Курсовая работа / Hydro6_2

7

2. Расчёт канала на неравномерное движение.

2.1. График удельной энергии сечения.

Удельная энергия сечения – это частное значение полной удельной энергии, подсчитанной в предположении, что плоскость сравнения проведена через самую нжнюю точку сечения русла.

Э=h+²/2g= h+Q²/2g².

Т А Б Л И Ц А 4.

h	0.6	0.7	0.8	0.9	1	1.1	1.3	1.5	1.6	1.7	1.8	2	3	4	5
Э	10.4	7.6	5.8	4.7	3.9	3.4	2.8	2.6	2.54	2.5	2.49	2.53	2.17	4.07	5.04

По данным таблицы 4 построим график (рис.5) и определим минимальное значение величины Э=2.49.

2.2. Определение критической глубины и критического уклона.

Критической глубиной называется глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения.

Найдём критическую глубину h_к, используя следующее свойство: величина площади живого сечения (отвечающая h_к) в кубе, делённая на ширину потока по верху В_к (отвечающую h_к), всегда должна равнятся величине Q²/g. Для этого, задаваясь рядом значений h, построим кривую ³/В=(h) (рис.6).

Т А Б Л И Ц А 5.

H	1.2	1.4	1.6	1.7	1.8	1.9
В	15.75	16.71	17.67	18.15	18.63	19.11
	15.44	18.69	22.13	23.92	25.76	27.64
3/В	233.7	390.7	613.35	754.06	917.54	1104.98

Вычислив величину Q²/g=920.9, по графику найдём h_к=1.82м.

Критический уклон – это такой воображаемый уклон, который надо придать рассматриваемому руслу, чтобы при заданном расходе Q и при равномерном движении воды в русле нормальная глубина h₀ оказалась равной критической h_к (h₀=h_к). Нормальной глубиной называется глубина, которая при заданном расходе установилась бы в русле, если бы в этом русле движение было равномерным.

_к²С_к²R_кi_к/g=_к³/В_к;

i_к=g_к/С_к²В_к;

где _к=в+2h_к1+m²=9.99+2*1.821+2.4²=19.454м – смоченный периметр при критической глубине;

_к=(в+mh_к) h_к=(9,99+2.4*1.82)*1.82=26.13м²;

R_к=26.13/19.454=1.34;

С_к=(1/n)R_к^1/6=(1/0.020)*1.34=52.5м/с – коэффициент Шези;

В_к=в+2mh_к=9.99+2*2.4*1.82=18.726м;

i_к=9.8*19.454/52.5²*18.726=0.0037.

2.3. Построение кривой свободной поверхности. Способ Чарномского.

Для построения кривой свободной поверхности, разбиваем подводящий участок канала, параметры которого в=9.99м, h₀₁=2.7, i=0.0000349, на отдельные участки относительно малой длинны, равной:

l=Э/(i-i);

где Э=Э_m+1-Э_m – разность удельных энергий сечений;

i=Q²/²RС² – среднее значение уклона трения на l;

, R, С – гидравлические элементы для некоторого «среднего» сечения, расположенного между сечениями m и (m+1) и для некоторой средней глубины h=1/2(h_m+h_m+1);

Э=h+Q²/²2g – удельная энергия сечения.

Используя данные формулы, составим таблицу 6:

Т А Б Л И Ц А 6.

hi	Эi	Э	h	i	i- i	l
12,29	12,28696
11,67	11,67309	0,613867	11,97788	1,40543E-06	3,34946E-05	18327,35422
11,06	11,05932	0,613768	11,36363	1,79479E-06	3,31052E-05	18539,91627
10,44	10,44569	0,613636	10,74938	2,31997E-06	3,258E-05	18834,73488
9,83	9,832228	0,613459	10,13513	3,03936E-06	3,18606E-05	19254,43797
9,21	9,219013	0,613215	9,520875	4,04183E-06	3,08582E-05	19872,06088
8,60	8,606137	0,612876	8,906625	5,46589E-06	2,94341E-05	20821,95805
7,99	7,993746	0,612391	8,292375	7,53323E-06	2,73668E-05	22377,18957
7,37	7,382061	0,611685	7,678125	1,06095E-05	2,42905E-05	25182,00928
6,76	6,771436	0,610625	7,063875	1,53188E-05	1,95812E-05	31184,25862
6,14	6,162452	0,608984	6,449625	2,27705E-05	1,21295E-05	50206,90285

l=244600,8226

Используя первый и последний столбцы, построим кривую свободной поверхности (рис.7).

2.4. Построение кривых свободной поверхности на отводящем участке канала.

Для построения кривых свободной поверхности на отводящем участке канала, параметры которого в=9.99 м, h_к=1.82 м, i=0.000063,заполним таблицу 7 из п.2.3:

Т А Б Л И Ц А 7.

hi	Эi	Э	h	i	i- i	l
1,73	2,499419
1,51	2,596623	0,0972	1,621313	0,005456882	0,005393882	18,02117079
1,30	2,888794	0,29217	1,40594	0,009159951	0,009096951	32,11741804
1,08	3,560611	0,67182	1,190567	0,016632354	0,016569354	40,54575983
0,87	5,065927	1,50532	0,975193	0,033708958	0,033645958	44,73988231
0,65	8,761173	3,69525	0,75982	0,080586517	0,080523517	45,89027292
0,44	20,24779	11,4866	0,544447	0,254129857	0,254066857	45,21099498
1,82	2,494311					l=226,525
2,02	2,532552	0,03824	1,92	0,002925131	0,002862131	13,36079423
2,22	2,618181	0,08563	2,12	0,002019545	0,001956545	43,76582065
2,42	2,735033	0,11685	2,32	0,001436651	0,001373651	85,06646552
2,62	2,873155	0,13812	2,52	0,001047941	0,000984941	140,2336131
2,82	3,026181	0,15303	2,72	0,000780893	0,000717893	213,1597484
2,95	3,131585	0,1054	2,885	0,000621252	0,000558252	188,8107859

l=684,397

Кривые представлены на рис.8.

2.5. Построение кривой свободной поверхностиводы на обоих участках канала при полностью открытом затворе.

Т А Б Л И Ц А 8.

hi	Эi	Э	h	i	i- i	l
2,95	3,131585
3,47	3,585323	0,45374	3,21075	0,000408282	0,000373382	1215,20955
3,99	4,068382	0,48306	3,73225	0,00022397	0,00018907	2554,917663
4,51	4,566597	0,49821	4,25375	0,000131627	9,67273E-05	5150,713726
5,04	5,073253	0,50666	4,77525	8,16298E-05	4,67298E-05	10842,25727
5,56	5,584895	0,51164	5,29675	5,2861E-05	1,7961E-05	28486,33733

l =48249,435

Кривая представлена на рис. 9.