Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
208_-_208_161_208_179_208_184_208_180_2.doc
Скачиваний:
67
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
552.45 Кб
Скачать

2.1.5. Определение скорости течения в канале

Средняя скорость по живому сечению в канале, м/с, υ определяется из формулы

υ = , (2.18)

где ω – площадь живого сечения, в котором необходимо определить скорость.

Как правило, скорость необходимо знать, чтобы выяснить, является она размывающей или нет. Утвержденные МПС Временные нормы допускаемых (неразмывающих) средних скоростей течения воды для несвязных и связных грунтов приводятся в пособии [4] и справочниках [1,8].

При определении допускаемых скоростей для грунтов можно применять формулы ВНИИ ВОДГЕО, а также номограмму, приведенную в пособии [4,5].

Значения наибольших допустимых неразмывающих средних скоростей приведены в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Род грунта или одежды

Максимальная скорость, м/с

Несвязные грунты:

пыль

песок

гравий

Связные грунты:

супеси

суглинки

глины

Крепления:

одиночная мостовая

габионы

дерн

бутовая кладка

бетонная облицовка

0,15 – 0,2

0,2 – 0,6

0,6 – 1,2

0,7 – 1,0

0,7 – 1,2

1,0 – 1,8

3 – 3,5

4,2 – 6,2

0,6 – 2,2

5,8 – 8,1

5,0 – 10,0

При выполнении курсовой работы студентам необходимо определить скорости течения при нормальной h0 и критической hk глубинах и сравнить их с допустимыми.

    1. Быстроток

При значительных расходах воды, больших уклонах и наличии в воде твердых включении при благоприятных геологических условиях, обеспечивающих устойчивое положение круто наклоненного лотка, наиболее целесообразны быстротоки.

Быстротоком называют искусственное сооружение (русло) с уклоном больше критического (i0 > ik) [2,10].

Рис. 2.8

Гидравлический расчет быстротока сводится к расчету входной части 1, лотка быстротока (водоската) 2 и выходного участка 3 (рис. 2.8).

Поперечное сечение быстротока может отличаться от примыкающих к нему участков канала (подводящего и отводящего) и тогда устраивают переходные участки, пользуясь при их расчетах рекомендациями по расчету сужающихся и расширяющихся бурных потоков [2,3,4].

Входная часть быстротока в этом случае представляет собой участок сужения с прямолинейными в плане боковыми стенками, сопрягающий подводящий канал с водоскатом. Ширину лотка быстротока рекомендуют принимать меньше ширины подводящего и отводящего каналов, т.к. благодаря высокой скорости течения на водоскате поперечное сечение потока невелико. Иногда входную часть устраивают в виде лотка той же ширины и формы, что и лоток быстротока. Гидравлический расчет входной части представляет собой расчет незатопленного водослива с широким порогом.

Ширина лотка быстротока может быть задана или определена из условия поддержания необходимой глубины потока в концевой части подводящего, канала, т.е. исходя из условия поддержания в подводящем канале равномерного движения.

Уклон для входного участка принимают равным уклону дна подводящего канала. Глубина в конце входной части (на изломе) hизл принимается равной критической hk, а при более чем двукратном превышении критической глубины над нормальной глубиной на водоскате h02 глубина на изломе дна равна (0,7 - 0,8) hk .

Если лоток быстротока уже, чем отводящий канал, то выходную часть устраивают в виде расширяющегося переходного участка. Характер растекания бурного потока может принимать различные формы. Достаточно равномерное распределение глубин в поперечных сечениях расширяющегося выходного участка с прямолинейными стенками может быть получена лишь при их отклонении меньше чем на 7° от оси потока.

Если ширина и глубина быстротока не ограничены и не определяются конструктивными соображениями, можно принимать гидравлически наивыгоднейшее сечение, рассмотренное в п. 2.1.4.

Расчет водоската заключается в определении на нем глубин и скоростей потока. Поэтому основная задача сводится к расчету и построению кривой свободной поверхности на быстротоке.

Скорость течения в лотке быстротока бывает высокой и требует применения соответствующего материала для его изготовления. Чаще всего это бетон. Из технико-экономических соображений бетонные быстротоки устраивают прямоугольного сечения (m = 0).

При высоких скоростях течения на быстротоке поток захватывает пузырьки воздуха, и в результате этого образуется водно-воздушная смесь. Это явление (аэрация) приводит к увеличению глубин, что необходимо учитывать в расчетах. Коэффициент шероховатости стенок и два канала для аэрированного потока na приближенно определяются по формуле

na = а · n, (2.19)

где а – коэффициент аэрации, зависит от значения уклона быстротока i0, определятся по табл. 2.5.

Таблица 2.5

а

1,33

1,33 – 2,00

2,00 – 3,33

i0

0,1 – 0,2

0,2 – 0,4

0,4 – 0,6

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]