Гидравлический прыжок

№п/пh,м,м2v,м/сЭ,мЭ,м,м,м2,м/с,м,м,м/с,м,м11,6428,033,392,280,0041,6728,683,3122,431,2847,360,00381,031,0321,729,343,242,290,0201,7530,453,1222,911,3347,660,00326,517,5431,831,573,012,310,0341,8532,712,9023,501,3948,030,002613,6621,2041,933,862,812,340,0451,9535,022,7124,091,4548,380,002222,2643,465236,202,622,390,0542,0537,392,5424,691,5148,710,001832,5476,0062,138,602,462,440,0612,1539,822,3925,281,5749,030,001544,81120,8172,241,052,312,500,0662,2542,302,2525,881,6349,330,001359,43180,2482,343,562,182,570,0712,3544,842,1226,471,6949,630,001176,87257,1192,446,132,062,640,0752,4547,432,0027,071,7549,910,000997,71354,81102,548,751,952,710,0782,5550,081,9027,661,8150,180,0008122,69477,50112,651,431,852,790,0812,6552,791,8028,261,8750,440,0007152,82630,33122,754,161,752,870,0842,7555,551,7128,851,9350,700,0006189,43819,75132,856,951,672,960,0862,8558,371,6329,451,9850,950,0005234,351054,10142,959,801,593,040,0522,9360,661,5729,922,0351,140,0005166,811220,91152,9661,531,543,09Расчеты ведутся аналогично расчетам в таблице 2.3 . В формуле ( 2.5 ) используется уклон отводящего участка канала () .

Гидравлический прыжок

Курсовой проект

История

Другие курсовые по предмету

История

Сдать работу со 100% гаранией
коэффициент Буссинеска , () .

Найдем значения прыжковой функции для различных значений глубины наполнения канала . Вычисления сведены в таблицу 3.1. , по результатам которой строится график зависимости прыжковой функции от глубины наполнения , при этом будут рассматриваться глубины :

а). диапазона , где( из п.2.4 ) , а ( из п.1.3 ) ;

б). с шагом .

Таблица 2.1.

№п/пh,м,м2B , мz ,м,м3 , м3 ,м3Примечания10,669,4716,200,322,99102,01105,0020,98415,0118,010,466,9464,3571,2931,30821,1419,820,6012,7845,6958,4741,63227,8621,640,7420,7034,6855,3851,95635,1623,450,8830,9027,4758,3762,2843,0625,271,0143,5522,4465,9972,60451,5427,081,1458,8618,7477,6082,92860,6028,901,2777,0115,9492,9593,25270,2630,711,4098,2013,75111,94103,57680,5132,531,52122,6012,00134,60113,991,3434,341,65150,4310,58161,00 Пример расчета для :

а). площадь живого поперечного сечения канала ищется по формуле ( 1.5 ) :

;

б). ширину потока по верху определяем по формуле ( 1.10 ) :

;

в). координата центра тяжести данного живого сечения ищется по формуле :

; ( 3.2 )

г). произведение координаты центра тяжести данного живого поперечного сечения и его площади ищется :

;

д). частное скоростного напора и площади поперечного сечения определяется по формуле :

;

е). значение прыжковой функции ищется по формуле ( 3.1 ) :

.

По данным таблицы 3.1 строим график зависимости , ( смотри рис. 2.2 ) .

2.2. Определение местоположения гидравлического прыжка .

С помощью графика зависимости ( смотри рис. 2.2 ) определяем вторые сопряженные глубины , соответствующие первым сопряженным глубинам , взятым из расчета линии свободной поверхности типа с1 ( смотри таблицу 2.4 ) :

Таблица 3.2

, м0.660.75 , м3.152.48 Определенные вторые сопряженные глубины откладываются на рис.2.4 . Полученная кривая AB является линией вторых сопряженных глубин воображаемого гидравлического прыжка . В точке пересечения кривой AB и линии свободной поверхности типа b1 находится гидравлический прыжок , соответствующие ему первая и вторая сопряженные глубины - , . По рис. 2.4. определяем длину отгона гидравлического прыжка .

2.3. Определение длины гидравлического прыжка и потери напора в гидравлическом прыжке .

Определяем длину гидравлического прыжка :

а). по формуле Н.Н. Павловского

; ( 3.3 )

б). по формуле Б.А. Бахметьева :

; ( 3.4 )

в). по формуле из справочного пособия :

. ( 3.5 )

Расчеты длины гидравлического прыжка для нашего случая приведены ниже :

а). по формуле Н.Н. Павловского :

;

б). по формуле Б.А. Бахметьева :

;

в). по формуле из справочного пособия :

.

Выбираем максимальную длину прыжка .

Определяем потерю энергии в гидравлическом прыжке по формуле :

, ( 3.6 )

где значения удельной энергии сечения , соответствующие первой и второй сопряженным глубинам определяются с помощью графика зависимости на рис.2.2.

Указанная выше величина будет равна :

.

Для определения скоростных напоров в начале и в конце гидравлического прыжка нужно знать средние скорости в сечениях , соответствующих первой и второй сопряженным глубинам . Эти скорости находим из формулы ( 2.3 ) :

Определяем скоростные напоры с помощью найденных выше величин :

3. Фильтрационный расчет земляной плотины .

3.1. Расчет однородной плотины .

Необходимо определить удельный фильтрационный расход , построить кривую депрессии , а также наметить гидродинамическую сетку .

