Определение глубины на пороге водослива

Водослив практического профиля. Основная расчетная формула (коэффициенты m, σ, ε).

3.1. Общие сведения Водосливы, отличные от водосливов с тонкой стенкой и с широким порогом, называются водосливами практического профиля. Толщина их стенки обычно лежит в пределах δ=(0.5…2 )Н. Водосливы практического профиля могут быть с поли- гональным (прямоугольным, трапецеидальным) и криволи- нейным (безвакуумные, вакуумные), очертаниями. Водосливы полигонального очертания применяются как водопропускные сооружения при малых расходах воды и как гасители энергии. Водосливы криволинейного очертания служат водосливными плотинами в гидроузлах. Безвакуумные водосливы (рис. 3.1) имеют вертикальную (верховую) напорную грань, а сливная (низовая) грань очер- чена по форме нижней поверхности струи, переливающейся через неподтопленный водослив с тонкой стенкой. Очертание такого водослива строится по опытным данным Кригера – Офицерова и обеспечивает его плавное обтекание и атмо- сферное давление под струёй. Коэффициент расхода такого водослива m=0.48…0.51, что существенно больше, чем для водослива с тонкой стенкой. Если сливная поверхность срезана (на рис. 3.1 показана пунктиром), то под струёй устанавливается давление менее атмосферного, а водослив называется вакуумным и коэффи- циент расхода увеличивается до m=0.54…0.57. 15 Условия подтопления водосливов практического профи- ля те же, что и для водосливов с тонкой стенкой. Рис. 3.1. Водослив практического профиля

Истечение из-под щита. Свободное и затопленное истечение.

Расчет длины водобойных колодцев.

Гидравлический расчет водобойного колодца состоит в определении глубины колодца и его длины.

Определение глубины колодца. Затопление прыжка в водобойном колодце осуществляется путем увеличения глубины в нижнем бьефе за счет опускания дна колодца  . Но одновременно с опусканием дна колодца растет высота падения струи с порога перепада, что приводит к уменьшению сжатой глубины и, как следствие, росту глубины сопряженной сжатой. Таким образом, вторая сопряженная глубина зависит от глубины колодца, поэтому данную задачу приходится решать подбором или графически.

Порядок расчета следующий:

1) задаемся произвольной величиной глубины колодца d₀;

2) находим значение полного напора  ;

3) по найденному значению полного напора определяем величину сжатой глубины, решая (5.6);

4) вычисляем вторую сопряженную глубину, используя основное уравнение прыжка:

 

;                                  (5.7)

 

5) сравниваем найденную величину h₂ с  , если данные величины не равны, задаемся новым значением глубины колодца и повторяем пп. 1–5;

6) для ускорения решения задачи вычисления по пп. 1–5 заносятся в таблицу (см. пример 7);

7) по двум последним графам табл. 5.2 строятся графики   и   (см. пример 7);

8) точка пересечения графиков даст теоретическую глубину колодца d₀;

9) для затопления прыжка найденную глубину колодца необходимо увеличить на 5¸10 %.