1.4. Отводящий канал

эксплуатац

водопропускных сооружений показывает, что если не

предусмотреть спец альных мер, отводные русла на выходе из со-

оружен й с льно размываются, что иногда приводит к авариям со-

С

оружен й.

Мерами прот в размывов водоотводных русел, т.е. способами

гашен я

водного потока, являются: непрерывное рассеивание

энергии

бА

потока в самом сооружении, сосредоточенное гашение энер-

потока на выходе з тру ы или быстротока (рис. 15), укрепление

балок, зубчатых порогов);

С

2)

соударение свободных струй в атмосфере;

3)

рассеивание энергии в вальцах гидравлического прыжка;

4)

сосредоточенное гашение энергии в замкнутом блоке – на-

порные гас тели;

При

5)

отброс струи от сооружения с одновременным их расщепле-

нием

аэрац ей (этот принцип реализуется в рассеивающих трам-

плинах);

6)

с ловое воздействие на поток в направлении, противополож-

глубины

ном течен ю,

путём установки различных препятствий: порогов, ша-

шек, п рсов

т.п.

дравл ческом расчёте комплекса водоотводных сооруже-

ний и пр нят

конструктивных проектных решений необходимо

выясн ть услов я сопряжения ьефов быстротока и отводящего кана-

А

ла. Для анализа условий нео ходимо определить нормальную и кри-

тическую

на участке водоотвода за быстротоком, а также со-

ответствующий им критический уклон. Используя обновленные гид-

равлические характеристики, выполняется расчёт возникающего за

быстротоком гидравлического прыжка и формулируется вывод о не-

обходимости устройства гасителя энергии.

1.4.1. Определение гидравлических характеристик потока

И

Расчёт отводящего канала с определением нормальной и крити-

ческой глубин, критического уклонаДи средней скорости производит-

ся так же, как и в подводящем канале (см. подр. 1.2).

Исходные данные для расчёта необходимо взять из табл. 2.

Нормальная глубина h0 зависит от уклона дна i0

. Для определения h0

3

можно воспользоваться графиком K f(h), построенным в подр. 1.3.5

(см. рис. 3), предварительно вычислив расходную характеристику

K0

, соответствующую нормальной глубине h0 :

3

3

K

03

Q0

.

(27)

i03

С

ченного критического уклона с заданным i03 , необходимо сделать

вывод о состоянии потока. Для самостоятельной работы обучающих-

ся исходные данные подобраны таким образом, что при верно выпол-

ненном расчёте в отводящем канале установится спокойное состояние

формулируется

потока.

Выясняя услов

сопряжения бьефов быстротока и отводящего

канала, сам собой

вывод: при переходе потока из бур-

ного состоян я в спокойное (при смене уклонов дна i02 на i03 ) возни-

бА

кает г дравл ческ й прыжок.

ным движением. Верхняя поверхность вальца получается неровной,

волнообразной. Валец обычно насыщен пузырьками воздуха и потому

мало прозрачен.

И

последовательности:

1. Определить сжатую глубину hc

методом последовательного

приближения:

q

С

hc

2 g (E

0

h ) ,

(28)

где q – удельный расход,

c

чения

q

Q0

;

(29)

b

– коэфф ц ент скорости, = 0,9; E0 – полная удельная энергия се-

, с которой поток приходит в отводящий канал.

бА

Рис. 16. Схема гидравлического прыжка

И

В рассматриваемом случае (см. рис. 16) E E , т.е. удельной

Д0 кб

энергии сечения на конце быстротока, которую можно определить из

уравнения

V 2

Eкб hкб

кб

,

(30)

2 g

где hкб – глубина на конце быстротока, определенная по кривой сво-

бодной поверхности при длине l

и принятая в подр. 1.3.5; Vкб

– ско-

рость на конце быстротока,

Q0

Vкб

.

(31)

b hкб

hc

q

;

(32)

2 g Eкб

1

б) во втором приближении учитывается сжатая глубина hc

в

знаменателе

согласно формуле (28)

1

С

hc2

q

;

2 g (E

кб

h

c )

1

и hc состав-

в)

расхожден е между величинами глубин hc

1

2

тырех пр бл жен й.

А

2. Первая сопряжённая глу ина h

принимается равной сжатой

глубине [9,б18]:

h hc.

(33)

3. Вторая сопряжённая глу ина вычисляется по формуле

Д

h

0,5 h[

1 8 (hк

3

h )

1].

(34)

4. По результатам расчета следует сделать вывод о типе гидрав-

лического прыжка:

– если h hб, то гидравлический прыжок отогнанный;

И

– если h hб, то гидравлический прыжок надвинутый;

– если h hб ,

то гидравлический прыжок затопленный (под-

пёртый).