Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра гидравлики

Расчетно-графическая работа № 4

по курсу гидравлики

Выполнил: Наджимов Ф.О., группа 3013/1

Проверила: Локтионова Е.А.

Санкт-Петербург

2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ РАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ h₀₁ И ШИРИНЫ КАНАЛА ПО ДНУ b НА ПОДВОДЯЩЕМ УЧАСТКЕ КАНАЛА ПРИ β=(β_Г.Н.)_ПРЕД 3

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ РАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ h₀₂ НА ОТВОДЯЩЕМ УЧАСТКЕ КАНАЛА 6

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНИХ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В КАНАЛЕ И СРАВНЕНИЕ ИХ С МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫМИ ДЛЯ ЗАДАННОГО ГРУНТА СКОРОСТЯМИ 11

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ НАПОЛНЕНИЯ И УКЛОНА ДНА КАНАЛА НА ПОДВОДЯЩЕМ УЧАСТКЕ 12

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ ГЛУБИНЫ h_K И КРИТИЧЕСКОГО УКЛОНА i_K КАНАЛА 13

6. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ СЕЧЕНИЯ Э(h) 16

7. ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ПОДВОДЯЩЕМ УЧАСТКЕ КАНАЛА 19

8. ПОСТРОНИЕ КРИВЫХ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТИПА С_I И B_I НА ОТВОДЯЩЕМ УЧАСТКЕ КАНАЛА 25

8.1. Кривая свободной поверхности типа с_I 25

8.2. Кривая свободной поверхности типа b_I 28

9. ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ПОДВОДЯЩЕМ И ОТВОДЯЩЕМ УЧАСТКАХ КАНАЛА ПРИ ПОЛНОСТЬЮ ОТКРЫТОМ ЗАТВОРЕ. 33

10. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ПРЫЖКОВОЙ ФУНКЦИИ θ(h) 35

11. ПОСТРОЕНИЕ ЛИНИИ СОПРЯЖЁННЫХ ГЛУБИН ДЛЯ КРИВОЙ ТИПА С_I И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЫЖКА 36

12. ОПЕРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЫЖКА 37

ЛИТЕРАТУРА 40

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ РАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ h₀₁ И ШИРИНЫ КАНАЛА ПО ДНУ b НА ПОДВОДЯЩЕМ УЧАСТКЕ КАНАЛА ПРИ β=(β_Г.Н.)_ПРЕД

Определим предельное значение относительной ширины канала β.

, (1.1)

где m – коэффициент откоса канала (m=2,1).

.

Найдём необходимое значение модуля расхода К_необх1.

(1.2)

где Q – расход воды в канале (Q = 50,3 м³/с);

i – уклон дна на соответствующем участке канала (i₁ = 0,00042).

м³/с.

Зная значение необходимого модуля расхода, определим глубину канала h₀₁. Для этого составим таблицу, отражающую зависимость модуля расхода от глубины канала (табл. 1.1).

Таблица 1.1

h01	м	1,00	2,00	3,00	4,00	4,50
b	м	3,55	7,10	10,65	14,20	15,98
ω	м2	5,65	22,6	50,85	90,40	114,41
χ	м	8,20	16,40	24,61	32,81	36,91
R	м	0,69	1,38	2,07	2,76	3,10
C	м1/2/с	40,86	45,86	49,07	51,48	52,50
K1	м3/с	191,61	1216,63	3587,02	7725,10	10575,74

Пример расчёта таблицы (для h₀₁= 1м):

1. Ширина канала:

(1.3)

b = 3,55 * 1 = 3,55 м.

2. Площадь живого сечения канала:

. (1.4)

ω = (3,55 + 2,1 * 1) * 1 = 5,65 м².

3. Смоченный периметр живого сечения канала:

. (1.5)

.

4. Гидравлический радиус:

. (1.6)

м.

5. Коэффициент Шези:

, (1.7)

где n – коэффициент шероховатости (n = 0,023).

м^1/2/с.

6. Модуль расхода:

Модуль расхода определяется по формуле (1.2). Сам расход может быть найден по формуле:

. (1.8)

Используя формулы (1.2) и (1.8) выразим модуль расхода:

(1.9)

м³/с.

По данным таблицы (1.1) строим график зависимости h₀₁ = h₀(K₁) (рис.1.1).

Рис. 1.1

Используя этот график, определим значение глубины канала на подводящем участке. Это значение будет равно значению глубины, соответствующей необходимому модулю расхода.

K_{необход1} = 2454,39 м³/с => h₀₁ = 2,5 м.

Ширина канала определяется по формуле (1.3):

b = 3,55 * 2,5 = 8,9 м.