Практическая работа № 10
Тема: Решение типовых задач по определению сопряжённых глубин, длины и высоты совершенного прыжка.
Цель: Выработка умений самостоятельной работы по определению элементов гидравлического прыжка.
Задача 1: Определить условия затопления
гидравлического прыжка за водосливом
гидравлического профиля (m=0,49)
при расчётном расходе Q,
напоре Н и высотой водосливной стенки
со стороны верхнего бьефа Р, бытовой
глубиной в нижнем бьефе t
и дана скорость подхода перед водосливом
.
Таблица № 1
Вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
,м³/с |
3000 |
3010 |
3020 |
3030 |
3040 |
3050 |
3060 |
3070 |
3080 |
3090 |
3100 |
3110 |
3120 |
3130 |
3140 |
Н, м |
5 |
5,1 |
5,2 |
5,3 |
5,4 |
5,6 |
5,7 |
5,8 |
5,9 |
6 |
6,1 |
6,2 |
6,3 |
6.4 |
6,5 |
Р, м |
10,0 |
10,1 |
10,2 |
10,3 |
10,4 |
10,5 |
10,6 |
10,7 |
10,8 |
10,9 |
11 |
11,1 |
11.2 |
11,3 |
11.4 |
t, м |
4,9 |
4.9 |
4,0 |
4,1 |
4,2 |
4,3 |
4,4 |
4,5 |
4,6 |
4.7 |
4,8 |
4,9 |
5 |
5,1 |
5,2 |
, м/с |
1,0 |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
1,05 |
1,06 |
1,07 |
1,08 |
1,09 |
1,1 |
1,11 |
1,12 |
1,13 |
1,14 |
Вар |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
,м³/с |
3150 |
3160 |
3170 |
3180 |
3190 |
3200 |
3210 |
3220 |
3230 |
3240 |
3250 |
3260 |
3270 |
3280 |
3290 |
Н, м |
6,6 |
6,7 |
6,8 |
6,9 |
7 |
7,1 |
7,2 |
7,3 |
7,4 |
7,5 |
7,6 |
7, 7 |
7,8 |
7,9 |
8 |
Р, м |
11,5 |
11,6 |
11.7 |
11,8 |
11,9 |
12 |
12,1 |
12.2 |
12,3 |
12,4 |
12.5 |
12,6 |
12,7 |
12.8 |
12,9 |
t, м |
5,3 |
5,4 |
5.5 |
5,6 |
5,7 |
5,8 |
5,9 |
6 |
6.1 |
6,2 |
6,3 |
6.4 |
6,5 |
6,6 |
6,7 |
, м/с |
1.15 |
1,16 |
1,17 |
1,18 |
1,19 |
1,20 |
1,27 |
1,22 |
1,23 |
1,24 |
1,25 |
1,26 |
1,27 |
1,28 |
1,29 |
Рекомендации к выполнению:
1.Исходные данные взять таблицы 1.
2.Определяем напор с учётом скорости подхода:
Н0==Н+
3. Удельный расход на 1 м ширины водослива:
3. Начинаем вычисления методом
последовательных приближений:
коэффициент
скорости
hc'=
;
hc''=
;
hc'''=
;
4. Для определения состояния потока в сжатом сечении вычисляем:
5. Определить образуется ли гидравлический прыжок.
Гидравлический прыжок образуется, если соблюдаются следующие условия:
hc<hкр и t > hкр
6. Если образуется гидравлический прыжок,
то определяем при
=
вторую сопряжённую глубину:
Сравниваем
с t
и делаем вывод о типе прыжка:
если > t, то отогнанный прыжок;
если, = t, то прыжок в критическом состоянии;
если, < t, то надвинутый прыжок;
8.Записываем ответ.
Задача 2: Определить вид прыжка, его высоту, глубину после прыжка и его длину в русле прямоугольного сечения , если даны: расход, ширина русла, глубина воды перед прыжком.
Указания к работе:
Исходные данные взять из таблицы 2.
Определить вторую сопряжённую глубину по: =
Таблица №2
Вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
,м³/с |
5 |
5,1 |
5,2 |
5,3 |
5,4 |
5,5 |
5,6 |
5,7 |
5,8 |
5,9 |
6,0 |
6,1 |
6,2 |
6.3 |
6,4 |
b, м |
3,0 |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
3,7 |
3,8 |
3,9 |
4 |
4,1 |
4,2 |
4,3 |
4,4 |
, м |
0,4 |
0,41 |
0,42 |
0,43 |
0,44 |
0,45 |
0,46 |
0,47 |
0,48 |
0,49 |
0,5 |
0,51 |
0,52 |
0,53 |
0,54 |
|
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
,м³/с |
6,5 |
6,6 |
6,7 |
6,8 |
6,9 |
7 |
7,1 |
7,2 |
7,3 |
7,4 |
7,5 |
7,6 |
7,7 |
7,8 |
7,9 |
b, м |
4,5 |
4,6 |
4,7 |
4,8 |
4,9 |
5 |
5,1 |
5,2 |
5,3 |
5,4 |
5.5 |
5,6 |
5,7 |
5,8 |
5,9 |
, м |
0,55 |
0,56 |
0,57 |
0,58 |
0,59 |
0,60 |
0,61 |
0,62 |
0,63 |
0,64 |
0,65 |
0,66 |
0,67 |
0,68 |
0,69 |
Для этого определим:
q=
-
удельный расход на 1 м ширины водослива
Определим высоту прыжка по формуле:
Δh=h2-h1
Определяем длину прыжка, используем:
Определить вид прыжка:
Если ≤1,3hкр; -прыжок-волна
Если >1,3hкр – совершенный гидравлический прыжок с поверхностным вальцом
Записать ответ
Задача 3: Определить потери напора в прыжке для русла прямоугольного сечения, при условии, что даны сопряжённая глубина и высота прыжка. Исходные данные в таблице 3.
Указания к работе:
1.Исходные данные взять из таблицы 3.
2. Определить потери напора по формуле:
hпот=
Таблица 3.
Вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
2,0 |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,8 |
2,9 |
3 |
3,1 |
3.2 |
3,3 |
3,4 |
, м |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1.4 |
1,5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1,9 |
2 |
2,1 |
2,2 |
2.3 |
2.4 |
Вар |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
3,5 |
3.6 |
3.7 |
3,8 |
3.9 |
4 |
4,1 |
4,2 |
4,3 |
4.4 |
4,5 |
4.6 |
4,7 |
4,8 |
4,9 |
, м |
2,5 |
2,6 |
2.7 |
2,8 |
2,9 |
3 |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
3,7 |
3.8 |
3,9 |