Задача 1

Определить расход Q, вытекающий из-под плоcкого затвора, если высота открытия а = 0,75 м, а напор H = 3 м. Ширина отверстия, перекрываемого затвором, b = 3,80 м равна ширине ка­нала. Отверстие без порога. Глубина в нижнем бьефе h_б = 1,50 м.

Решение:

1. Рассчитываем отношение а / Н:

Отношение а / Н равно 0,25

2. По табл.1 находим ε:

ε = 0,622

3. Рассчитываем глубину в сжатом сечении h_с:

h_с = 0,466 м

4. Проверяем условие свободного истечения, принимая φ = 0,95; Н₀ = Н

1,36 < 19,6 (свободное)

5. Рассчитываем расход Q:

Q = 11,87 м³/с

6. Рассчитываем скорость подхода V₀:

V₀ =1,04 м/с

7. Рассчитываем скоростной напор Н_V:

Н_V = 0,06 м

8. Рассчитываем полный напор Н₀:

Н₀ = 3,06 м

9. Рассчитываем расход Q:

Q = 12,0 м³/с

01. Рассчитываем критическую глубину h_кр:

02. Рассчитываем глубину h^//_c:

h^//_c = 1,84 м

Задача 2

Какой потребуется напор Н, чтобы при заданных высоте открытия затвора а = 0,75 м и ширине отверстия b = 3,80 м пропустить расход Q = 13,0 м³/с. Глубина в нижнем бьефе h_б = 1,6 м. Будет истечение свободным или подтопленным?

Задача решается методом последовательных приближений. Для облегчения подбора можно построить график и по нему определить Н.

Ответ: Н = 3,5 м. Истечение будет свободным.

Задача 3

На канале устроен перепад высотой Р = 1,5 м (рис.). Нормальная глубина в канале h_о = h_б = 1,2 м.

На какую высоту нужно поднять плоский затвор, чтобы пропустить расход Q = 5 м³/с, не нарушив равномерное движение в расположенном выше канале.

Входная часть прямоугольного сечения шириной b = 3,6 м. Ширина отверстия, перекрываемого затвором, также рав­на 3,6 м.

Решение. Так как h_б < Р то истечение будет свободным.

1. Рассчитываем скорость подхода V₀:

V₀ =1,16 м/с

2. Рассчитываем скоростной напор Н_V:

Н_V = 0,075 м

3. Рассчитываем полный напор Н₀:

Н₀ = 1,275 м

4. Принимаем, что истечение свободное. Методом подбора находим высоту открытия затвора а:

а = 0,534 м; ε = 0,637

5. Рассчитываем глубину в сжатом сечении h_с:

h_с = 0,340 м

Задача 4

Определить высоту открытия плоского затвора при следующих данных: расход Q = 4 м³/с, напор Н = 2 м, ширина отверстия b = 2,5 м равна ширине канала, глубина в нижнем бьефе h_б = 0,5 м. Щитовое отверстие без порога.

Ответ: а = 0,46 м.

Задача 5

Определить расход, вытекающий из-под плоского затвора, поднятого на высоту а = 0,6 м, если Н = 2,2 м, ширина от­верстия b = 3 м. Бытовая глубина в нижнем бьефе h_о=1,8м. Отвер­стие прямоугольное без порога (φ = 0,97).

Решение:

1. Рассчитываем отношение а / Н:

Отношение а / Н равно 0,272

2. По табл.1 находим ε:

ε = 0,623

3. Рассчитываем глубину в сжатом сечении h_с:

h_с = 0,374 м

4. Проверяем условие свободного истечения, принимая φ = 0,97; Н₀ = Н

28,5 > 14.82 (несвободное)

5. Рассчитываем коэффициент расхода μ:

μ = 0,604

6. При условии Н₀ = Н рассчитываем глубину в сжатом сечении h_z:

М = 1,13

h_z = 1,60 м

Подтопленная глубина h_z =1,6 м меньше бытовой глубины h_о=1,8 м.

7. Рассчитываем расход Q:

Q =3,73 м³/с

8. Рассчитываем скорость подхода V₀:

V₀ =0,565 м/с

9. Рассчитываем скоростной напор Н_V:

Н_V = 0,018 м

10. Рассчитываем полный напор Н₀:

Н₀ = 2,22 м

11. Рассчитываем подтопленную глубину в сжатом сечении h_z:

12. Рассчитываем расход Q:

Q =3,78 м³/с

Задача 9-13. Определить ширину одного пролета Ь трехпролет-ного регулятора прямоугольного сечения, разделенного бычками, чтобы при высоте поднятия затворов а=0,6 м напор при пропуске расхода 0=18 м*]сек не превышал Я=2 м. Скорость подхода Ко— =0,54 м/сек. Бытовая глубина Аб = 1,6 м. Отверстие без порога (р=0,95. Ширина отверстия равна ширине пролета.

Ответ. 6=4,75 м.

Задача 9-14. Регулятор прямоугольного сечения разделен быч­ками толщиной ^=0,6 м на три пролета шириной 6=3,4 м каж­дый. Для поддержания постоянного горизонта в верхнем бьефе при

338

Задача 9-11. В канале с шириной по дну 6_К=6,80 м, т=л, при пропуске расхода ф=9 м^а/сек глубина воды Ло=1,60 ж. Опреде­лить ширину В двухпролетного регулятора прямоугольного сечения (рис. 9-15), чтобы при указанном расходе высота открытия щита а не превышала 0,6 ж, а напор был бы равен глубине в канале: Н— =Ао= 1,6 ж. Щитовое отверстие без порога (<р=0,95). Толщина быч­ка /=0,8 ж. Истечение свободное.

Ответ. В=5,8 м.