3.5.2. Расчёт гидравлического прыжка

Расчёт гидравлического прыжка сводится к определению его характеристик: – первой сопряжённой глубины, – второй сопряжённой глубины и l_n – длины гидравлического прыжка.

1. Определяем сжатую глубину методом последовательного приближения по формуле (26). Для этого по формулам (28) и (29) вычислим скорость и удельную энергию сечения на конце быстротока:

м/с;

м.

Далее определим сжатую глубину.

1) В первом приближении не учитываем h_с в знаменателе, тогда по формуле (30) получаем м.

2) Во втором приближении учитываем в знаменателе и по формуле (26) получаем м.

3) Так как расхождения между глубинами и более 5 %, определим сжатую глубину в третьем приближении по формуле (26): м.

4) Расхождение между и нет.

Принимаем = h_с = = 0,38 м.

5) Определяем вторую сопряжённую глубину по формуле (32):

м.

Таким образом, м – гидравлический прыжок отогнанный и требуется установка гасителя энергии.

3.5.3. Расчёт водобойного колодца

В первом приближении глубина колодца d определяется по формуле (33). По расчёту получаем:

м, принимая  = 1,1.

Удельная энергия сечения по формуле (34) будет равна

м.

Первую и вторую сопряжённые глубины вычислим по формулам (35) и (36):

м,

м.

Вычислим глубину колодца во втором приближении, принимая  = 1,2:

м.

Сравним полученные значения d₁ и d₂:

;

.

Поскольку d₁ и d₂ отличаются более чем на 5 % , определяем глубину в третьем приближении в аналогичной последовательности.

Удельная энергия м.

Первая сопряжённая глубина: м.

Вторая сопряжённая глубина:

м.

Тогда глубина водобойного колодца в третьем приближении будет равна м.

Сравним полученные значения d₂ и d₃:

.

Так как полученные d₂ и d₃ отличаются более чем на 5 %, определяем глубину в четвертом приближении.

Удельная энергия м. Тогда первая сопряжённая глубина будет равна м, а вторая сопряжённая глубина – м.

Глубина водобойного колодца в четвёртом приближении будет равна м.

Получаем, что d₃ = d₄ (отличаются не более чем на 5 %), поэтому принимаем d = d₄ = 0,6 м.

Длина водобойного колодца вычисляется последовательно по формулам (42), (43), (44), (45).

Определим эти величины поочередно:

Длина отлёта струи: м.

Длина гидравлического совершённого прыжка:

м.

Длина подпёртого прыжка: м.

Длина водобойного колодца: м.

В результате расчётов получили, что для гашения энергии необходимо предусмотреть устройство водобойного колодца со следующими размерами: длина – 5,97 м, глубина – 0,6 м.

75