3 Расчёт канала параболического сечения
3. 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 уравнение (1.1).
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 . 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 3.1).
Таблица 3.1 – К построению графика
Величина или расчётная формула |
Единица измерения |
Численные значения |
|||
|
м |
1,90 |
2,00 |
1,80 |
1,85 |
|
м |
4,93 |
5,06 |
4,80 |
4,87 |
|
м2 |
6,24 |
6,75 |
5,76 |
6,01 |
|
- |
0,38 |
0,39 |
0,37 |
0,38 |
при
|
м |
6,39 |
6,65 |
6,13 |
6,26 |
|
м |
0,98 |
1,01 |
0,94 |
0,96 |
|
м0,5/с |
38,33 |
38,52 |
38,07 |
38,20 |
|
м3/с |
236,77 |
261,31 |
212,60 |
224,94 |
;
:
;
По данным таблицы 3.1 строим график (рисунок 3.1). Отложив на оси абсцисс точку, соответствующую расходной характеристике , по графику находим искомую глубину . Для проверки графического решения при найденной глубине определяем отклонение по формуле (1.2), которое не должно превышать 5 %, если все вычисления выполнены правильно.
м
– по графику,
м,
м2,
м,
м,
м0,5/с,
м3/с
Принимаем нормальную глубину потока м.
3. 2 Расчёт критической глубины
Критической глубиной ( ) называется глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения.
Определяем критическую глубину, используя уравнение критического состояния (1.3).
м5.
Затем, задаваясь рядом значений , строим график (рисунок 3.2), по которому определяем , соответствующее известному значению .
Расчёт ведём в табличной форме (таблица 3.2).
Таблица 3.2 – К построению графика
Величина или расчётная формула |
Единица измерения |
Численные значения |
|||
|
м |
0,50 |
0,60 |
0,70 |
0,65 |
|
м |
2,53 |
2,77 |
2,99 |
2,88 |
|
м2 |
0,84 |
1,11 |
1,39 |
1,25 |
|
м5 |
0,24 |
0,49 |
0,91 |
0,67 |
м
– по графику,
м,
м2,
Проверяем не превышает более чем на 5 % велечину по формуле (1.4).
.
Принимаем критическую глубину м.