СОДЕРЖАНИЕ
- Расчёт магистрального канала.
- Проверка канала на условие неразмываемости и незаиляемости.
- Проверка канала на заиление.
- Определение глубин наполнения канала.
- Расчёт распределительного и сбросного канала.
- Определение глубины наполнения трапецеидального сбросного канала по заданной ширине по дну.
- Расчёт распределительного канала методом И.И Агроскина.
- Расчёт сбросного канала.
- Расчёт кривой свободной поверхности в магистральном канале.
- Определение критической глубины в распределительном канале.
- Установление формы кривой свободной поверхности.
- Расчёт кривой подпора в магистральном канале методом И.И. Агроскина.
- Гидравлический расчёт шлюза-регулятора.
4.1 Определение ширины шлюза регулятора в голове магистрального канала.
- Расчёт водосливной плотины.
- Определение гребня водосливной плотины.
- Построение профиля водосливной плотины.
- Гидравлический расчёт гасителей.
- Определение формы сопряжения в нижнем бьефе водосливной плотины методом И.И. Агроскина.
- Гидравлический расчёт водобойной стенки (Расчёт длины колодца).
- Список используемой литературы.
Вариант 3(5).
На реке N проектируется узел гидротехнических сооружений.
В состав узла входят:
А) Водосливная плотина.
Б) Водозаборный регулятор с частью магистрального канала.
Магистральный канал подаёт воду на орошение и обводнение подкомандной ему территории. На магистральном канале устраивается распределительный узел. На сбросном канале, идущем от этого узла, устраивается перепад (схема I).
Схема I
- Расчёт магистрального канала.
В состав расчёта входит:
- Определение размеров канала из условия его неразмываемости (при Qmax = 1,5Qн) и незаиляемости (при Qmin = 0,75Qн).
- Определение нормальных глубин для заданных расходов и построение кривой
Q = f(h).
Данные для расчёта:
- Расход Qн = 9,8 м3/сек. Qmax = 14,7. Qmin = 7,35.
- Уклон дна канала i = 0,00029.
- Грунты плотные глины.
- Условие содержания: среднее.
- Мутность потока r = 1,35 кг/м3.
- Состав наносов по фракциям в %:
- d = 0.25 0.1 мм = 3.
- d = 0,10 0,05 мм = 15.
- d = 0,05 0,01 мм = 44.
- d = <0,01мм = 38.
- Глубина воды у подпорного сооружения 3,0 h0.
1.1 Проверка канала на условие неразмываемости и незаиляемости.
- Принимаем коэффициент заложения откоса канала «m» в зависимости от грунта и слагающего русла канала по таблице IX [1] m = 1.
- Принимаем коэффициент шероховатости “n” в зависимости от условия содержания канала по таблице II [1] n = 0,025.
- Принимаем допускаемое значение скорости на размыв в зависимости от грунта, слагающего русло канала по таблице XVI [1] Vдоп = 1,40 м/с.
- Принимаем максимальную скорость потока в канале Vmax = Vдоп = 1,40м/с.
- Вычисляем функцию
из формулы Шези:
- По вычисленному значению функции
при принятом коэффициенте шероховатости ( n ), определяем допускаемый гидравлический радиус (Rдоп).
Rдоп = 2,92 м. Таблица X[1].
- Вычисляем функцию
Qmax максимальный расход канала м3/с.
4m0 определяется по таблице X[1] 4m0 = 7,312.
- По вычисленному значению функции
при принятом коэффициенте шероховатости ( n ), определяем гидравлически наивыгоднейший радиус сечения по таблице X[1]. Rгн = 1,54 м.
- Сравниваем Rдоп с Rгн и принимаем расчётный гидравлический радиус сечения (R). Так как Rдоп > Rгн то R < Rгн 2,92 >1,54, принимаем R = 1,38.
- Определяем отношение
- По вычисленному отношению
определяем отношение по таблице XI [1].
- Вычисляем ширину канала по дну и глубину потока в канале Принимаем стандартную ширину равную 8,5 м.
