ТОП 10:

Определение нормальной глубины



Нормальная глубина - такая глубина, которая при заданном расходе установилась бы в русле, если в этом русле движение было бы равномерным.

Основная расчетная формула – формула Шези:

,

где - площадь живого сечения, ; С – коэффициент Шези, ;

R – гидравлический радиус, м; - уклон канала

Для трапецеидального сечения

где h – глубина канала, м

 

       
 
 
   

 


h

m

 

 

       
   


 

b

 

Во всех случаях расчета каналов для определения коэффициента Шези С может применяться формула Павловского:

где y=f(n,R)

Приближенно по Павловскому можно считать:

при R<1.0 м

при R> 1.0 м

Гидравлический радиус в общем случае определяется по формуле:

,

где - смоченный периметр, м

для трапецеидального русла

Модуль расхода

Расчетные формулы Ед. изм. Назначаемые и определяемые величины
м 0.8 1.1 1.5
2.8 4.34 6.82
м 5.18 6.27 7.71
м 0.54 0.69 0.89
43.88 46.22 48.78
90.29 166.82 314.08

 

 

Определение критической глубины

Критической глубиной называется глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения.

,

где Э – удельная энергия сечения, м.

где g – ускорение свободного падения, ; - площадь живого сечения при критической глубине, ; - ширина канала поверху при критческой глубине, м

 


0.3 0.83 3.2 0.18
0.7 2.35 4.4 2.95
0.9 3.29 7.12

 

 

Определение критического уклона

Критическим уклоном называется такой уклон, при котором заданный расход проходит по каналу в условиях равномерного движения с глубиной, равной , т.е. при соблюдении равенства:

Из этого равенства выражаем

Сравнивая критическую и нормальную глубину, критический и нормальный уклон, делаем вывод о состоянии потока.

>

<

Следовательно спокойное состояние потока.

 

Расчет канала гидравлически наивыгоднейшего профиля (поперечного сечения)

Гидравлически наивыгоднейшим профилем (ГНП) называется такой, у которого при заданной площади поперечного сечения , уклоне , шероховатости и коэффициенте заложения откоса пропускная способность оказывается набольшей.

Для трапецеидального канала гидравлически наивыгоднейшего сечения относительная ширина определяется по формуле:

При заданной площади живого сечения и уклона расход , средняя скорость течения , гидравлический радиус будут наибольшим, а смоченный периметр - наименьшим. Гидравлический радиус трапецеидального канала при этом равен , т.е. равен половине глубины канала.

0,9 0.54 1.7 0,45 42.21 1.52
1.3 0.78 3.55 0.65 45.64 4.13
1.7 1.02 6.07 0,85 48.31 8.55

 

 

 

Определение скорости течения в канале

 

Средняя скорость по живому сечению в канале, определяется из формулы:

где - площадь живого сечения, в котором необходимо определить скорость.

- гравелистые и песчано-гравелистые грунты

- каналы в плотном гравии, плотной земле, затянутые илистой пленкой

<

<

Следовательно, канал не нуждается в дополнительном креплении.

 

 

Быстроток

При значительных расходах воды, больших уклонах и наличии в воде твердых включений при благоприятных геологических условиях, обеспечивающих устойчивое положение круто наклоненного лотка, наиболее целесообразны быстротоки

Быстротоком называют искусственное сооружение (русло) с уклоном больше критического ( > )

 

 

 

Входная часть быстротока в этом случае представляет собой участок сужения с прямолинейными в плане боковыми стенками, сопрягающий подводящий канал с водоскатом. Ширину лотка быстротока рекомендуют принимать ширины подводящего и отводящего каналов. Уклон для входного участка принимают равным уклону дна подводящего канала. Глубина в конце входной части (на изломе) принимается равной критической , а при более чем двукратном превышении критической глубины над нормальной глубиной на водоскате глубина на изломе дна равна

Скорость течения в лотке быстротока бывает высокой и требует применения соответствующего материала для его изготовления. Чаще всего это бетон. Из технико-экономических соображений бетонные быстротоки устраивают прямоугольного сечения ( )

При высоких скоростях течения на быстротоке поток захватывает пузырьки воздуха, и в результате этого образуется вводно-воздушная смесь. Это явление (аэрация) приводит к увеличению глубин, что необходимо учитывать в расчетах. Коэффициент шероховатости стенок и дна канала для аэрированного потока приближенно определяется по формуле:

где а – коэффициент аэрации, зависит от значения уклона быстротока

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.204.169.76 (0.016 с.)