1.1.6.Анализ и расчет кривой свободной поверхности деривационного канала
Данные
=
=
Qнорм=120м3/с, m=1, n=0,020
Для анализа используем уравнение
=
,
где
)
– расходная характеристика при
неравномерном движении,
– расходная характеристика при
равномерном движении,
Пк – параметр кинетичности
В зависимости от конкретных условий кривые свободной поверхности могут иметь различные особенности.
>
– кривая II типа.
Рассмотрим зону а:
Для анализа знака числителя сравниваем глубины – текущую h и нормальную h0
h>h0
, k>k0
, тогда
<1
Для анализа знака знаменателя сравниваем глубины – текущую h и критическую hкр
Т.к. h>hкр , то в пределах рассматриваемой кривой Пк<1
Исходя из вышеизложенного:
=
=
>0
глубины вдоль потока возрастают –
образуется кривая подпора IIa.
См. рис.4 - кривая подпора IIa.
Назначаем граничные глубины:
Рассчитываем длину кривой подпора методом Чертоусова (при х=4). Расчет сводим в таблицу №3
Использованные формулы:
Отношение определяется по таблице п.VI [2].
Сбросной канал.
1.2.1. Определение глубины равномерного движения канала
Дано:
Q=120м3/с
ί = 0, 00027
b = 25 м
грунт – очень плотные глины
Срасч.= 0,20 ∙ 105 Па
Определить:
h0 =?
β =?
По табл. П1 и П2 [1] определяем коэффициент откоса m и коэффициент шероховатости n в зависимости от грунта.
n = 0,020
m = 1, 0
Задачу решаем подбором по уравнению Шези, задаваясь рядом значений глубины. Расчет сводим в Таблицу(1).
Таблица 1.
h , м
ω = (b+
mh)h, м
χ = b +2h√1+m2,
м
R=ω∕χ, м
С=1∕n + 17,72lgR, м0,5∕с
Q=ωc√Rί, м3∕с
2,4
65,76
31,79
2,07
55,60
86,44
2,6
71,76
32,35
2,22
56,14
98,63
2,8
77,84
32,92
2,36
56,61
111,23
3,0
84,00
33,48
2,51
57,08
124,82
3,2
90,24
34,05
2,65
57.50
138,79
По данным Таблицы 1 строим график зависимости Q= f(h).
Из графика Q =f(h) при Q =120 м3/с получаем hкр =2,95 м.
1.2.2. Проверка сбросного канала на размыв
Проверяем канал на размывание. Находим среднюю скорость в канале.
υ= Q/ω= 120∕82,76=1,45 м/с
ω=(b + mh0)h0= (25+1∙2,96)∙2,95=82,76м2 по таблице 16.3 [2] при Срасч=0,20 ∙105 Па и
h0=2,95 м определяем υдоп= 1,59
Т.к υ=1,45 м/с < υдоп= 1,59 м/с
Канал не размывается!
1.2.3. Определение относительной ширины канала β
β=
м