1.1.2 Расчет сбросного канала при равномерном движении

1. По нормативным документам и справочным данным назначаются коэффициенты заложения откосов канала mи шероховатости руслаn.

n=0.02

m=1.5

2. Назначается в первом приближении глубина наполнения канала в диапазоне h=(1÷3)м и по справочным данным определяется допускаемая (не размывающая) скорость теченияV

h=2

V=0.95 м/с

3. Принимается расчетная средняя скорость V р0,95V

V р=0,95* V=0,9025 м/с

4. Вычисляется площадь живого сечения, необходимая для пропуска сбросного расхода Q с расчетной скоростью V р

ω= Q/ V р

Q=0,5*Q=43

ω =43/0,9025=47,64 м

5. По формуле β г.н=2,5+m/2 вычисляется значение β.

β =2,5+1,5/2=3,25

6. С помощью формулы ω=( β+m)определяется глубина наполнения каналаhво втором приближении.

h===3,16м

7. Вычисляется ширина канала по дну b= β*hи округляется до стандартного значения (целых метров).

b=3.25*3.16=10 м

8. По формулам ω =(b+m h) h,χ =b+2 h, R=ω /χ, определятся соответствующие значения χ, ω,R. Затем вычисляются соответствующие значениеW(значениеWможно определить по справочным данным).

ω=(10+1,5*3,16)*3,16=46,5 м

χ =10+2*3,16*=21,3 м

R=46.5/21.3=2.18 м

W(2.18)==84,78м/с

9. При известных значениях V р, R и Wиз формулыV=W, вычисляется искомый уклон дна каналаi.

i===0,000112м

10. Задаваясь различными значениями h, вычисляют соответствующие значения χ, ω,R, и W и Q.

h, м	ω,м	χ, м	R, м	Wм/с	Q, м/с
0.5	6	11,8	0,5	30,7	1,95
1	11.5	13,6	0,84	44,42	5,41
1.5	18.38	15,4	1,19	56,47	10,99
2	26	17,2	1,51	66,3	18,27
2.5	34.38	19	1,8	74,6	27,18
3	43.5	20,8	2,09	82,44	38,01
3.5	53.37	22.6	2.36	89.3	50.5

11. По данным таблицы строится график Q=f(h) (рис. 1.3) С его помощью определяется уточненная нормальная глубина h, которая обеспечивает пропуск заданного расхода Q в сбросном канале с найденным из условия неразмываемости уклона дна i.

Q=43

h=3,2

1.2 Неравномерное движение в открытых руслах

1.2.1 Расчет магистрального канала при неравномерном движении (по методу Чарномского)

1.Назначается (выбирается) контрольное сечение – сечение, где глубина при неравномерном движении известна (задана) или может быть определена. Это сечение является первым расчетным сечением, а глубина в нем h.

h=1,2* h=1,2*3,2=3,8 м

h+2 см=3,2 м

Расчет кривой свободной поверхности потока

h, м	ω м	χ м	R, м	W, м/с	i		i-	,м	Э, м	I, м
3,84	64,3	24,8	2,59	94,9	0,000101	0,00016	0,00022	0,13	3,93	590,9
3,7	61,2	24,3	2,51	92,9	0,00022				3,8
						0,000235	0,000145	0,1		689,6
3,6	59,04	23,9	2,47	92	0,00025				3,7
						0,000265	0,000115	0,09		782,6
3,5	56,8	23,6	2,4	90,3	0,00028				3,61
						0,000295	0,00085	0,09		1058,8
3,4	54,74	23,2	2,35	89	0,00031				3,52
						0,000325	0,00055	0,09		1636,6
3,3	52,63	22,8	2,3	87,8	0,00034				3,43
						0,00036	0,00002	0,07		3500
3,22	50,9	22,6	2,25	86,55	0,00038				3,36

По данным таблицы строится продольный профиль канала с участком неравномерного движения (рис. 1.5).

2. Выясняется тип кривой свободной поверхности. Для этого определяется критическая глубина в канале. Т.к. канал имеет трапецеидальное поперечное сечение, то критическая глубина вычисляется по формуле h= h . Тип кривого свободной поверхности устанавливается на основании сравнения глубины при неравномерном движении h с нормальной h, и критической hк глубинами потока. (Если h1> h0> hк, то имеет место кривая подпора типа 1- а).

h=0,91*1,8=1,63 м

h=1,82 м < h=3.2 м 0 <i < i - Первый расчетный случай : кривая подбора типа 1-а.

3. В диапазоне глубин h-h(от h до h) назначаются глубины h,h…h.

4. Составляется расчетная схема (рис. 2)

рисунок 1

5.По формуле вычисляются длины кривых свободной поверхности

между каждой парой смежных глубин. При этом удельная энергия сечений определяется по формуле

Средний уклон трения – по формуле

Уклон трения в каждом расчетном сечении определяется по формуле:

Параметры потока χ, ω,R вычисляются по формулам ω =(b+m h) h,

χ =b+2 h, R=ω /χ .W может быть определено по справочным данным в зависимости от R и n.

6. По формуле вычисляется сумма элементарных участков 1. Если необходимо определить глубину неравномерного движенияh на расстоянии L вверх по течению подпорного сооружения, то для этого удобно построить вспомогательный график h=f(L) (рис.1.4.), по которому при заданной длине L определяется соответствующие значения глубины h.