Регулятор в голове деривационного канала

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

«Гидравлический расчет каналов и гидротехнических сооружений»

 

Вариант №3

Факультет ЭМ

Группа №204

Студент

Васиоьев А.С.

Преподаватель

Ханов Н.В.

 

 

Москва 2008
Оглавление

Введение

Глава 1. Гидравлический расчет канала при равномерном и

неравномерном движении

1.1. Расчет деривационного канала

1.1.1. Определение размеров трапецеидального поперечного сечения канала, из условия неразмываемости канала.

1.1.2. Определение относительной ширины β

1.1.3. Проверка деривационного канала на размыв

1.1.4. Определение критической глубины деривационного канала методом подбора.1.1.5.Определение критической глубины и критического уклона канала при нормальном расходе

1.1.6.Анализ и расчет кривой свободной поверхности деривационного канала

1.2. Расчет сбросного канала

1.2.1. Определение глубины равномерного движения канала

1.2.2. Проверка сбросного канала на размыв

1.2.3. Определение относительной ширины канала β

Глава 2. Гидравлический расчет регулятора

2.1. Сановные понятия и формулы

2.2. Расчет регулятора

Глава 3. Гидравлический расчет водосливной плотины

3.1. Определение ширины водосливного фронта, при заданном расходе.

3.2.Построение очертаний плотины.

3.3. Определение расходаQ₁ при H₁=1м.

3.4.Определение формы сопряжения потоков в нижнем бьефе.

3.4.1.Определение формы сопряжения потоков в нижнем бьефе при Q расчетном.

3.4. 2.Определение формы сопряжения потоков в нижнем бьефе при Q₁.

3.6. Расчет гасителя энергии, в виде водобойной стенки

 

Список литературы.

 

Введение

На реке N проектируется узел гидротехнических сооружений (см. рис.1). В состав узла входят: водосливная плотина, образующая водохранилище; деривационный канал, подающий воду к водоприемнику ГЭС; сбросной канал; Регулятор в голове деривационного канала.

 

 

 

Рис 1. 1- водохранилище; 2- бетонная плотина с водосбросом; 3- река; 4 – регулятор; 5- деривационный канал; 6- водоприемник; 7- ГЭС; 8- сбросной канал; 9- сопрягающие сооружение.

 

Деривационный канал

Определить размеры трапецеидального поперечного сечения канала в плотных глинах (С_расч. = 0,20∙10⁵ Па) при известном расходе Q и уклоне i из условия неразмываемости канала. Определить относительную ширину β.

Определить критическую глубину в канале методом подбора. Выяснить, какя установиться форма кривой свободной поверхности, если глубина воды в конце канала у водоприемника увеличиться до h_кон = 1,6h₀. Рассчитать кривую свободной поверхности, считая, что длина канала больше длины кривой.

 

Сбросной канал.

Проектируется канал трапецеидального сечения для сброса расхода Q. Уклона дна канала ί_сбр, грунты – очень плотные глины (С_расч. = 0,20∙10⁵ Па).

Определить глубину равномерного движения, если ширина канала b_сбр. Проверить возможность размыва. Определить относительную ширину β.

Регулятор в голове деривационного канала

Сооружение проектируется по типу прямоугольного водослива с толщиной порога S=5H, вход с закруглением бетонных устоев, высота входного порога p₁=0, навыходе с порога в деривационный канал p=0. Отметку НПУ в водохранилище выше уровня воды в канале на Δz=0,20…0,30 м. при Q определить необходимую ширину водосливного фронта, количество и ширину пролетов.

Водосливная плотина.

Проектируется массивная бетонная плотина с поверхностным водосбросом без затворов (рис.2.1). Отметка гребня водослива устанавливается на отметке НПУ водохранилища. При превышении этого уровня вода автоматически сбрасывается в нижний бьеф. При ФПУ сбрасывается расчетный расход Q_расч, глубина в нижнем бьефе h_б. водобойная часть за плотиной проектируется прямоугольной призматической. Боковые устои закруглены. За профилирующий напор принять напор H_пр= H_ФПУ.

Определить необходимую ширину водосливного фронта. Скоростью подхода пренебречь.

 

Определить расход Q₁ при H₁= 1 м, считая, что h_б1= 0,9 h_б.

Выяснить форму сопряжения потоков в нижнем бьефе при Q_расч и Q₁ и рассчитать указанный в табл.2 гаситель энергии.

 

 

Таблица 1.

Деривационный канал
Расходы: Qнорм.,м3/с
Уклон дна: i	0,00036
Грунт	плотные глины
Расчетное сцепление Грунта Срасч, Па	0,20 ∙105
Водосливная плотина
Расход при Qмакс, м3/с
Отметки: ФПУ, м	0,5
НПУ, м
Дна Д, м
Бытовая глубина,
hб, м	4,0
Тип гасителя	стенка

 

Таблица 1.

По графику зависимости =f(h) при =1614,68, h_кр =1,5 м

Дано

Расход: Qнорм.,м3/с
b,м
n	0,020
m

Выяснить форму кривой поверхности и произвести ее расчет.

 

Расчет ведем по формуле:

По формуле , где

h_кр – критическая глубина в прямоугольном русле

1,54м,

Где коэффициент кинетической энергии,

=

Определение критического уклона по формуле:

,

где

По таблице п.VI учебника при R_кр= определим =60,48

Тогда

Данные

=

=

Q_норм=120м³/с, m=1, n=0,020

Для анализа используем уравнение

= ,

где

) – расходная характеристика при неравномерном движении,

– расходная характеристика при равномерном движении,

П_к – параметр кинетичности

В зависимости от конкретных условий кривые свободной поверхности могут иметь различные особенности.