- Определяется глубина потока в канале при пропуске нормального расхода Qн при принятой ширине канала в м. Для этого вычисляется функция Далее определяется гидравлический наивыгоднейший радиус по таблице X[1]
- Определяется глубина потока в канале при пропуске минимального расхода:
Rгн = 1,31 м. По вычисленному отношению определяется отношение по таблице XI[1]. Нормальная глубина
При Rгн = 1,17, таблица XI[1].
Далее определяем отношение По этому отношению определяем таблица XI[1].
1.2 Проверка канала на заиление.
- Вычисляется минимальная средняя скорость течения в канале:
- Вычисляется минимальный гидравлический радиус живого сечения канала:
- Определяется гидравлическая крупность наносов для заданного значения диаметров частиц данной фракции, таблица XVII[1]. Таблица 1.
Состав наносов по фракциям.
ФракцииIIIIIIIVДиаметр, мм.0,25 0,10,1 0,050,05 0,01£ 0,01Р, %.1122859Гидравлическая крупность.2,70,6920,173Wd, см/с.2,7 - 0,6920,692 - 0,1730,173 - 0,0070,007
- Определяется осреднённая гидравлическая крупность для каждой фракции.
- Определяется средневзвешенная гидравлическая крупность наносов:
- Принимается условная гидравлическая крупность наносов. Сравниваем
то есть < 0,002 м/с, то W0 = 0,002 м/с.
- Вычисляем транспортирующую способность потока:
.
Сравниваем: - канал не заиляется.
- Определение глубины наполнения канала графическим методом.
Расчёт для построения кривой Q = f (h) ведётся в табличной форме.
Таблица 2.
Расчёт координат кривой Q = f (h).
h, м.w, м2.X, м2., м/с.Q, м3/с.Расчетные формулы0,54,59,90,4522,721,7418,511,30,7532,724,731,51512,71,1844,8311,4322114,11,4952,5018,74
- определяется по таблице X[1].
По данным таблицы 2 строится кривая Q = f (h).
По кривой, при заданном расходе, определяется глубина:
hmax = 1,75 м при Qmax = 14,7 м3/с.
hн = 1,50 м при Qн = 9,8 м3/с.
hmin = 1,25 м при Qmin = 7,35 м3/с.
Вывод: При расчёте максимальной глубины двумя способами значения максимальной глубины имеют небольшие расхождения, что может быть вызвано не точностью округлений при расчёте расчёт выполнен верно.
2. Расчёт распределительного и сбросного каналов.
- Определение глубины наполнения трапецеидального сбросного канала по заданной ширине по дну.
Данные для расчёта:
Распределительный канал:
- ширина по дну b = 6,4 м.
- расход Q = 0,5 Qmax магистрального канала Q = 7,35.
- Уклон канала i = 0,00045.
- Грунты очень плотные суглинки.
- Коэффициент шероховатости n = 0,0250.
Сбросной канал:
- расход Q = Qmax магистрального канала Q = 14,7.
- Уклон дна i = 0,00058.
- Грунты плотные лёссы.
- Коэффициент шероховатости n = 0,0275.
- Отношение глубины перед перепадом к hкр.
2.1.1 Расчёт распределительного канала методом Агроскина.
- m = 1, табл. IX[1].
- n = 0,0250.
- Вычисляется функция F(Rгн).
- Определяется гидравлически наивыгоднейший радиус по функции
- Вычисляем отношение
- По отношению
по таблице XI[1] определяем отношение
- m = 1, таблица IX[1].
- n = 0,0275. 4m0 = 7,312.
- Вычисляем функцию
:
- Определяем гидравлически наивыгоднейший радиус по таблице X[1] по функции
. Rгн = 1,35.
- Принимаем расчётный гидравлический радиус сечения R = Rгн;
- По отношению
, определяем таблица XI[1]. табл. XI[1].
3. Расчёт кривой подпора в магистральном канале методом Агроскина.
Rгн = 1,07, табл. X[1].
2.1.2 Расчёт сбросного канала.
- Определение критической глубины в распределительном канале.
Исходные данные: (из расчёта магистрального канала).
- Расход Q = 9,8 м3/сек.
- Ширина канала по дну bст = 8,5 м.
- hн = h0 =1,42 м.
- коэффициент