Гидравлический расчет выходного участка быстротока

Критическая глубина на призматическом участке быстротока

Раздельная глубина, сопряженная со сжатой глубиной в конце быстротока

Поскольку ширина по дну, заложение откосов, уклон и шероховатость бетонных облицовок подводящего и отводящего каналов равных между собой, то нормальная глубина в отводящем канале будет равна нормальной глубине в подводящем канале (см. табл. 4.1.)

Можно видеть, что , таким образом, прыжок будет отогнанным, поэтому в конце быстротока необходимо выполнить водобойное устройство.

В качестве водобойного устройства принимается водобойный колодец, его глубина определятся по формуле

где - глубина воды в колодце

где коэффициент запаса (коэффициент затопления прыжка), равный перепад на выходе из водобойного колодца

коэффициент скорости,

Поскольку изменение сжатой глубины в результате заглубления дана колодца ниже отметки можно полагать несущественным, то расчет выполняется без повторных уточняющих итераций.

Таким образом, имеем

В результате глубина колодца составит

Длину гидравлического прыжка в водобойном колодце вычисляем по формулам Н.Н. Павловского

 

и М.Д. Чертоусова

Принимая в качестве расчетного максимальное значение ,длину водобойного колодца , отсчитываемую от сжатого сечения, определяем по формуле

Выходной оголовок отводящего канала, устраиваемый за водобойным колодцем, имеет углы расхождения открылков .

 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА

Задачей расчета является определение основных размеров клинкетного отверстия и водопроводных галерей шлюза, а также определение гидравлических характеристик процесса опорожнение нижней камеры шлюза.

 

Исходные данные

Таблица 5.1

Исходные данные для гидравлического расчета шлюза

№	Наименование заданного параметра	Обозначение, величина, описание
	Длина камеры шлюза, м
	Ширина камеры шлюза, м
	Глубина в верхнем и нижнем бьефах и минимальная глубина в камерах шлюза, м
	Высота стенки падения, м
	Время наполнения - опорожнения камеры шлюза, м

 

Определение размеров клинкетного отверстия при

Наполнении верхней камеры шлюза

Наполнение верхней камеры шлюза осуществляется в два этапа:

1) на первом этапе в период наполнение верхней камеры от глубины до глубины происходит при незатопленном клинкетном отверстии и постепенном равномерном поднятии затвора в головных воротах шлюза от закрытого положения до полного открытия ;

2) на втором этапе период при полном открытии затвора и затопленном клинкетном отверстии происходит полное наполнение верхней камеры шлюза от глубины до глубины , соответствующей уровню верхнего бьефа.

При этих условиях расчетную высоту клинкетного отверстия в шлюзовых воротах в голове верхней камеры найдем из выражения

где площадь зеркала воды в камере шлюза, ширина клинкетного отверстия, среднее значение коэффициента расхода при постепенном открытии затвора клинкетного отверстия; коэффициент расхода, соответствующий максимальному (полному) открытию затвора клинкетного отверстия.

Для определения среднего и максимального значений коэффициента расхода воспользуемся формулой определения его текущих значений при постепенном открытии затвора клинкетного отверстия

где коэффициент гидравлического сопротивления плоского затвора с острым ребром [1], зависящий от его относительного открытия (табл. 5.2).

Результаты расчета текущих значений коэффициента расхода по формуле сведены в четвертую строку табл. 5.2.

 

Таблица 5.2

Значения коэффициентов гидравлического сопротивления

и расхода для затвора клинкетного отверстия

		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
				18,05	8,4	4,27	2,4	1,1	0,64	0,34	0,25
		0,072	0,149	0,229	0,326	0,436	0,542	0,690	0,781	0,864	0,894

Примечание: текущее (промежуточное) открытие затвора, ; полное открытие затвора, .

Можно видеть, что по данным табл. 5.2 среднее значение коэффициента расхода равно , а максимальное при составляет

Отсюда

При этом время открытия затвора составит

Определение размеров водопроводной галереи между