Санкт-Петербургский политехнический университет

Инженерно-строительный институт

Кафедра гидравлики

Курсовая работа

по дисциплине «Гидравлика»

Вариант 2

Выполнил _____________

студент гр. 3130801/80004

Руководитель _____________ Е.А. Локтионова

«23» апреля 2020 г.

Санкт-Петербург

2020 год

Содержание

1.1. Определение максимальных расходов Q_{C MAX}, Q_{I MAX}, Q_{II MAX} 2

1.2. Построение графиков зависимостей 5

1.3. Построение продольного профиля трубопровода 7

Рис. 1.2. Построение пьезометрической линии 8

2. Расчет канала на равномерное движение 9

1.1. Подбор наивыгоднейшего сечения 9

Рис 2.3. Поперечный профиль водоотводящего необлицованного канала трапецеидального сечения 14

2.1. Определение средней скорости движения воды в канале и сравнение ее с максимально допустимой для заданного грунта 15

2.2. Определение глубины наполнения и продольного уклона дна канала при  = (_макс)_доп 16

2.3. Определение нового уклона, если при найденной нормальной глубине h₀ и ширине канала по дну b, русло пропускает Q’=1,25Q 17

Список используемой литературы 18

1. Определение максимальных расходов qc max, qi max, qii max

Выпишем средние значения модуля расхода для заданных диаметров чугунных трубы новых битумизированных. (табл. 4.4, с. 38, [2]).

D₁ = D₂ = 100 мм; К₁ = К₂ = 61,37 л/с

D₃ = D₄ = 125 мм; К₃ = К₄ = 110,59 л/с

Установим, что расход Q_{II MAX} направлен вниз, и составим систему уравнений для этого случая.

1. 

2. 

3. 

4. 

5. Q_{II MAX} = Q_{2 MAX} + Q_{3 MAX}

6. Qc _MAX = Q_{I MAX} + Q_{II MAX}

Из уравнения 1 находим:

л/с

Из уравнения 3 и 4 выразим отношение:

Подставив в уравнение 5, получим:



Разделим уравнение 2 на уравнение 3 и выразим :

Тогда м.

Вычислим Q_{II MAX}, Q_{2 MAX} и Q_{3 MAX} из уравнений 2, 3, 4 соответственно:

л/с

л/с

л/с

Согласно уравнению 6:

л/с

Решение системы:

• Q_{I MAX} = 6,77 л/с

• Q_{II MAX} = 7,30 л/с

• Q_{2 MAX} = 2,74 л/с

• Q_{3 MAX} = 4,56 л/с

• Q_{C MAX} = 14,07 л/с

• = 2,29 м

Проверка решения системы:

1. 

14,6 = 14,6 м

2. 

4 = 4 м

3. 

1,69 = 1,69 м

4. 

1,69 = 1,69 м

5. Q_{II MAX} = Q_{2 MAX} + Q_{3 MAX}  7,30 = 2,74 + 4,56 л/с

6. Qc _MAX = Q_{I MAX} + Q_{II MAX}  14,07 = 6,77 + 7,30 л/с

Проверка показала, что система уравнений решена верно.

Расход Q_{II MAX} > 0, значит, направление расхода было задано верно.

2. Построение графиков зависимостей

Построим графики зависимости по трем точкам:

Точка №1 – кран полностью открыт.

• Q_{I MAX} = 6,77 л/с

• Q_{II MAX} = 7,30 л/с

• Q_{C MAX} = 14,07 л/с

Точка №2 – кран закрыт.

При закрытом кране Q_C=0, Q_I =Q_II=Q

Составим систему уравнений

1. 

2. 

3. Q=Q₂+Q₃

Из первого уравнения находим Q:

л/с

м

 м

м

 м

м

 м

Из второго уравнения находим функцию зависимости Q₂ от Q₃

Воспользуемся уравнением 3 для нахождения численных значений Q₂ и Q_3.

л/с

л/с

Точка №3 – бак II нейтрален.

Если бак II не работает, то Q_II=0 и Q_I=Q_C

л/с

 м

По полученным данным строим график зависимости Q_I=f(Q_C) и Q_II=f(Q_C).

1

2

3

4

5

6

7

8

Q_II, л/с

Q_I, л/с

8

7

6

5

4

3

2

1

Q_{II max} = 7,30 л/с

Q_c* = 9,48 л/с

Q_II* = 3,42 л/с

Q_I* = 6,05 л/с

Q_{I max} = 6,77 л/с

Q_с, л/с

Рис 1.1. График зависимости Q_I=f(Q_C) и Q_II=f(Q_C)