Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Особенности гидравлического расчета
Движение жидкости по этим водостокам носит безнапорный характер, так как происходит с частичным наполнением сечения труб, и поэтому с гидравлической точки зрения они ничем не отличаются от открытых каналов. Расчет производится по тем же формулам, что и расчет каналов: скорость по формуле (92) υ=W , расход по (95) Q=K . Однако он затрудняется сложностью определения гидравлических элементов ω, χ, R. Поэтому для упрощения расчетов используют вспомогательные коэффициенты А и В. Коэффициент А представляет собой отношение расхода при частичном наполнении трубы Qчаст к расходу при полном ее наполнении Qполн: . (171) Коэффициент В представляет собой отношение средней скорости при частичном наполнении трубы υчаст к средней скорости при полном ее наполнении υполн: (172) Установлено, что коэффициенты А и В для труб разных форм зависят только от относительного их наполнения жидкостью. Для безнапорных труб используют несколько преобразованные формулы, так как из (171) следует Qчаст=А·Qполн, (173) а при полном наполнении расход определяется (95), то можно записать: Qчаст=AK . (174) Аналогично рассуждая в отношении скорости, можно получить выражение для скорости при частичном наполнении трубы υчаст=В·υполн, (175) υчаст=ВW . (176) В формулах (174), (176) К и W – расходная и скоростная характеристики для всего сечения канала (при полном наполнении, когда а =1. В формулах можно встретить их обозначение Кп и Wп). При полном наполнении А=В =1 расчет ведется по формулам (174), (176). При неполном наполнении для определения коэффициентов А и В используется график «Рыбка», рис. 56.
Рис. 56. Зависимость коэффициентов А и В от относительного наполнения круглой трубы (график «Рыбка»)
Из графика видно, что наибольшее значение коэффициентов А и В, а следовательно наибольший расход Qmax и наибольшая скорость υmax в трубе круглого сечения соответствуют неполным наполнениям. Это объясняется тем, что при наполнении верхней части канала для любого сечения смоченный периметр χ растет быстрее, чем площадь ω, и поэтому гидравлический радиус R начинает уменьшаться, при этом уменьшается и скорость υ. Теоретическим путем доказано, что в трубе круглого сечения наибольшая скорость υmax соответствует наполнению h= 0,81 d; а наибольший расход Qmax соответствует наполнению h= 0,95 d.
В практике трубы всегда заполнены не полностью, так как: 1) необходим некоторый запас для неожиданного увеличения подачи расхода; 2) необходима вентиляция, через свободное пространство сверху она и проходит. Коэффициент шероховатости п для канализационных труб принимается равным п =0,011÷0,014 обычно вне зависимости от материала, из которого выполнены стенки труб, т.к. такие трубы с течением времени покрываются осадками, что в значительной мере сглаживает различие шероховатостей разных материалов. Пример. Задан канал круглого сечения, уложенный с уклоном i= 0,004, пропускающий расход Q= 2,3 м3/с, коэффициент шероховатости п =0,011. Определить диаметр сечения туннеля d, глубину равномерного движения h и скорость течения воды υ, если степень наполнения будет а =0,7. Решение. Для степени наполнения а= 0,7 с графика «Рыбка», рис. 56, снимаем значение величины А =0,845. Из формулы (174) находим значение модуля расхода для полного наполнения : =4,3 м3/с. Из [4, табл.1-2] подбираем ближайший диаметр туннеля, соответствующий вычисленному модулю расхода и заданной шероховатости п =0,011 – d =1200 мм (в 8 табл.1-2 приводятся модули расхода Кп и модули скорости Wп для каналов круглого сечения для разных степеней шероховатости п). Этому диаметру соответствует табличный модуль расхода =46,12 м3/с и модуль скорости =40,7 м/с. Поскольку модуль расхода для принятого диаметра не соответствует вычисленному, то это приведет к изменению заданного наполнения. Для того, чтобы найти истинное наполнение туннеля, необходимо решить формулу (174) относительно величины , приняв в ней модуль расхода табличный: =0,788. Тогда по графику наполнение определится а =0,665. Этому наполнению соответствует величина В =1,125. Глубина равномерного движения найдется из зависимости (169) : h=а·d= 0,665·1,2=0,797 м. Скорость движения определится по формуле (176): , в которой : =2,9 м/с.
