Руководство по выполнению практической работы №7

Тема: Гидравлический расчёт канав. Определение Q, V, i, h, b.

Цель работы: Научиться выполнять гидравлический расчёт канав.

Задание:

- изучить теоретические основы;

• зарисовать схему водоотводного устройства;

• подобрать формулы для определения ω, λ по геометрическим формам;

• рассчитать основные гидравлические характеристики водного потока.

Средства обучения:

- руководство по выполнению практической работы;

- индивидуальные задания;

- калькулятор;

- стенд.

Теоретические основы:

Гидравликой называется прикладная наука, изучающая законы покоя и движения жидкостей и рассматривающая методы применения этих законов к решению технических задач.

Раздел гидравлики, где рассматриваются законы равновесия покоящейся жидкости, называется гидростатикой; разделе гидравлики, где изучаются законы движения жидкостей, называется гидродинамикой.

Знание гидравлики необходимо при решении вопросов, при проектировании и строительстве автомобильных дорог и ИССО.

Знание гидравлики позволяет дорожникам решать задачи по ограждению дорожных сооружений от воздействия на них воды.

С помощью зависимостей гидравлики проектируют поверхностный водоотвод с дорожной полосы (кюветы, водоотводные и нагорные канавы). Законы гидравлики используются при расчёте основных размеров дорожных труб, мостов, водоотводных сооружений.

Основные гидравлические характеристики водного потока: живое сечение, расход, средняя скорость. |

Ж ивое сечение - это поверхность, проведённая в потоке таким образом, что скорости течения во всех точках этой поверхности направлены к ней перпендикулярно. В реальных условиях поверхность живого сечения криволинейна. В целях упрощения допускается принимать живые сечения плоскими, а сам поток условно относится к плавно изменяющемуся параллельно струйному. Живое сечение измеряется площадью ω и характеризуется формой. Для изучения формы живого сечения вводятся понятия смоченного периметра и гидравлического радиуса.

Смоченным периметром λ называется длина части периметра живого сечения, по которой поток соприкасается с твёрдыми стенками и равен периметру живого сечения за вычетом длины свободной поверхности (рис. 1).

Гидравлическим радиусом R называется отношение площади живого сечения потока к смоченному периметру.

Расходом потока Q называется количество жидкости, протекающее через данное живое сечение потока в единицу времени.

Средней скоростью потока V называется такая скорость, которая условно придаётся всем частицам жидкости живого сечения и при этом расход потока соответствует действительному расходу.

Порядок выполнения работы:

1. Вычертить по исходным данным схему гидравлического сечения канавы;

2. Указать на схеме все элементы живого сечения потока;

3. В зависимости от геометрической формы поперечного сечения определить по формулам (табл. 1) основные размеры:

- площадь живого сечения ω, м²;

- смоченный периметр λ, м;

4. Определить величину гидравлического радиуса R, м по формуле:

R= ω/ λ, м (1)

5. Определить коэффициент С по формуле:

С = (2)

где С - коэффициент Шези;

n - коэффициент шероховатости , равный 0,025(для не засоренных русел);

y- показатель степени , равный 1/6;

R - гидравлический радиус.

6. Рассчитать величину скорости потока V м/сек по формуле:

V = с (3)

7. Определить величину расхода воды Q м³/сек по формуле:

Q = ω∙ V (4)

Таблица 1

П римечание: если в задаче требуется найти уклон, который необходимо придать канаве, этом случае его определяют по формуле Шези:

i= (5)

Отчётный материал:

- схема водоотводного устройства, с указанием основных характеристик;

- расчёты расхода воды или уклона.

Критерии оценки:

- уровень обучаемости;

- правильность решения (ответ);

- аккуратность и оформление.

Отчётный материал:

- схема тальвега, с указанием основных характеристик;

- сопутствующие расчёты.

Критерии оценки:

- уровень обучаемости;

- правильность решения (ответ);

- аккуратность и оформление.