Для упрощения расчета земляной плотины заменяем трапецеидальный профиль плотины условным трапецеидальным профилем , имеющим вертикальный «откос» (вертикальное ограничение) . Используя поясненное допущение рассчитываем условный профиль плотины по способу Шаффернака . Тогда для определения удельного фильтрационного расхода имеем систему уравнений :

, ( 4.1 ) + ( 4.2)

где - коэффициент фильтрации , см/с () ;- глубина воды верхнего бьефа , м ( h1=20.4 м ); - глубина воды нижнего бьефа , м ( h2=4.6 м ) ; - промежуток высачивания , м ; - коэффициент низового откоса плотины , () ; - расстояние от воображаемого вертикального ограничения до уреза нижнего бьефа , м .

Расстояние от воображаемого вертикального ограничения до уреза нижнего бьефа ищется по следующей формуле :

, ( 4.3 )

где - ширина плотины по горизонту верхнего бьефа , м () ; - коэффициент , который определяет положение воображаемого вертикального ограничения ,, (-коэффициент верхнего откоса плотины , ) .

Коэффициент ищется по формуле :

. ( 4.4 )

По формуле ( 4.3 ) найдем расстояние от воображаемого вертикального ограничения до уреза нижнего бьефа :

Для решения системы уравнений ( 4.1 ) + ( 4.2) построим графики зависимости . Для построения графиков составляем следующую таблицу :

Таблица 3.1.

,

м ,

м ,

м ,

м , м , м , м15,61,8550,833,795,601,720,541,4726,63,748,983,803,301,191,082,3737,65,5547,133,802,530,931,623,1348,67,445,283,782,150,772,163,8259,69,2543,433,731,920,652,704,47 По данным таблицы 3.1. строим графики ( смотри рис. 4.1 ) .

По графикам определяем отношение удельного расхода и коэффициента фильтрации , являющееся решением системы уравнений ( 4.1 ) + ( 4.2) : ; ( решением является точка пересечения этих графиков ) .

Определяем удельный фильтрационный расход по формуле :

, ( 4.5 )

где - значение отношения удельного расхода и коэффициента фильтрации , взятого из графиков на рис.4.1 .

Схема плотины представлена на рис. 4.2 .

Для построения кривой депрессии воспользуемся следующей формулой :

( 4.6 )

Для глубин используются пределы :

Для рассматриваемых участков длины используем пределы :

Результаты расчетов по формуле ( 4.6 ) сведены в нижеследующую таблицу :

Таблица 3.2.

51015202530354045.410.512.213.615.016.217.318.419.420.4 По данным таблицы 4.2 строим кривую депрессии ( смотри рис.4.3. ) .

3.2. Расчет плотины с ядром и дренажным банкетом .

Для определения удельного фильтрационного расхода и построения кривой депрессии заменяем данную плотину на однородную . Вычисляем длину виртуальную , заменяющую ядро :

, ( 4.7 )

где - толщина ядра , ;- коэффициент фильтрации ядра , .

Для нашего случая :

Виртуальная длина прямоугольника , заменяющего плотину определяется по формуле :

( 4.8 )

Для нашего случая :

Для построения кривой депрессии будем задаваться горизонтальными величинами , вычисляя глубину по формуле :

( 4.9 )

Вычисления , выполненные по этой формуле , сведены в таблицу :

Таблица 4.3.

510152025306090100105110115121.26.17.38.49.310.110.914.717.718.619.119.519.920.4 По данным таблицы 4.3. строим кривую депрессии ( смотри рис.4.4 ) .

Удельный фильтрационный расход определяем по формуле :

( 4.10 )

,

м ,

м ,

м ,

м , м , м , м4. Расчет фильтрации воды под бетонной водосливной плотиной .

4.1. Расчет методом коэффициентов сопротивления .

Пользуясь вышеуказанным методом нужно решить три задачи :

1. построить эпюру противодавления , найти величину и точку приложения силы противодавления ;

2. найти максимальную скорость фильтрации на поверхности дна нижнего бьефа ;

3. определить величину удельного фильтрационного расхода .

При решении вышеперечисленных задач задаемся определенным размером фиктивной эквивалентной трубы, т.е. размером , причем эта величина будет различной для указанных выше трех фильтрационных задач .

Далее через ,, будем обозначать заглубления расчетного водоупора , принимаемые соответственно при решении 1-й , 2-й и 3-й задачи.

1. Определение силы противодавления .

Для построения эпюры противодавления величину принимаем равной :

, ( 5.1 )

где - активная зона фильтрации по напору , м ;- длина проекции подземного контура на вертикаль , S0=

( - параметры плотины в м ) ; - длина проекции подземного контура на горизонталь , ( - параметры плотины в м ) .

В нашем случае используется формула ( 5.1 ) , т. к. отношение параметров подземного контура , что лежит в пределах .

Заданный подземный контур разбиваем на отдельные элементы . Вдоль каждого из них теряется напор , который рассчитывается по формуле :

, ( 5.2 )

где - перепад на сооружении , ( - горизонт воды верхнего бьефа , - горизонт воды нижнего бьефа ) ;- коэффициент сопротивления i-ого элемента подземного контура ; - cуммарный коэффициент сопротивления всего подземного контура .

Находим коэффициенты сопротивления :

1). входного элемента подземного контура

2). выходного элемента подземного контура

3). внутреннего шпунта

4). первого горизонтального элемента подземного контура

5). второго горизонтального элемента подземного контура

По формуле ( 5.2 ) рассчитываем потери напора на элементах подземного контура :

1). входного элемента подземного контура

2). выходного элемента подземного контура

3). внутреннего шпунта

4). первого горизонтального элемента подземного контура

5). второго горизонтального элемента подземного контура

Похожие работы

< 1 2 3 >