2. Гидравлический расчет сооружений.

2.1 Расчет шлюза- регулятора на магистральном канале.

2.1.1Определение рабочей ширины шлюза. Задание 2

2.1.Выполнить расчет шлюза – регулятора на магистральном канале: определить рабочую ширину шлюза, количество пролетов и полную (строительную) ширину шлюза, выполнить расчет сопряжения бьефов, рассчитать гаситель энергии в виде прорезной водобойной стенки и длину рисбермы.

2.2. выполнить расчет сопрягающего сооружения – бетонного быстротока на сбросном канале. Быстроток прямоугольного поперечного сечения. Входная часть выполнена в виде водослива с широким порогом и плавным входом. При необходимости устройства гасителя энергии рассчитать водобойный колодец.

2.3. Выполнить расчет сопрягающего сооружения на сбросном канале – многоступенчатого перепада прямоугольного поперечного сечения колодезного типа, с входной частью по типу водослива с широким порогом. Разница отметок дна верхнего и нижнего бьефов z= 7. На выходе в нижний бьеф рассчитать гаситель энергии.

2.1. Расчет шлюза – регулятора на магистральном канале

2.1.1. Расчет пропускной способности шлюза

Рисунок 3

Расчетная схема шлюза – регулятора

2.1.2. Определение рабочей ширины шлюза:

Расчет ведется методом последовательных приближений.

Первое приближение.

1. Определяется геометрический напор перед шлюзом:

H=h+Z=3.45+0.07=3.52 м,

где Z–гидравлический перепад равный 7см;h-глубина в нижнем бьефе (принимается равнойh–нормальной глубине в магистральном канале равная 3.45 при=98.9).

2. По формулам:

;

.

вычисляются площадь живого сечения потока в верхнем бьефе и скорость подхода.

3. По формуле :

определяется полный напор.

4. Определяется глубина на пороге шлюза. В первом приближении она принимается на 3-4 см меньше, чем глубина подтопления. Причем, считают, что глубина подтопления . Таким образом,

h=h-(34) см,

h=3.15-0.03=3.42 м.

5. В первом приближении коэффициент скорости принимается равным (0.960.97).

=0.96.

6. С помощью формулы:

,

вычисляется рабочая ширина шлюза В.

7. Назначается количество пролетов шлюза n.

,

8. Уточняется рабочая ширина шлюза:

.

9. Назначается толщина промежуточных опор (быков). В первом приближении

10. Вычисляется строительная ширина шлюза:

.

Второе приближение

1. По формуле:

,

определяется критическая глубина.

2. По формулам вычисляются параметры и:

;

;

.

3. Согласно справочным данным, определяется значение относительно перепада восстановления. .

4. По формуле:

,

вычисляется перепад восстановления.

5. По формуле:

,

определяется глубина на пороге шлюза.

6. По формуле:

определяется коэффициент бокового сжатия и, согласно справочным данным, - коэффициент расходаm.

7. При известных значениях коэффициентов иmи произведения

*m=0.98*0.32=0.31, по справочным данным, определяется коэффициент скорости:

.

8. С помощью формулы вычисляется уточненное значение ширины шлюза:

9. Вычисляется в процентах расхождение между значениями рабочей ширины во втором и первом приближениях:

Третье приближение

1. По формуле:

,

определяется критическая глубина.

2. По формулам вычисляются параметры и:

;

;

.

3. Согласно справочным данным, определяется значение относительно перепада восстановления. .

4. По формуле:

,

вычисляется перепад восстановления.

5. По формуле:

,

определяется глубина на пороге шлюза.

6. По формуле:

определяется коэффициент бокового сжатия и, согласно справочным данным, - коэффициент расходаm.

7. При известных значениях коэффициентов иmи произведения

*m=0.978*0.32=0.31, по справочным данным, определяется коэффициент скорости:

.

8. С помощью формулы вычисляется уточненное значение ширины шлюза:

9. Вычисляется в процентах расхождение между значениями рабочей ширины во втором и первом приближениях:

Четвертое приближение

1. По формуле:

,

определяется критическая глубина.

2. По формулам вычисляются параметры и:

;

;

.

3. Согласно справочным данным, определяется значение относительно перепада восстановления. .

4. По формуле:

,

вычисляется перепад восстановления.

5. По формуле:

,

определяется глубина на пороге шлюза.

6. По формуле:

определяется коэффициент бокового сжатия и, согласно справочным данным, - коэффициент расходаm.

7. При известных значениях коэффициентов иmи произведения

*m=0.98*0.32=0.31, по справочным данным, определяется коэффициент скорости:

.

8. С помощью формулы вычисляется уточненное значение ширины шлюза:

9. Вычисляется в процентах расхождение между значениями рабочей ширины во втором и первом приближениях:

10. Вычисляется строительная ширина шлюза:

.