ДВИЖЕНИЕ ГРУНТОВЫХ ВОД
Грунт представляет собой пористую среду. Между отдельными частицами и в трещинах породы движется вода. Такие воды принято называть грунтовыми, а их движение – фильтрацией. Укоренившийся у нас термин фильтрация равносилен понятию просачивания, т.е. медленного движения в пористой среде.
Вода в поры может попасть различным образом. Например, выпадая на поверхность земли в виде дождя, она затем просачивается в грунт. На некоторой глубине такая вода может быть задержана слоем водонепроницаемого грунта (плотной глиной, скалой); при этом вода далее будет двигаться по поверхности водонепроницаемого слоя. Водонепроницаемый слой, так называемый водоупор, образует как бы русло потока грунтовой воды. В этом русле движется грунтовая вода, причем здесь получается фильтрационный поток со свободной поверхностью, в каждой точке которой имеется атмосферное давление. Такие потоки называются безнапорными (например, фильтрация воды из верхнего бьефа в нижний через земляную плотину). Напорная фильтрация наблюдается, когда водопроницаемый слой находится между двумя водонепроницаемыми (движение артезианских вод, движение грунтовой воды в вечной мерзлоте, фильтрация через бетонные плотины). Движение грунтовой воды в песках и водопроницаемых глинистых грунтах является ламинарным. Турбулентное движение грунтовой воды может получиться только в крупнозернистых грунтах (например, в гравии, гальке), а также в случае каменной наброски, трещиноватой скалы и т.п. На рис. 57 представлен случай равномерного движения. Однако обычно в практике встречаются случаи неравномерного движения, рис. 58. Неравномерность движения грунтовой воды обусловливается: 1) неправильностью формы русла; 2) уклон дна русла i ≤0; 3) в цилиндрическом русле с прямым уклоном дна каким-либо образом фиксируется глубина hф, отличная от глубины h0 равномерного движения; например, из траншеи откачивается вода, причем в траншее все время поддерживается глубина hф ≠ h0.
Рис. 57. Фильтрационный поток Рис. 58. Случай неравномерного движения Свободная поверхность фильтрационного потока называется депрессионной поверхностью; кривая же свободной поверхности АВ – кривой депрессии.
Состав грунта
Грунт следует рассматривать как единую систему, состоящую из минеральных частиц, коллоидных частиц, окружающей их воды с растворенными в ней солями и газообразной фазы (воздух, пары воды). Грунты бывают скальные и нескальные, или рыхлые. Нескальные грунты образуются путем разрушения скальных пород. Они делятся на два основных вида: грунты типа песков (несвязные), и типа глин (связные). Возьмем некоторый образец грунта объема V. Пусть объем всех пор в этом образце V1. Отношение V1 к V называется пористостью грунта, порозностью или скважностью. Обозначим эту величину σ. . (177) Другими словами, пористость есть суммарный объем всех пор, имеющихся в единице объема грунта. Пористость еще выражают в процентном отношении. Пористость грунта зависит от формы (окатанности), однородности частиц грунта и их взаимного расположения. В табл. 4 даются значения пористости для ряда грунтов.
Т а б л и ц а 4 Пористость грунтов
Рис. 59
Механический состав грунта определяется путем просеивания его через ряд сит с уменьшающейся крупностью отверстий. На основании механического анализа строится, так называемая, гранулометрическая кривая, рис. 59.
|
|||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-10; просмотров: 227; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.17.183.24 (0.23 с.) |