- •Расчёт канала трапецеидального сечения
- •1. 1 Расчёт нормальной глубины потока
- •1. 2 Расчёт критической глубины
- •1. 3 Расчёт критического уклона
- •1. 4 Определение вида кривой свободной поверхности потока
- •1. 5 Определение гидравлического показателя русла
- •1. 6 Построение логарифмической анаморфозы
- •1. 7 Вычисление элементов свободной поверхности потока
- •1. 8 Построение продольного профиля канала
- •Расчёт дюкера
- •Подбор требуемого диаметра для одной нитки трубопровода
- •3 Расчёт канала параболического сечения
- •3. 1 Расчёт нормальной глубины потока
- •3. 2 Расчёт критической глубины
- •3. 3 Расчёт критического уклона
- •3. 4 Определение вида кривой свободной поверхности потока
- •3. 5 Определение гидравлического показателя русла
- •3. 6 Построение логарифмической анаморфозы
- •3. 7 Вычисление элементов свободной поверхности потока
- •3. 8 Построение продольного профиля канала
- •4 Гидравлический расчет двухрукавного участка русла реки с запрудой в несудоходном рукаве
Министерство транспорта РФ
ФГОУ ВПО НГАВТ
Кафедра водных путей, гидравлики и гидроэкологии
Курсовая работа
по дисциплине «Гидравлика»
Тема: «Гидравлический расчёт системы, состоящей из цилиндрических каналов различных поперечных сечений и дюкера»
Выполнил: студент группы ГТ-31 Лобановский М.А.
Преподаватель: Ахматова Н.П.
Новосибирск 2011
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Построение кривой свободной поверхности представляет практический интерес и позволяет определить глубины воды в канале с постоянным уклоном дна и в каналах, трассируемых по местности с изменяющимися уклонами. Определение глубины в различных сечениях канала позволяет установить размеры затопления берегов при возведении гидротехнических сооружений и решать вопросы о креплении откосов каналов.
В курсовой работе необходимо рассчитать и построить кривую свободной поверхности потока в призматическом канале с изменяющимся уклоном дна.
Курсовая работа состоит из пояснительной записки с необходимыми расчетными таблицами, формулами и графиками, а также продольного профиля канала с нанесенными линиями дна, нормальной, критической и фактической глубин.
Схема системы состоящей из каналов трапециедального и пароболического сечений, соединенных ж/б дюкером.
b1=2,2 м L2=15 м n3=0,026
n1=0,021 α2=200 i3=1,3∙10-4
m1=1,2 м ∆2=1,1 мм p3=1,6 м
i1=3,4∙10-4 hB3=1,7 м
hн1=2,0 м
Расчёт канала трапецеидального сечения
1. 1 Расчёт нормальной глубины потока
Глубина потока, соответствующая равномерному движению, называется нормальной глубиной и обозначается символом . Основной зависимостью при определении нормальной глубины в данном расчёте является:
, (1.1)
где – модуль расхода;
– площадь живого сечения, м2;
– гидравлический радиус, м;
- коэффициент Шези, м0,5/с;
- уклон дна.
Для определения нормальной глубины находим модуль расхода, которым должен характеризоваться канал в случае, если в русле установится равномерное движение .
м3/с.
Задаваясь произвольной величиной , определяем расходную характеристику при этой глубине. Если найденное значение отклоняется от не более чем на 5%, то глубину можно считать равной искомой глубине потока . Рассчитывается отклонение по формуле (1.2). В противном случае следует задаться новой глубиной и проверку модуля расхода . Для расчёта пользуемся графиком расходной характеристики , для построения которого подсчитываем расходные характеристики при нескольких глубинах. Расчёт ведём в табличной форме (таблица 1.1).
(1.2)
Таблица 1.1 – К построению графика
Величина или расчётная формула |
Единица измерения |
Численные значения |
|||
|
м |
1,00 |
1,2 |
1,1 |
1,05 |
|
м2 |
3,40 |
4,37 |
3,87 |
3,63 |
|
м |
5,32 |
5,95 |
5,64 |
5,48 |
|
м |
0,64 |
0,73 |
0,69 |
0,66 |
|
м0,5/с |
44,21 |
45,19 |
44,76 |
44,43 |
|
м3/с |
120,25 |
168,73 |
143,89 |
131,02 |
По данным таблицы 1.1 строим график (рисунок 1.1). Отложив на оси абсцисс точку, соответствующую расходной характеристике , по графику находим искомую глубину . Для проверки графического решения при найденной глубине найдем отклонение по формуле (1.2), которое не должно превышать 5 %, если все вычисления выполнены правильно.
м – по графику,
м2,
м,
м,
м0,5/с,
м3/с м3/с.
Принимаем нормальную глубину потока м.
1. 2 Расчёт критической глубины
Критической глубиной ( ) называется глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения.
Определяем критическую глубину, используя уравнение критического состояния
, (1.3)
где и - соответственно площадь живого сечения и ширина потока поверху, отвечающие критической глубине .
Величина является постоянной и её вычисляем по известному расходу , при .
м5.
Затем, задаваясь рядом значений , строим график (рисунок 1.2), по которому определяем , соответствующее известному значению .
Расчёт ведём в табличной форме (таблица 1.2).
Таблица 1.2 – К построению графика
Величина или расчётная формула |
Единица измерения |
Численные значения |
|||
|
м |
0,50 |
0,25 |
0,40 |
0,45 |
|
м |
1,40 |
0,625 |
1,07 |
1,23 |
|
м2 |
3,40 |
2,80 |
3,16 |
3,28 |
|
м5 |
0,81 |
0,03 |
0,39 |
0,57 |
м – по графику,
м,
м2, Проверяем не превышает более чем на 5 % велечину по формуле:
(1.4)
.
Принимаем критическую глубину м.