2.4 Построение профиля водосливной грани
Чтобы построить профиль водосливной грани необходимо по проектному напору Hпр = Hст = 7 м. определить координаты оголовка безвакуумного водослива с оголовком профиля А [2, таблица 6-12]. Табличные координаты х и у умножаются на Hст и строится кривая.
Таблица 2.4. Координаты оголовка водослива.
|
x |
y |
x,м |
y,м |
|
0,0 |
0,126 |
0,0 |
0,882 |
|
0,1 |
0,036 |
0,7 |
0,252 |
|
0,2 |
0,007 |
1,4 |
0,049 |
|
0,3 |
0,000 |
2,1 |
0,000 |
|
0,4 |
0,006 |
2,8 |
0,042 |
|
0,5 |
0,027 |
3,5 |
0,189 |
|
0,7 |
0,100 |
4,9 |
0,700 |
Продолжение таблицы 2.4
|
1,0 |
0,256 |
7,0 |
1,792 |
|
1,3 |
0,475 |
9,1 |
3,325 |
|
1,5 |
0,661 |
10,5 |
4,627 |
|
2,0 |
1,235 |
14,0 |
8,645 |
|
2,5 |
1,960 |
17,5 |
13,72 |
Рисунок 2.1 – оголовок водослива.
Сопряжение водосливной грани с поверхностью водобоя можно очертить по дуге радиусом 11,55 м. Величина этого радиуса назначается в зависимости от высоты плотины рв=16 м. и напора на водосливе Н=7,0м. [2, таблица 6-14].
Рисунок 2.2 – Профиль водосливной плотины.
2.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе
Расчет произведен по методике, предложенной М.Д. Чертоусовым [2, раздел 9-9].
Определяются параметры гидравлического режима для прямоугольного
русла за водосливом.
Критическая глубина потока при полном открытии всех отверстий:
(32)
где
−
коэффициент
Кориолиса, принять равным 1,1.
Полная удельная энергия в сечении перед водосливом:
(33)
Отношение
:
(34)
Коэффициент
скорости
в зависимости от длины сливной грани
[2, таблица 9-10]. Плотина высотой 16 м. имеет
среднюю длину грани, тогда:
=0,95
По
графику М.Д. Чертоусова [2, рис. 9.55] в
зависимости от коэффициента скорости
и
определим
и
:
Сопряженные глубины:
(35)
(36)
По полученным значениям видно, что hc′′ > hНБ (9,59 м > 7,47 м), что соответствует сопряжению по типу отогнанного прыжка. Данный вид прыжка не допустим, следовательно, необходимо выполнить расчет гасителей энергии. Для данного проекта в качестве гасителя энергии принимается водобойная стенка.
2.6 Расчет водобойной стенки
Ширина водобойной стенки Bс:
(37)
Высота водобойной стенки hст:
(38)
где Hст –напор над водобойной стенкой:
(39)
где
(40)
Далее, проверяется условие сопряжение бьефов за стенкой.
Полная удельная энергия перед стенкой:
м.
(41)
.
(42)
Коэффициент скорости:
= 1,00
По
графику М.Д. Чертоусова [2, рис. 9.55] в
зависимости от коэффициента скорости
и
определим
и
:
Вычислим сопряженные глубины:
(43)
(44)
По полученным значениям видно, что hc′′ < hНБ (1,38 м < 7,47 м), что соответствует сопряжению по типу затопленного прыжка.
Таким образом, высота водобойной стенки принимается равной 4,43 м, а её ширина равной 10,8 м.