Расчётно-графическая работа №2

Оформление задания. Условие задания должно быть записано полностью. Решения задачи кратко поясняются. Рисунки и схемы выполняются четко и аккуратно. Чертежи и графики в удобных для чтения масштабах. Эмпирические формулы, величины коэффициентов и другие справочные данные, используемые в расчетах должны сопровождаться ссылками (однократно) на литературный источник. Числовые значения величин располагаются в порядке написания их обозначений в формуле. Все измерения и вычисления необходимо выполнять в Международной системе единиц (СИ). При подстановке величин в формулы нужно следить за соблюдением размерности. Единицы измерения употребляемых и получаемых в расчетах физических величин должны быть обязательно указаны.

При повторном выполнении однотипных расчетов показывается в полном объеме только один пример расчета, а результаты остальных сводятся в таблицы. При этом в тексте нужно дать пояснения к составлению таблицы и выводы по полученным результатам.

Тема задания: расчет каналов

Цель работы: освоить методику расчета каналов.

Задание. Канал трапециидального сечения (рис. 2), проложенный в грунтах со средним размером частиц грунта 0,25 мм, предназначенный для пропуска расхода воды Q=16+N (N – номер варианта) м³/с, по гидрогеологическим условиям может иметь глубину не более h=7 м. Определить глубину канала, необходимую для пропуска заданного расхода, если b=8м при уклоне i=0,0004+N и заложения откосов m=1м, предварительно составив таблицу 1. Коэффициент шероховатости n выбрать в зависимости от характеристики русла. Определить транспортирующую способность канала. Проверить скорости движения воды в канале на заиление и размыв, сопоставить коэффициент заложения откосов с данными из СНиПа. При превышении скорости критических значений изменить параметры канала.

Ход решения:

1. Определяем требуемый модуль расхода канала

K_тр.=Q/ √i

2. Подбираем величину h, и строим график зависимости К от h

Таблица 1

Задаем величину h	w=(b+mh)h	=b+2h (1+m2)	R= w/	C=1/n Ry	K=wC √R
h1
h2

3. По Kтр определяем h

Дополнительно определить коэффициенты Шези по приведенным ниже формулам.

Для определения коэффициента Шези в области квадратичного сопротивления широко используются формула И. И. Агроскина

С= 17,72(0.056/n+lgR).

Основанная на большом опытном материале формула Агроскина дает удовлетворительные результаты при n=0,009-0,040 и R = 0,1-3,0 м.

При приближенных расчетах и для расчета каналов с неболь­шими расходами принимают y=1/6 или y=1/5 и пользуются формулами Маннинга:

С

Рис. 2. Схема для расчета канала

=1/nR^1/6,

или Форхгеймера:

С=1/nR^1/5

Значения n берутся из

таблицы 3.

В области гидравлически гладких русел применяется формула:

С=18,75Re^0.125

В области ламинарного режима движения применяется формула:

С=1,81Re.

Для рек формирующих русла в песчано-гравийных породах:

С=14,8/i ^1/6-26.

При равномерном движении воды в каналах расход Q, м³/с, следует определять по формуле

, (1)

где w— площадь живого сечения, м²; v — скорость течения воды, м/с; С — коэффициент Шези, м^0,5/с; R — гидравлический радиус, м; i — гидравлический уклон.

Для каналов с гидравлическим радиусом R  5 м коэффициент Шези следует определять, как правило, по формуле:

Оформление задания. Условие задания должно быть записано полностью. Решения задачи кратко поясняются. Рисунки и схемы выполняются четко и аккуратно. Чертежи и графики в удобных для чтения масштабах. Эмпирические формулы, величины коэффициентов и другие справочные данные, используемые в расчетах должны сопровождаться ссылками (однократно) на литературный источник. Числовые значения величин располагаются в порядке написания их обозначений в формуле. Все измерения и вычисления необходимо выполнять в Международной системе единиц (СИ). При подстановке величин в формулы нужно следить за соблюдением размерности. Единицы измерения употребляемых и получаемых в расчетах физических величин должны быть обязательно указаны.

При повторном выполнении однотипных расчетов показывается в полном объеме только один пример расчета, а результаты остальных сводятся в таблицы. При этом в тексте нужно дать пояснения к составлению таблицы и выводы по полученным результатам.