> – кривая II типа.

Рассмотрим зону а:

Для анализа знака числителя сравниваем глубины – текущую h и нормальную h₀

h>h₀, k>k₀, тогда <1

Для анализа знака знаменателя сравниваем глубины – текущую h и критическую h_кр

Т.к. h>h_кр , то в пределах рассматриваемой кривой П_к<1

Исходя из вышеизложенного:

= = >0 глубины вдоль потока возрастают – образуется кривая подпора IIa. См. рис.4 - кривая подпора IIa.

Назначаем граничные глубины:

Рассчитываем длину кривой подпора методом Чертоусова (при х=4). Расчет сводим в таблицу №3

Использованные формулы:

Отношение определяется по таблице п.VI [2].

 

 

Сбросной канал.

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

«Гидравлический расчет каналов и гидротехнических сооружений»

 

Вариант №3

Факультет ЭМ

Группа №204

Студент

Васиоьев А.С.

Преподаватель

Ханов Н.В.

 

 

Москва 2008
Оглавление

Введение

Глава 1. Гидравлический расчет канала при равномерном и

неравномерном движении

1.1. Расчет деривационного канала

1.1.1. Определение размеров трапецеидального поперечного сечения канала, из условия неразмываемости канала.

1.1.2. Определение относительной ширины β

1.1.3. Проверка деривационного канала на размыв

1.1.4. Определение критической глубины деривационного канала методом подбора.1.1.5.Определение критической глубины и критического уклона канала при нормальном расходе

1.1.6.Анализ и расчет кривой свободной поверхности деривационного канала

1.2. Расчет сбросного канала

1.2.1. Определение глубины равномерного движения канала

1.2.2. Проверка сбросного канала на размыв

1.2.3. Определение относительной ширины канала β

Глава 2. Гидравлический расчет регулятора

2.1. Сановные понятия и формулы

2.2. Расчет регулятора

Глава 3. Гидравлический расчет водосливной плотины

3.1. Определение ширины водосливного фронта, при заданном расходе.

3.2.Построение очертаний плотины.

3.3. Определение расходаQ₁ при H₁=1м.

3.4.Определение формы сопряжения потоков в нижнем бьефе.

3.4.1.Определение формы сопряжения потоков в нижнем бьефе при Q расчетном.

3.4. 2.Определение формы сопряжения потоков в нижнем бьефе при Q₁.

3.6. Расчет гасителя энергии, в виде водобойной стенки

 

Список литературы.

 

Введение

На реке N проектируется узел гидротехнических сооружений (см. рис.1). В состав узла входят: водосливная плотина, образующая водохранилище; деривационный канал, подающий воду к водоприемнику ГЭС; сбросной канал; Регулятор в голове деривационного канала.

 

 

 

Рис 1. 1- водохранилище; 2- бетонная плотина с водосбросом; 3- река; 4 – регулятор; 5- деривационный канал; 6- водоприемник; 7- ГЭС; 8- сбросной канал; 9- сопрягающие сооружение.

 

Деривационный канал

Определить размеры трапецеидального поперечного сечения канала в плотных глинах (С_расч. = 0,20∙10⁵ Па) при известном расходе Q и уклоне i из условия неразмываемости канала. Определить относительную ширину β.

Определить критическую глубину в канале методом подбора. Выяснить, какя установиться форма кривой свободной поверхности, если глубина воды в конце канала у водоприемника увеличиться до h_кон = 1,6h₀. Рассчитать кривую свободной поверхности, считая, что длина канала больше длины кривой.

 

Сбросной канал.

Проектируется канал трапецеидального сечения для сброса расхода Q. Уклона дна канала ί_сбр, грунты – очень плотные глины (С_расч. = 0,20∙10⁵ Па).

Определить глубину равномерного движения, если ширина канала b_сбр. Проверить возможность размыва. Определить относительную ширину β.

Регулятор в голове деривационного канала

Сооружение проектируется по типу прямоугольного водослива с толщиной порога S=5H, вход с закруглением бетонных устоев, высота входного порога p₁=0, навыходе с порога в деривационный канал p=0. Отметку НПУ в водохранилище выше уровня воды в канале на Δz=0,20…0,30 м. при Q определить необходимую ширину водосливного фронта, количество и ширину пролетов.

Водосливная плотина.

Проектируется массивная бетонная плотина с поверхностным водосбросом без затворов (рис.2.1). Отметка гребня водослива устанавливается на отметке НПУ водохранилища. При превышении этого уровня вода автоматически сбрасывается в нижний бьеф. При ФПУ сбрасывается расчетный расход Q_расч, глубина в нижнем бьефе h_б. водобойная часть за плотиной проектируется прямоугольной призматической. Боковые устои закруглены. За профилирующий напор принять напор H_пр= H_ФПУ.

Определить необходимую ширину водосливного фронта. Скоростью подхода пренебречь.

 

Определить расход Q₁ при H₁= 1 м, считая, что h_б1= 0,9 h_б.

Выяснить форму сопряжения потоков в нижнем бьефе при Q_расч и Q₁ и рассчитать указанный в табл.2 гаситель энергии.

 

 

Таблица 1.

Деривационный канал
Расходы: Qнорм.,м3/с
Уклон дна: i	0,00036
Грунт	плотные глины
Расчетное сцепление Грунта Срасч, Па	0,20 ∙105
Водосливная плотина
Расход при Qмакс, м3/с
Отметки: ФПУ, м	0,5
НПУ, м
Дна Д, м
Бытовая глубина,
hб, м	4,0
Тип гасителя	стенка