Белорусский Национальный Технический Университет

Факультет энергетического строительства

Кафедра «Гидравлика»

Курсовая работа «Гидравлический расчет узла гидротехнических сооружений»

Выполнил: ст.гр.110128

Шенец А.В.

Проверил: Ивашечкин В.В

Минск 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

1Генплан гидроузла 3

2Расчет магистрального канала 4

2.1Метод подбора 4

2.2Построение кривой Q=f(b) 6

2.3Проверка канала на размыв и на заиление 7

3Неравномерное движение в открытых руслах(каналах) 10

3.1Общие сведения 10

3.2Определение критической глубины 10

3.3Определение типа и построение кривой свободной поверхности 12

3.3.1Определение типа кривой свободной поверхности 12

3.3.2Построение кривой свободной поверхности 12

4Расчет распределительного канала 16

5Расчет водозаборного регулятора 17

6Расчет многоступенчатого перепада 19

6.1Расчет входной части 19

6.2Расчет ступеней 20

6.2.1Первая ступень. 20

6.2.2Расчет второй ступени 22

6.2.3Расчет последней ступени 24

7Расчет водосливной плотины 26

7.1Данные для расчета 26

7.2Определение ширины одного пролета плотины 27

7.3Построение профиля водосливной плотины 27

7.4Расчет сопряжения за плотиной 29

7.4.1Расчет водобойного колодца 30

8Список использованных источников 32

1. Генплан гидроузла

рис.1

2. Расчет магистрального канала

Определение размеров поперечного сечения каналов сводится к определению ширины по дну b и глубины наполнения h по заданным параметрам (расход Q, уклон i, коэффициенты шероховатости n и заложения откосов m).

Рис.2

Коэффициент заложения откоса m ( m = ctq α) назначается в зависимости от рода грунтов, типа «одежды» и конструкции канала. Согласно ТУ и Н (ТУ-24-108-48) Главгидроэнерго-строя для каналов с высотой откосов менее 10 м значения коэффициентов откосов m принимаются по [1] (табл.8-1, с.85).

При расчетах используется рациональное соотношение β между шириной канала по дну и глубиной наполнения. _.(2,1)

1. Метод подбора

1. Определяем рациональное соотношение между шириной канала по дну b и глубиной наполнения h:

2. _(2,2)

Принимаем m=1 [1] (табл.8-1 ,с.85)-зависит от материала , n=0,0225 [1] (табл. 8-2 , с. 86) -зависит от условий содержания

3. Задаем различные b, для которых считаем h, ω, χ, R, C, Q

Задаем произвольную глубину канала h₁ = 1 м, определяем ширину канала по дну.

b=h* (м) (2,3)

b=1* = м.

По формуле Шези находим расход:

,(2,4)

где Q-расход;

ω-площадь живого сечения;

C-коэффициент Шези;

R-гидравлический радиус;

i-уклон дна русла;

где b-ширина канала по дну;

h-глубина наполнения канала;

-гидравлический радиус;

(2,8)

Если R<1, то _.Если 1<R<3, то

Вычисляют площадь живого сечения:

(м²)

Смоченный периметр считают по формуле:

(м)

Определяют гидравлический радиус из соотношения:

(м)

По формуле Павловского находят коэффициент Шези:(м^0,5/с)

n=0,0225 (Грунт средней нормы);

Наконец, по формуле Шези определяют расход, соответствующий размерам канала:

(м³/с)

Если Q₁ ≠ Q_зад, принимают новые значения h2,h3 и определяют Q₂ , Q₃ и так далее. По этим данным строится кривая зависимости Q=f(h) [График I], и по кривой по заданному значению Q_зад определяют h_иск. Затем находят глубину наполнения b_иск = h_иск * β. Полученные данные сводят в таблицу . Расчеты удобно свести в таблицу 1

Таблица1

b	ω	χ	R	C	h	Q	y
4,695	4,695	6,524	0,720	36,998	1,000	3,295	0,237
4,599	7,274	8,120	0,896	38,970	1,2447	6,000	0,237
5,543	10,564	9,786	1,080	40,635	1,5	9,974	0,206

По кривой зависимости Q=f(h) определяем h_иск :

h_иск =1,24 (м);

b_иск = h_иск *β=1,24*3,69=4,6 (м);

2. Построение кривой Q=f(b)

1. По данным таблицы 1 строим [График1] зависимости Q=f(h), по которому для заданного расхода Q_н=6,0 м³/с определяем h

График1.

Принимаем b=4,6 м, h=1,24 м.