5.3. Определение размеров водопроводной галереи между верхней и нижней камерами шлюза

Процесс опорожнения верхней камеры шлюза и одновременного наполнения нижней можно разделить на два этапа:

1) течение воды в водопроводной галерее между верхней и нижней камерами шлюза при переменной площади поперечного сечения перекрываемого затвором отверстия от нуля до полного открытия

2) течение воды в галерее при полностью открытом затворе .

Время открытия затвора принимается равным

При указанных условиях формула для определения площадь поперечного сечения водопроводной галереи примет вид

где среднее значение коэффициента расхода в период открытия затвора водопроводной галереи;коэффициент расхода, соответствующий полному открытию затвора водопроводной галереи.

Среднее и максимальное значения коэффициента расхода находятся в соответствии с его текущими расчетными значениями, которые определяются по формуле

где коэффициент сопротивления при входе потока в галерею;коэффициент сопротивления сороудерживающей решетки;коэффициент сопротивления на повороте прямоугольно галереи на уголс радиусом попорота, равным ее высоте[2];переменны коэффициент сопротивления затвора водопроводной галереи, зависящий от его конструкции и относительного открытия (принимается по третьей строке табл. 5.2);коэффициент сопротивления, учитывающий потери напора по длине галереи.

Потери напора по длине определяются как сумма потерь на участке галереи протяженностью (гдедлина горизонтального сплошного участка галереи,) при транзитном пропуске расходы воды и на участкепри непрерывной и равномерной раздаче расхода через донные водовыпуски. Тогда коэффициент сопротивления по длине будет равен

где гидравлический радиус

коэффициент Шези

высота и ширина водопроводной галереи квадратного сечения, м;коэффициент шероховатости стенок галереи,для бетонной поверхности.

Расчет производим методом последовательных приближений .

В первом приближении принимаем Вычисления, выполняемые в соответствии с формулой, приведены в четвертой строке табл. 5.3.

Таблица 5.3

	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
		193	44	18,05	8,4	4,27	2,4	1,1	0,64	0,34	0,25
	0	0,071	0,145	0,216	0,291	0,360	0,414	0,469	0,495	0,514	0,521

Примечание: текущее (промежуточное) открытие затвора,;полное открытие затвора,.

По данным табл. 5.3 среднее значение коэффициента расхода равно , а максимальное присоставляет. Отсюда в первом приближении находим

и

Подставляем полученное значение в формулы

и по равенству вычисляем

Найденное значение используем для вычислении во втором приближении. По формулеопределяем текущие значение коэффициента расхода(вычисления сведены в табл. 5.4).

Таблица 5.4

	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
		193	44	18,05	8,4	4,27	2,4	1,1	0,64	0,34	0,25
	0	0,071	0,144	0,213	0,284	0,348	0,396	0,469	0,444	0,482	0,488

По данным табл. 5.4 среднее значение коэффициента расхода равно , а максимальное присоставляет. Отсюда во втором приближении находим

и

Вычисляем невязку между первым и вторым приближениями

Таким образом, требуемая точность расчета соблюдена, окончательно принимаем

При этом время открытия затвора составит