1.3 Гидравлический расчёт сбросного канала

1.3.1 Исходные данные

За расчетный расход принимается форсированный расход Q_форс=17,82 , Гидравлически наивыгоднейшим сечением трапецеидального канала называется профиль, в котором при заданной площади живого сечения пропускная способность канала будет наибольшей при одинаковых .

1.3.2 Порядок расчёта сбросного канала

За расчётный расход в СК принимается Q_форс= м³/с.

Сечение СК принимается гидравлически наивыгоднейшим.

Назначаем коэффициент шероховатости по таблице 1.1./2/ n=0,0250 и коэффициент заложения откоса канала по таблице 1.2. /2/ m=2.

Так как неразмывающая скорость зависит от глубины воды в канале, то расчёт параметров канала ведётся методом приближений.

В первом приближении глубина воды при пропуске расчётного расхода Q=Q_форс определяется по формуле С.А. Гиршкана

= ,

где коэффициент перед корнем, равный 1.0, рекомендуется для гидравлически наивыгоднейших сечений, для остальных сечений равен 0,85.

По таблицам 1.4 /2/определяется f(h,d)=0,77м.

Величина незаиляющей скорости определяется по формуле =0,33 =0,587 м/с.

За расчётную скорость воды в канале принимается

м/с.

(0,693 0,587).

Вычисляется площадь живого сечения потока

= .

Определяется относительная ширина гидравлически наивыгоднейшего сечения канала по дну

.

Во втором приближении из формулы площади уточняется глубина воды в канале гидравлически наивыгоднейшего сечения

= .

По полученной глубине из таблиц 1.4 /2/ уточняется =0,79 м/с, расчётная скорость (0,711 0.587).

₌0,711 м/с.

Уточняем для нового значения расчётной скорости

,

= ,

.

Полученную ширину сбросного канала округляем до ближайшего стандартного размера .

По стандартной ширине канала по дну окончательно определяем нормальную глубину гидравлически наивыгоднейшего сечения по формуле

м.

Вычисляем гидравлические элементы живого сечения потока

- смоченный периметр ,

м,

- гидравлический радиус м.

Находим коэффициент Шези С=44,10 по таблице в Приложении А/2/ и вычисляем уклон дна

.

Определяем по таблице 1.6 /2/ превышение бровки канала Δh=0,4м над уровнем воды.

По результатам расчёта в масштабе вычерчиваем поперечное сечение сбросного канала (рисунке 3.б).

2 Расчёт неравномерного установившегося

ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В МАГИСТРАЛЬНОМ КАНАЛЕ

2.1 Общие положения

Неравномерным установившимся движением называется такое движение, при котором гидравлические параметры живого сечения и характеристики потока изменяются по длине потока.

Нормальная глубина h₀ - глубина, соответствующая равномерному движению.

Удельная энергия сечения

.

График удельной энергии сечения показан на рисунке 4.

Критическая глубина h_кр - глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения (рисунок 4).

Рисунок 4 – График удельной энергии сечения Э = f (h)

Критический уклон i_кр - уклон, при котором равномерное движение происходит с глубиной, равной критической.

Дифференциальное уравнение неравномерного движения воды в призматических руслах имеет вид

.

Для расчёта кривой свободной поверхности в МК будет использоваться способ проф. Б.А. Бахметева.

В магистральном канале на ПК50 находится подпорное гидросооружение (шлюз-регулятор). Длина магистрального канала от ПК0 до подпорного гидросооружения L = 5000 м.

Рисунок 5 - Расчётная схема неравномерного движения воды в МК

Таблица 2 - Исходные данные для гидравлического расчёта

магистрального канала при неравномерном установившемся

движении воды

Исходные данные	Размерность	Магистральный канал (МК)
Расчетный расход	м3/с	Qмакс=16,2
Нормальная глубина	м	h0 =2,13
Ширина канала по дну	м	b =7
Коэффициент заложения откосов		m =2
Уклон дна		i0 =0,0001369
Коэффициент шероховатости		n =0,0225
Глубина воды на ПК 50 МК	м	hр = 1,3 h0= 2,77
Длина, рассчитываемой кривой	м	5000