Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

310_vCO2222 / Гидравлика / Мое.docx

Скачиваний:

144

Добавлен:

16.04.2015

Размер:

148.55 Кб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-петербургский государственный политехнический университет

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Водохозяйственное и гидротехническое строительство»

Дисциплина «Гидравлика гидротехнических сооружений»

Расчетно-графическая работа

«Гидравлический расчет водосливной плотины и магистрального канала»

Студент Петров В.А.

Группа__33101/5______________

Руководитель Лавров Н.П.______

Дата выдачи _сентябрь 2013________

Дата окончания _декабрь 2013__________

Срок консультаций с 19.02.2013__ по__21.05.2013

1. Расчет канала трапецеидального сечения (Задача 1)

(рисунок 1.)

Задача 1. В магистральном канале трапецеидального сечения (рисунок 1) при заданных в таблице 1 расходе Q, уклоне дна i, и видах грунта определить:

- коэф. откоса («m»); глубину воды в канале ; ширину канала по дну («b»); скорость потока ; неразмывающую скорость ; максимальную глубину в канале ; критическую глубину ; строительную высоту ; ширину бермы ; ширину дамбы ;

Вариант 13

Исходные данные:

Расход, Q=12м³/с

Уклон i=0.00032

Грунт – Тяжелая плотная глина.

Расчет канала трапецеидального сечения:

I. Определить ширину канала по дну b:

1-й случай. Относительная ширина канала равна рекомендуемому значению для оросительных каналов, вычисленному по эмпирической зависимости С.А.Гиршкана , где .

Коэф. откоса «m» для тяжелых суглинков, согласно табл. 8.1

m=1 [1, табл. 8-1, стр 85]

- относительная ширина канала

расход, определяемый по формуле Шези

- глубина воды в канале, зная

- ширина канала по дну

- площадь поперечного сечения канала

- смоченный периметр

- гидравлический радиус

- коэф. Шези

Коэф. шероховатости примем равным n=0.033, для среднего состояния канала [1, табл. 8-2, стр. 86]

Зная, что требуется обеспечить расход, Q=12м³/с, подберем глубину воды в канале:

Проверим

Тогда:

Ширина канала по дну

Площадь поперечного сечения

Смоченный периметр

Гидравлический радиус

Коэффициент Шези

Расход , предполагаемый расход меньше

По исходным данным требуется расчет на расход 12, получен

;

Принимаю

2. Имея площадь поперечного сечения канала, зная расход Q, проверим канал на размываемость.

Необходимо сравнить значение скорости потока с табличным значением, в соотв. с наименованием грунта (Тяжелая плотная глина)

Скорость потока

Неразмывающая скорость , согласно [1, табл. 11-3, стр.193]

соответственно, канал не размывается.

3. Определим значение критической глубины по формуле , (1) - где q-расход на единицу ширины русла, удельный расход , -коэффициент кинетичности, g-ускорение свободного падения.

q= 1.2\8.24=1.46

1) По формуле (1) определим значение для прямоугольного русла

2) Вычислим аргумент прямоугольного русла по формуле:

, где m-коэффициент откоса, b-ширина дна канала.

По таблице [1, табл. 9-2, стр.108] определим численное значение функции для определения критической глубины трапецеидального русла:

[1, табл. 9-2, стр.108]

- максимальная глубина в канале

- строительная глубина, где -запас, определяемый по таблице.

для 4 класса сооружений. [2, стр.299]

- ширина дамбы

- ширина бермы

II. Гидравлически наивыгоднейшее сечение.

Произведем расчет для определения глубины воды в канале (h); при этом возьмем относительную ширину канала для гидравлически наивыгоднейшего сечения

, где m -коэффициент откоса канала

m=1 [1, табл. 8-1, стр. 85]

[1, табл. 8-16, стр. 97]

Для расчета воспользуемся коэффициентом А:

A=1.15, для коэф. откоса m=1 [1, табл. Значение коэф. А, стр. 97]

Для определения глубины воспользуемся формулой Шези; путем логарифмирования вычислим h:

, где Q-расход, n- относительная шероховатость, i-уклон дна [1, стр. 97, пункт б]

h=3м - глубина воды в канале.

Отсюда вычислим ширину дна канала b:

Для того, чтобы определить, размывается канал или нет, воспользуемся расходной характеристикой K

, где Q-расход, i-уклон, (так же опр. По графику) [1, Рис. 8.13, стр.99]

- площадь поперечного сечения [1, Рис. 8.13, стр.99]

- скорость потока жидкости

[1, табл. 11-3, стр.197]

, следовательно, канал не размывается

Определим критическую глубину при гидравлически наивыгодн. сечении.

, где , α=1.1 - критическая глубина прямоугольного сечения

Что подтверждается: при [1, табл. 9-1, стр.106],

Для нахождения критической глубины трапецеидального сечения применим формулу Агроскина:

, где m-коэф. откоса, b- ширина по дну канала, -крит. прям. сеч.

[1, ф. Агроскина, стр. 108]

- максимальная глубина

- строительная глубина

- запас [2, стр.299]

- ширина дамбы

- ширина бермы

Задача 2. Для данных, полученных по расчету в задаче 1, получить:

- критическую глубину hкр и энергетическое состояние потока в канале (спокойный, бурный)

- Для гидравлически наивыгоднейшего профиля канала рассчитать одним из известных в гидравлике методов длину распространения кривой свободной поверхности потока в канале. За верхнюю по течению граничную глубину кривой hгр1 принять глубину (1,02÷1,03)hо или (0,98÷0,97)h0 в зависимости от вида кривой (кривая подпора или спада). За нижнюю граничную глубину принять заданную в таблице 2 величину hгр2.

Дано:

, расход