Курсовий проект - Гідравлічний розрахунок русла - файл n1.docx

Курсовий проект - Гідравлічний розрахунок русла
Скачать все файлы (233.2 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.docx234kb.18.02.2014 08:00скачать

n1.docx

у

Изм.

Лист

докум.

Подп.

Разраб.

Дата

Пров.
Н.контр.

Утв.

Лит.

Лист

Листов

2

19

Зміст

Розділ 1. ГІДРАЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ШВИДКОТОКУ

Розділ 2. ГІДРАЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК БАГАТОСХІДЧАТОГО

ПЕРЕПАДУ КОЛОДЯЗНОГО ТИПУ

Розділ 3. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК МАЛИХ МОСТІВ
1. ГІДРАЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ШВИДКОТОКУ

Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

3

Дано: Q = 3.75 м3

L = 37,0 м

і0 = 0,050

m = 2,0

n = 0,014

Приймаємо вихідну ділянку та лоток швидкотоку, зроблений з бетону відповідно до його шорсткості.

За формулою Даденкова Ю.М. визначаємо ширину швидкотоку:

, (1.1)



Визначаємо критичну глибину за умови m = 2,0, що означає русло каналу трапецієдальне:

, (1.2)



Необхідну глибину знаходимо графічним методом, для чого визначаємо модуль витрат , яким характеризується розрахунковий швидкоток:

, (1.3)

м3

Для рішення такої задачі будуємо таблицю 1.1, в якій задаємося кількома значеннями глибин для яких визначаємо значення модуля витрат.

Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

4

Таблиця 1.1



п/п

Формула

Одиниці виміру

Підбір цифрових значень

Примітка

1

h

м

0.947

0.5

0.314




2

m.h

м

2.121

1.12

0.7




3

b+ m.h

м

3.421

2.42

2




4

F= (b+ m.h).h

м

3.24

1.21

0.628




5

2h()

м

4.243

2.24

1.407



6

?=b+ 2h()

м

5.543

3.54

2.707




7

R=F/?

м

0.585

0.342

0.23




8

C=

м/с0,5

65.207

59.52

55.638




9



м

0.765

0.585

0.48




10

K=F.C

м3

161.62

42.13

16.77




За значенням колон 1 і 10 будуємо графік К=f(h).


h,м



0.947



0.5

К=f(h)



0,3148899



161,62

16,77

42,13

К, м3


За графіком знаючи Кнеоб. знаходимо потрібне значення побудової глибини в каналі , яке складає h= 0,314м.

Таким чином стає зрозумілим, що у швидкотоці при витраті Q = 3,75 м3/с та ширині каналу b=1,3 м , його побудова глибина hп= 0,314 м.

Визначаємо критичний ухил дна, який визначається за формулою:

, (1.4)

?к=bк+ 2hк() = 1,3+2.0,947.= 5,543м

Fк= (bк+ m.hк).hк = (1,3+2.0,947).0,947= 3,24 м

Rк=Fк/?к = 3,24/5,543 = 0,585 м

Cк= = .0,5850,17 = 65,207м/с0,5

Вк= bк+2m.hк = 1,3+2.2.0,947 = 5,088м



Отримане значення критичного гідравлічного ухилу показує, що і>iк і потік знаходиться у бурхливому стані.

Для побудови кривої спаду за методом Черномського В.І. приймають на початку швидкотоку глибину h1= hк=0,947 м. Розглядаємо глибини в діапазоні

hк> hп> hкін.

Будуємо криву спаду за методом Бернуллі.


К



N



hk=h1



h2

К



h4

h3

L1

N



h5

L

L2



L3
Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

5
Для подальшої побудови визначаємо витратний коефіцієнт при критичній глибині Ккр.

Приймаємо, що h2=hп = 0,314 м, а витратний коефіцієнт у ІІ перерізі К2необ. Тоді критичне значення витратного коефіцієнта буде

, (1.5)

Fкр= (bкр+ m.hкр).hкр = (1,3+2.0,314).0,314 = 0,628 м

?кр=bкр+ 2hкр() = 1,3+2.0,314.= 2,707 м

Rкр=Fкр/?кр = 0,628/2,707 = 0,23 м

Cкр= = .0,230,17 = 55,638м/с0,5

м3

Визначаємо гідравлічний покажчик русла x:

, (1.6)



За таблицями методичних вказівок [2] знаходимо відносну глибину ?(?1) в перерізі І-І за значенням ?1, яке визначається за формулою:

