- •Белорусский Национальный Технический Университет
- •Курсовая работа «Гидравлический расчет узла гидротехнических сооружений»
- •Генплан гидроузла
- •Расчет магистрального канала
- •Метод подбора
- •Проверка канала на размыв и на заиление
- •Неравномерное движение в открытых руслах(каналах)
- •Общие сведения
- •Определение критической глубины
- •Определение типа и построение кривой свободной поверхности
- •Определение типа кривой свободной поверхности
- •Построение кривой свободной поверхности
- •Расчет распределительного канала
- •Расчет водозаборного регулятора
- •Расчет многоступенчатого перепада
- •Расчет входной части
- •Расчет ступеней
- •Первая ступень.
- •Расчет второй ступени
- •Расчет последней ступени
- •Расчет водосливной плотины
- •Данные для расчета
- •Определение ширины одного пролета плотины
- •Построение профиля водосливной плотины
- •Расчет сопряжения за плотиной
- •Расчет водобойного колодца
- •Список использованных источников
-
Расчет многоступенчатого перепада
-
Расчет входной части
-
Перепады являются одним из распространенных в гидротехнической практике типов сопрягающих сооружений.
В зависимости от общей высоты падения канала P (разности отметок дна и нижнего бьефов) перепады могут быть одноступенчатые и многоступенчатые. Различают также перепады колодезного и бесколодезного типов.
Мы будем производить расчет многоступенчатого перепада .
При расчете определяются размеры первой, второй и последней ступеней (входной части).
Высота водобойной стенки сст на ступени или глубин водобойного колодца определяются в зависимости от полной энергии струи, падающей на данную ступень. Длина ступени Lст определяется как сумма дальности полета струи Lп и длины подпертого прыжка Lп.пр.
Задан расход Q=3,6м3/с, ширина распределительного канала b, ∑P=7,5м – общий перепад отметок hб =1,25м – глубина в НБ.
Коэфициент заложения откосов m=1,5.
Определить: b1- ширину входной части и перепада.
Расмотрим входную часть как водослив с широким порогом. Известно, что
Высота порога P =0 Тогда:
=1,25-0=1,25 м.
=(1,25+0,842 )/19,62=1,29 м.
v0 – скорость в подводящем канале;
= 3,6/(1,55+1,5*1,25)*1,25=0,84 м/с
Ширина входной части b1:
=1,44 м.
m- коэффициент расхода водослива с широким порогом, который зависит от вида входного ребра, входное ребро прямоугольное , следовательно m рассчитываем по формуле:
Также, значения m, для водослива с широким порогом приведены в [1],таблицы 6-26 и 6-27.
-
Расчет ступеней
Число ступеней — 3, ширина перепада b=1,44 м, удельный расход q=Q/b=3,6/1,44=2,5 м2/с.
-
Первая ступень.
Высота стенки падения Р1=2,5 м.
1) Определяем сжатую глубину
Методом подбора, где Е0= P1+P+H0;
Е0=2,5+0+1,29=3,79 м.
; из рис. 10-23(б) с.157 =0,9;
Тогда ==0,337 м.
2) Определим глубину в колодце в первой ступени:
-коэффициент запаса, назначается конструктивно 1,06.
Тогда
3) Определим высоту водобойной стенки:
Высота водобойной стенки: =1,889-1,201=0,688 м.
Геометрический напор перед водобойной стенкой: ;
Полный напор перед водобойной стенкой:
=(2,5/0,385*4,43)2\3=1,29 м.
Скорость подхода к стенке : м/с
Тогда
Толщину стенки назначается в пределах (0,5-2)H1:
=1,201*0,5=0,6 м.
Далее определяем длину отлета струи:
м.
м. ( - понижающий коэффициент, (0,7-0,8))
-
Расчет второй ступени
Выполняется аналогично с расчетом первой.
Высота стенки падения Р2=2,5 м.
1) Определяем сжатую глубину
Методом подбора, где Е2= P2+ +H01;
Е2=2,5+0,688+1,29=4,48 м.
; из рис. 10-23(б) с.157 =0,9;
Тогда ==0,307 м.
2) Определим глубину в колодце во второй ступени:
-коэффициент запаса, назначается конструктивно 1,06.
3) Определим высоту водобойной стенки:
Высота водобойной стенки: =2,003-1,211=0,792 м.
Геометрический напор перед водобойной стенкой: =1,29-1,2482/19,62=1,211м.
Полный напор перед водобойной стенкой:
Скорость подхода к стенке : м/с
Толщину стенки назначается в пределах (0,5-2)H2:
=1,211*0,5=0,61 м.
Далее определяем длину отлета струи:
м.
м, ( - понижающий коэффициент, (0,7-0,8))
-
Расчет последней ступени
Высота стенки падения Р3=2,5м.
Бытовая глубина: hб=1,25 м.
Глубина в первом приближении будет равна
Тогда ==0,303 м.
Определим
Определим глубину колодца в первом приближении:
Делаем второе приближение:
Делаем третье приближение
Глубину колодца принимаем равную 0,436 м.
Длину отлета lотл3 и lп.пр3 вычисляем по ранее использованным формулам:
м
м
- понижающий коэффициент, (0,7-0,8)
=2,246+6,18=8,43 м.
Поперечное сечение многоступенчатого перепада представлено в приложении 4.