4 Гидравлические расчеты
4.1 Определение ширины канала
Гидравлический расчет проводится для определения поперечных размеров канала. Магистральный канал имеет трапецеидальную форму, для которой существует зависимость, определяющая некоторые его размеры.
Площадь живого сечения ω, м2:
ω = (b+m*hp)*hp, (4.1)
где b = ширина по дну канала;
m = 1,2 – коэффициент откоса;
hp – расчетная глубина воды в канале.
Найдем hр по формулам(2.7.1-2.7.3):
hp=T0MK - 0,3; (4.2.1)
T0MK=T0ТС+0,2; (4.2.2)
T0ТС=T0ОС+0,2; (4.3.3)
По вышеуказанным формулам произведем расчет hp:
T0TС=0,9+0,2=1,1;
T0МК=1,1+0,2=1,3;
hp=1,3-0,3=1.
2) Смоченный периметр x, м:
х
= b+2*hp
(4.4)
3) Гидравлический радиус R, м:
R
=
(4.5)
4) Скоростной коэффициент С по формуле Н. Н. Павловского:
С
=
*
RY,
(4.6)
Где n – коэффициент шероховатости русла, равный 0,03;
y – переменный показатель степени
у
= 1,5
при R<1 м.
5) Скорость течения воды U, м/с, по формуле Шези:
υ
= C
,
(4.7)
где i – уклон дна в рассчитываемом сечении.
6) Расход воды по каналу, м3/с:
Qк
=
*
υ
(4.8)
Необходимо подобрать такое значение b, чтобы оно соответствовало количеству воды, поступающей в магистральный канал со всей водосборой площади QB = 1,08 м3/с
По вышеприведенным формулам произведем гидравлический расчет при значении b = 0,4.
ω = (0,4+1,2*1)* 1 = 1,6 м2
х
= 0,4+2*1
=3,524 м.
R
=
= 0,455 м.
Так как R < 1м, n=0,03, то y будет равен:
у
= 1,5
= 0,26
С
=
*
=
27,16
υ
= 27,16
= 0,82м/га
Qк = 1,6*0,82= 1,312 м3/с
Таким образом в результате расчета мы получаем, что расход воды по каналу Qк больше притока воды к каналу с водосборной площади Qв.
h, м. |
B м. |
ω, м2. |
χ, м. |
R, м. |
υ, м/с |
Qk, м3/с |
1 |
0,4 |
1,6 |
3,524 |
0,455 |
0,82 |
1,312 |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.1 – Показатели гидравлического расчета