Министерство образования и науки Российской Федерации
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра «Водохозяйственное и гидротехническое строительство»
Дисциплина «Гидравлика гидротехнических сооружений»
Пояснительная записка к курсовой работе
«Гидравлический расчет водосливной плотины и магистрального канала»
Выполнил студент группы 33101/5 Власов П.П.
Руководитель: Лавров Н.П.
< > 2013г.
Санкт-Петербург
2013
Реферат
Объем пояснительной записки – 45 страниц, 6 разделов, 3 рисунка, 2 таблицы, 1 график, 5 чертежей, 3 источника.
Ключевые слова: трапецеидальный канал, плотина, гребень,
текст реферата.
Объектом исследования является водохранилищный гидроузел. Цель работы: определить геометрические характеристики подводящего канала, плотины, водобойного колодца и стенки.
Результатом работы являются полученные значения искомых величин в пояснительной записке, основной части, а так же чертежи, выполненные на их основании. Расчеты производились по известным формулам, взятым из источников.
Текст реферата должен отражать:
объект исследования или разработки;
цель работы;
метод или методологию проведения работы;
результаты работы;
основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики;
степень внедрения;
рекомендации по внедрению или итоги внедрения результатов курсовых или дипломных проектов);
область применения;
экономическую эффективность или значимость работы;
прогнозные предположения о развитии объекта исследования.
Если пояснительная записка не содержит сведений по какой-либо из перечисленных структурных частей реферата, то в тексте реферата она опускается, при этом последовательность изложения сохраняется.
Содержание
Введение
Основная часть
1. Расчет канала трапецеидального сечения (Задача 1)
В магистральном канале трапецеидального сечения (рисунок 1) при заданных: расходе Q, уклоне дна i, и виде 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
;
Рисунок
1, поперечный разрез канала
Исходные данные для варианта 6:
Расход, Q=17м3/с; Уклон i=0.0003; Грунт - Тяжелый суглинок.
1.1. Расчет геометрически наивыгоднейшего сечения:
Первый
случай, расчет по методике Гиршкана
С.А. Относительная ширина канала («
»),
равна рекомендуемому значению для
оросительных каналов, вычисленному по
эмпирической зависимости С.А.Гиршкана:
где
- коэффициент заложения откоса; для
тяжелых суглинков,m=1.5,
согласно [1, табл. 8-1, стр. 85]
относительная ширина канала:
1.1.1 Формулы, которые потребуются для расчета ширины канала:
расход, определяемый по формуле Шези:
где
-
площадь поперечного сечения канала,
-коэффициент
Шези,
-гидравлический
радиус.
глубина
воды в канале, зная
:
Где
- ширина
канала по дну
смоченный периметр:
где n – коэффициент шероховатости, значение которого примем равным n=0.033, для среднего состояния канала [1, табл. 8-2, стр. 86]
1.1.2 Определить ширину канала по дну, «b», с помощью подбора
Зная, что требуется обеспечить расход, Q=17м3/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 17
,
получен
,
значение меньше требуемого на 85%
;
Проверим
Ширина
канала по дну
Площадь
поперечного сечения
Гидравлический
радиус
Коэффициент
Шези
Расход
.
Невязка
допустима, 1.1%, потому принимаю
,
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 (тяжелые суглинки):
Скорость потока
Неразмывающая
скорость
,
согласно [1, табл. 11-3, стр.193]
соответственно,
канал не размывается.
1.1.3 Определим значение критической глубины
где
q-расход
на единицу ширины русла, удельный расход
,
-коэффициент
кинетичности,g-ускорение
свободного падения.
1)
По формуле (9) определим значение
для прямоугольного русла:
2)
Вычислим аргумент
прямоугольного русла по формуле:
3)
По таблице [1, табл. 9-2, стр.108] определим
численное значение функции
для определения критической глубины
трапецеидального русла:
[1,
табл. 9-2, стр.108]
Формула 11 для перевода из значения критической глубины для прямоугольного русла, в трапецеидальное.
1.1.4 максимальная глубина в канале:
1.1.5 строительная глубина:
где
-запас,
определяемый по таблице.
для
4 класса сооружений.
[2, стр.299]
1.1.6 принимаю ширину дамбы
-
ширина дамбы
1.1.7 принимаю ширину бермы
-
ширина бермы
1.2 Расчет гидравлически наивыгоднейшего сечения.
Произведем расчет для определения глубины воды в канале (h); при этом возьмем относительную ширину канала для гидравлически наивыгоднейшего сечения
[1,
табл. 8-16, стр. 97]
Для нахождения глубины воды в канале путем логарифмирования, воспользуемся формулой Шези, включающей коэффициент - А:
Коэффициенту откоса m=1.5, по справочнику Кисилева, соответствует коэффициент A=1.33, [1, табл. Значение коэф. А, стр. 97]
Для определения глубины воспользуемся формулой Шези; путем логарифмирования вычислим h:
где n- относительная шероховатость, i-уклон дна [1, стр. 97, пункт б]
h=3.25м - глубина воды в канале.