(1.7)
Тоді значення ?(?1)= 0.00075

Для визначення глибини h1 на ділянці Ll визначають різницю глибин ∆ h, яка дорівнює

(1.8)Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

6



Тоді глибина h1 буде дорівнювати

(1.9)



За таблицями [2] визначаємо відносну глибину ?(?2) в перерізі ІІ-ІІ за значенням ?2, яке визначається за формулою:



(1.10)



Тоді значення ?(?2)= 0.008

Уточнюємо для даного перерізу гідравлічний покажчик русла, який складатиме x=5.5

Довжина ділянки спаду визначається за формулою:

(1.11)

(1.12)

Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

7

де ? середній п’єзометричний ухил,

(1.13)

(1.14)

П’єзометричний ухил поверхні потоку визначається як:

(1.15)



Для ІІ перерізу

(1.16)



Середнє значення п’єзометричних ухилів визначається як:

Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

8



(1.17)











Глибина на ІІ ділянці

(1.18)



Значення характеристики русла x=0

Тоді значення

(1.19)



Тоді значення ?(?3)=0,008



Тоді загальна довжина спаду буде



Що означає L<Lсп. Це означає, що відбувається відтягнутий гідравлічний стрибок. Тому необхідно передбачити водобійний колодязь.

Глибина водобійного колодязя

, (1.20)

,


де ? - коефіцієнт (?=1,05 ... 1,1)



Довжину водобійного колодязя розраховують за формулою:

(1.21)

Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

9
Будуємо криву спаду за методом Бернуллі.


N










Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

10

2. ГІДРАЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК БАГАТОСХІДЧАТОГО ПЕРЕПАДУ КОЛОДЯЗНОГО ТИПУ

Дано: Q = 3,75 м3

L = 70,0 м

і0 = 0,136

m = 2,0

n = 0,014

Визначаємо висоту косогірної ділянки Z за формулою:

(2.1)



Визначаємо довжину і висоту сходинок. Кількість сходинок приймаємо N=4

(2.2)



(2.2)

де ісх – похил сходин, необхідний для стоку(ісх=0,002…0,003).



Знаходимо ширину перепаду b за умови, що питома витрата дорівнює 1, q=1м2/с. Виходячи з того, що

(2.3)

де – ширина перепаду, м.

(2.4)



Розраховуємо критичну глибину

, (2.5)



Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

11

Глибину потоку hр і швидкість Vр над стінкою падіння визначають по формулам:

(2.6)

(2.7)





Розраховуємо довжину падіння струміння, lпод, м :

(2.8)



Глибина потоку у стисненому перетині розраховують по залежності

(2.9)

де ?1– коефіцієнт швидкохідності.


Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

12

Сполучена глибина потоку визначається за формулою:

(2.10)



Розраховуємо необхідну довжину сходин, при якій гашення енергії чиниться без улаштування гасника енергії, тобто задовольняє умову lcx?lkp+lnoд

Для чого знаходимо довжину кривої в перерізі між стисненою і критичною глибинами.

(2.11)




Довжина сходинок становить lcx=2.14+2.2=4.34м

В зв’язку з тим, що умова lcx?lkp+lnoд не виконується, вкінці сходинки не встановлюється критична глибина hкр . Тому необхідно провести розрахунок водобійної стінки.

Геометричний напір над водобійною стінкою визначається:

(2.12)

де М =1,86 – коефіцієнт витрат.



Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

13

Визначаємо необхідну висоту стінки с, м:

(2.13)

де ?= 1,05…1,1.



Таким чином напір на водобійній стінці hкр?Н. За умови,що її висота становить с=0.59м

Розрахунок 2-ї сходинки перепаду

(2.14)




Висота потоку у стисненому перерізі

(2.15)



Перевіряємо умову lcx?lkp+lnoд . Для чого визначаємо довжину кривої lkp2 2-ї сходинки

(2.16)



Визначаємо сполучену глибину 2-ї сходинки перепаду

(2.17)


Тоді lсх=5.12м. Це означає, що умова незадовільняється.

Розрахунок 3-го перепаду проводиться аналогічно до 2 -го.

Розрахунок останньої сходинки перепаду. Визначаємо необхідну глибину потоку hнеоб , для чого визначаємо необхідний модуль витрат Кнеоб.

, (2.18)

м3

Для рішення такої задачі будуємо таблицю 2.1, в якій задаємося кількома значеннями глибин для яких визначаємо значення модуль витрат.

Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

14

Таблиця 2.1



п/п

Формула

Одиниці виміру

Підбір цифрових значень

Примітка

1

h

м

0.467

0.139




2

m.h

м

1.046

0.311




3

b+ m.h

м

4.796

4.061




4

F= (b+ m.h).h

м

2.24

0.564




5

2h()

м

2.092

0.623



6

?=b+ 2h()

м

5.842

4.373




7

R=F/?

м

0.383

0.129




8

C=

м/с0,5

60.677

50.429




9

.

м

0.619

0.36




10

K=F.C

м3

84.13

10.24






За значенням колон 1 і 10 будуємо графік К=f(h).


h,м



0,467



К=f(h)



0,139



84,13

10,24

К, м3


За графіком знаючи Кнеоб. знаходимо потрібне значення побудови глибини в каналі , яке складає h= 0,139 м.Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

15

Таким чином стає зрозумілим, що у швидкотоці при витраті Q = 3,75 м3/с та ширині каналу b=3,75 м , його побудова глибина hп= 0,139 м.

Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

16

3. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК МАЛИХ МОСТІВ

Дано: Q = 3,75 м3

L = 37,0 м

m = 2,0

n = 0,014

Ннас=2,0 м

W = 21000 м3

Wа =7000 м3

Визначення ширини отвору малого мосту з урахуванням акумуляції.

Вибираємо тип зміцнення русла, приймаємо – обдерноване русло, допускається швидкість 1,8 м/с. Отже приймається Vс=1,8 м/с.

За відомою швидкістю в стислому перерізі під мостом , визначаємо напір:

(3.1)



Визначаємо мінімальну висоту мосту для отриманого напору, яка задовольняє умову Ннас>Нmin..Для чого визначаємо значення Нmin:

(3.2)

де ∆ – значення відповідно до вимог конструювання мостів, призначається ∆=0,5м;

hпр – конструктивна висота прогонної будови, hпр=0,46 м.



Таким чином, напір знаходиться в межах допустимої висоти.

Ширина отвору при заданій витраті в питомому стоці та стоку акумулятивному визначається за формулою :

(3.3)

(3.4)

Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

17





Приймаємо b=3 м.

Для такого отвору відповідатиме напір:

(3.5)



Необхідна мінімальна висота Нmin=1,38м , що задовольняє умову Ннас>Нmin.

Зі збільшенням напору під мостом швидкість течії збільшується і визначається за формулою :

(3.6)



Отриманій швидкості відповідає такий тип зміцнення русла – обдренування в стінку, укріплення грунтом товщиною 10 см.

Гідравлічний розрахунок нижнього б’єфа малого мосту.

Укріплення ділянки за мостом, як правило приймається прямокутної форми. Ширина зміцнення приймається рівною 2. b=6 м.

Довжина укріпленої ділянки за мостом приймається рівною L=4. b=12 м.

Глибина розмиву в кінці укріплення визначається як 0,59.Н=0,27 м, а глибина рисберми з врахуванням запаса 0,5 м буде відповідно рівна 0,77 м.

Визначення побутової глибини за прольотом малого мосту.

Проводиться за методом призначення глибин.



Ширина швидкотоку



Визначаємо критичну глибину русла





Для рішення такої задачі будуємо таблицю 3.1, в якій задаємося кількома значеннями глибин для яких визначаємо значення модуль витрат

Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

18

Таблиця 3.1



п/п

Формула

Одиниці виміру

Підбір цифрових значень

Примітка

1

h

м

0.263

0.113




2

m.h

м

0.589

0.253




3

b+ m.h

м

9.489

9.159




4

F= (b+ m.h).h

м

2.496

1.034




5

2h()

м

1.178

0.503



6

?=b+ 2h()

м

10.078

9.409




7

R=F/?

м

0.248

0.11




8

C=

м/с0,5

56.336

49.081




9



м

0.498

0.332




10

K=F.C

м3

70.026

16.85






За значенням колон 1 і 10 будуємо графік К=f(h).


h,м



0,263



0.113

К=f(h)





16.85

70,026



К, м3


За графіком знаючи Кнеоб. знаходимо потрібне значення побудови глибини в каналі , яке складає h= 0,113м.

Таким чином стає зрозумілим, що у швидкотоці при витраті Q = 3,75 м3/с та ширині каналу b=8,9 м , його побудова глибина hп= 0,113 м.


Змн.

Арк.

докум.

Підпис

Дата

Арк.

19
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации