4. Расчет сопряжения бъефов за водосливной плотиной

Для определения типов сопряжения бьефов, т.е. местоположения гидравлического прыжка за плотиной, определим первую сопряженную глубинудляQ_маx.

Для прямоугольного русла

, [1, ф-ла 9-64, стр.133] (31)

В формуле выше :

Найдём сжатую высоту последовательным приближением из формулы

, (32)

где - коэффициент скорости [1, табл. 9-10, стр.138]

Принимаем

Тогда

Для Q_маx значение бытовой глубины:

Существует три режима гидравлического прыжка:

1. Отогнанный гидравлический прыжок

2. Гидравлический прыжок в сжатом сечении

3. Надвинутый гидравлический прыжок

В нашем случае наблюдается 1 тип, так как (7,71>5,8)

Аналогично проведём расчеты для Q:

Принимаем

Тогда

Для Q значение бытовой глубины:

И опять наблюдается режим отогнанного гидравлического прыжка: , 9,69>4,4

Ответ:

- для Q_маx ,,,- отогнанный гидравлический прыжок;

- для Q ,- отогнанный гидравлический прыжок.

ЗАДАЧА 5 Вариант 5

Дано: ,

,

,

,

,

Определить:

• гаситель энергии в НБ за водосливом (плотиной) для обеспечения сопряжения с надвинутым прыжком. Из двух установленных в решении задачи 4 случаев сопряжения выбрать расчетный, и определить размеры гасителя:

Тип гасителя - водобойный колодец (рисунок 4);

Рисунок 4. Расчетная схема гасителя в виде водобойного колодца

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАСИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ В НИЖНЕМ БЬЕФЕ ВОДОСЛИВНОЙ ПЛОТИНЫ

Расчёт гасителя энергии за быстротоком сводится к определению глубины и длины водобойного колодца.

Глубина колодца определяется по формуле:

, [3, ф-ла 25.7, стр. 495] (33)

Где - глубина, сопряженная со сжатой глубиной на дне колодца;

коэффициент запаса, увеличивающий глубину в колодце на 5-10% [3, стр. 495], что обеспечивает образование в колодце затопленного прыжка – степень затопления прыжка.

В первом приближении принимаем

Тогда

При этом высота плотины в нижнем бьефе увеличится:

(34)

Методом подбора, как в задаче 3, найдём новую сжимающую глубину:

Принимаем

Тогда

Во втором приближении глубина водобойного колодца определяется:

,

Где

При этом

,

что больше допустимых 5%.

Значит, повторяем расчет с учетом

Принимаем

В третьем приближении:

В четвёртом приближении:

, ,

Глубина водобойного колодца найдена:

Так как конструируем комбинированный гаситель энергии: водобойный колодец и водобойную стенку.

Принимаем , тогда

Методом подбора найдём

Принимаем

Тогда

При напоре над гребнем водобойной стенки её высота в комбинированном водобойном колодце составит:

[3, ф-ла 25.17, стр. 500]

Значение коэффициента расхода m зависит от профиля водобойной стенки и ее относительных размеров и обычно для прямоугольных и трапецеидальных водобойных стенок принимается равным 0,40-0,42.

Расстояние от сжатого сечения до верховой грани водобойной стенки принимается, как и в случае водобойного колодца:  

[3, ф-ла 25.9а, стр. 496] (35)

Стоит подчеркнуть, что при проектировании крупных гидротехнических сооружений, параметры водобойных колодцев всегда рассматриваются на моделях в лабораторных условиях.

Ответ: глубина водобойного колодца , высота стенки, длина колодца

По полученным данным строим профиль водосливной плотины и комбинированного водобойного колодца (см. Приложения Д)

ЗАДАЧА 6 Вариант 5

Дано:

,

,

,

,

,

Определить:

• открытия а_i плоских затворов на гребне водосливной плотины для пропуска расходов воды, равных = 0,2; 0,4; 0,6; 0,8Q при НПУ в верхнем бьефе.