- •1. Розрахунок нагірної канави
- •1.1. Спосіб підбору
- •1.2. Спосіб, що ґрунтується на застосуванні «показникового закону»
- •3. Гідравлічний розрахунок швидкотоку
- •Порядок виконання роботи
- •4. Гідравлічний розрахунок багатосхідчатого перепаду колодязного типу
- •Порядок виконання роботи
- •Розрахунок другої сходинки:
- •5. Гідравлічний розрахунок отворів малих мостів
- •5.1.(П.5.5) Розрахунок малого мосту:
- •Інтерполяційний метод знаходження Кt :
- •Інтерполяційний метод знаходження α :
- •Отже малий міст працює по схемі вільного витікання.
1.2. Спосіб, що ґрунтується на застосуванні «показникового закону»
Порядок розрахунку при користуванні цим способом.
Призначають довільно глибини водотоку h1, h2, підраховують відповідні їм значення витратної характеристики К1, К2
h1=1,5м; h2=0,85м.
м2
м2
м
м
м
м
W1=36,88м/с; W2=25,8 м/с.
м3/c
м3/c
і обчислюють гідравлічний показник русла:
Маючи розрахункове значення витратної характеристики Ко, обчислюють побутову глибину протікання води у руслі водотоку за формулою:
м
1.3. Спосіб побудови графіка K = f (h)
Знаходять розрахункове значення витратної характеристики:
м3/c.
Довільно призначають глибини h1, h2, h3 і обчислюють відповідні значення:
h1=0,15 м; h2=0,37м; h3=0,65м.
м2
м2
м2
м
м
м
м
м
м
по таблицях [ дод. 8] знаходять швидкісну характеристику W1,2,3
W1=9,1125м/с; W2=15,70м/с; W3=21,65м/с.
і підраховують K1,2,3,:
м3/c
м3/c
м3/c
Будують графік K = f (h), звідки знаходять глибину, що відповідає Ко (рис. 2)
Рис. 2. Графік K = f (h). h0=0,553м.
3. Гідравлічний розрахунок швидкотоку
Швидкоток - це русло з похилом дна більшим за критичний іо > ікр. Внаслідок цього на швидкотоці рух потоку має місце з глибиною, меншою за критичну, стан потоку – бурхливий. При великих швидкостях потоку частки повітря перемішуються з водою і потік стає двофазним. Збільшення об'єму води (за рахунок повітря) приводить до збільшення глибин у живих перетинах. Це збільшення глибин враховується заміною (у розрахунках) на більший коефіцієнт шорсткості русла. Для правильного визначення побутової глибини на швидкотоці коефіцієнт шорсткості n повинен бути збільшений в a разів в залежності від похилу. Розрахунковий коефіцієнт шорсткості пa = a·п=1,0х0,0225=0,0225, де a - коефіцієнт аерації, залежний від похилу дна русла:
іо |
0 – 0,1 |
0,1 – 0,2 |
0,2 – 0,4 |
0,4 – 0,5 |
a |
1,0 |
1,33 |
0,33 – 2,0 |
2,0 – 3,33 |
На кінці швидкотоку встановлюється глибина hкін. Таким чином, потік, виходячи до нижнього б'єфу, має глибину hнб > < hкін. Якщо глибина hнб > hкр, то має місце гідравлічний стрибок. Для визначення типу стрибка необхідно підрахувати h''кін і порівняти її з hнб. У разі h''кін > hнб стрибок буде відігнаний, h''кін ≈ hнб – стрибок має місце у стислому перерізі, h''кін < hнб – стрибок затоплений.
При h''кін > hнб потрібний розрахунок гасника енергії.
Порядок виконання роботи
3.1.1. Вибирають вихідні дані (табл. 3). Витрата Q задається викладачем.
Таблиця 3
Пара-метр |
Номер варіанту |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
io |
0,072 |
0,055 |
0,068 |
0,080 |
0,060 |
0,050 |
0,095 |
0,075 |
0,070 |
0,083 |
L |
42 |
31 |
36 |
38 |
26 |
37 |
44 |
33 |
27 |
40 |
(Рис. 4. Схема швидкотоку.)
Приймають вхідну, вихідну ділянки та лоток швидкотоку, зробленими з бетону.
Визначають ширину швидкотоку за формулою Ю.М.Даденкова:
3.1.4. Визначають критичну:
м/с
та побутову (будь-яким способом) глибини, в даному випадку 2 спосіб:
h1=0,67м; h2=0,77м.
W1=31,11м/с; W2=32,3м/с.
3.1.5. Приймають глибину на початку швидкотоку h1 = hкр, будують криву спаду на швидкотоці за методом Чарномського В.І.
|
hпоч=hkp=0,715826013≈0,716(м) |
hкін=ho=0,2924438595≈0,290(м) |
|
0,7018990825≈0,702 |
0,2867537501≈0,287 |
|
2,4121969≈2,41 |
1,565430619≈1,57 |
|
0,2909791891≈0,291 |
0,1831788306≈0,1832 |
|
31,67 |
23,00272≈23,003 |
|
0,3579130519≈0,358 |
2,144414193≈2,144 |
|
1,073739065≈1,074 |
2,436858052≈2,437 |
|
22,229173≈22,23 |
6,596116223≈6,596 |
|
0,08367393746≈0,084 |
0,2819841157≈0,282 |
|
0,00700132781≈0,007 |
0,0795150415≈0,08 |
3.1.6. Якщо довжина Lсп кривої спаду виявляється меншою за довжину L , то на швидкотоці встигає встановитися рівномірний рух, і на його кінці hкін = hо. Такий швидкотік називають довгим. Якщо Lсп > L (короткий швидкотік), рівномірний рух не встановлюється на швидкотоці і на його кінці глибину hкін знаходять інтерполяцією.
Lсп=17,54м < L=36м => швидкотік довгий!
3.1.8. Підраховуємо глибину
3.1.9. При умові h''кін > hнб – розраховуємо гасник енергії (стрибок відігнаний).
h''кін=1,444(м) > hнб=0,7876≈0,79(м) отже гасник енергії потрібен!
3.1.10. Визначаючи глибину у нижньому б’єфі швидкотоку, як побутову глибину у нагорній канаві, розраховують гасник енергії у вигляді водовідбійного колодязя.
3.1.11. Глибина водовідбійного колодязя:
Де σ – коефіцієнт запасу (σ = 1,05…1,1) => приймаю σ = 1,1
3.1.12. Довжину водовідбійного колодязя розраховують за формулою:
Водовідбійний колодязь дорівнює довжині гідравлічного стрибка!
