Приклад 2. 1. 1. Встановити, чи буде розмиватися або замулюватися канал трапецеїдального поперечного перерізу при таких умовах:

а) ширина русла по дну в =1,4м, коефіцієнт закладення відкосів m = 1,0, кріплення дерен в стіну, витрата Q = 0,88 м³/с, течія тягне середньопіщані насоси, глибина течії h = 0,8м;

б) русло прорито в щільних лесовидних грунтах, насоси – крупнопіщані;

в) русло закріплено кладкою цегли на цементному розчині, насоси з середнім діаметром часток d_ср = 0,4 мм.

Розв’язання:

а) 1.  =(1,4+1,0·0,8)·0,8=1,76 м².

2. .

 3. За додатком 4, V_доп =2,5м/с.

 4. У зв`язку з тим, що є характеристика насосів, визначаємо незамулюючі швидкості за В.Н. Гончаровим. За таблицею (додаток 32) V_min = 0,6м/с.

 5. Маємо визначену швидкість V = 0,5 м/с, яка менша ніж V_min =0,6м/с, при цьому буде йти замулювання каналу.

б) 1.Приклад для трикутного переріз каналу

.

2. Швидкість у каналі

.

 3. За додатком 30 V_доп =1,0 м/с.

 4. Характеристику насосів визначаємо за додатком 32 V_min = 1 м/с.

 5. Маємо швидкість V = 1,4 м/с, яка більше за V_доп = 1,0 м/с і V_min = 0,87 м/с, при цьому буде йти розмивання русла.

в) Приклад для прямокутного переріз каналу:

1) ,

2) швидкість у каналі

,

3) за додатком 29 V_доп = 1,9 м/с,

4) маємо характеристику насосів

,

.

За додатком 32 знайдемо множник а d_ср = 0,4мм, А = 0,67 м/с

.

5. Швидкість води в каналі V = 1,2м менша допустимої V_доп = 1,9 м/с, але більша мінімальної V_min = 0,48 м/с. Можна сказати, що русло захищене від випадання мулу і розмивання.

Задачі для розв’язання

1.2.1. Встановити, користуючись формулою (1.10), чи захищене русло від замулювання:

коефіцієнт закладення відкосів m =, ширина по дну в = 0, середній діаметр часток завислих насосів d_ср = 0,6 мм; h =  м; Q = м³/с;

Відповідь:

 

1.2.2 Визначити глибину течії та захищеність русла від замулювання, якщо:

  w = 2,5 м³; в = м; m =  ; V_ср =  м/с, гідравлічна крупність насосів w = 2 мм/с;

Відповідь:

Вказівки: При трапецеїдальному поперечному перерізі з формули (1.1)

.

 

1.2.3. Визначити, чи захищена труба від замулювання і розмиву кріплення, якщо:

а) коритоподібний поперечний переріз має радіус z = 0,6 м, бутову кладку середніх порід, швидкість течії, яка несе дрібні насоси з середнім діаметром часток d_ср = 0,2 мм; V =  м/с, а витрата Q = м³/с (рис.1.4);

б) овоїдальний переріз (рис.1.5) z = 0,7 м, облицьований бетоном, насоси d_ср = 2,0 мм; V =   м/с, Q = м³/с,

в) поперечний переріз коло (рис.1.6), z = 0,9 м, кладка з клінкеру, насоси d_ср = 3,0 мм; V =  м/с, Q =  м³/с.

Відповідь: а)      б)    в)

 

 

Рис. 1.4      Рис. 1.5

 

Рис. 1.6

 

Вказівки: визначити w, w¹, за додатком знаходимо D, R¹; h = D z; R = R¹r; додаток 6, V_min, додаток 5, а; додаток 31, V_доп.

 

1.2.4. Визначити середню швидкість течії у трубі, переріз коло радіус z = 2,0 м і встановити, чи буде захищена труба від замулення, якщо глибина течії у перерізі h =   м, витрата Q =   м³/с, а гідравлічна крупність насосів w = 2 мм/с.

Формула Шезі

При рівномірній течії витрата Q, глибина h, а також форма і розміри поперечного перерізу w є незміними за довжиною течії. Ухил вільної поверхні рідини J дорівнює ухилу дна русла і.

При розрахунках рівномірних турбулентних течій у відкритих руслах середню швидкість течії знаходимо за формулою Шезі:

                               ,                                                  (1.12)

де V – середня швидкість, м/с; R – гідравлічний радіус, м; і – ухил дна русла; C – коефіцієнт Шезі, зв`язаний з коефіцієнтом гідравлічного тертя l залежністю , звідки .