Расчет комбинированного водобойного колодца
Автор: Евгений Стулов • Январь 25, 2022 • Контрольная работа • 2,216 Слов (9 Страниц) • 213 Просмотры
Оглавление
Задача 2. Расчет комбинированного водобойного колодца 3
Литература 11
Задача 2. Расчет комбинированного водобойного колодца
Нижний бьеф без расширения прямоугольной формы поперечного сечения, ширина канала понизу b, ширина водобоя bвб = b.
Исходные данные:
Q = 250 + № = 250 + 10 = 260 м3/с;
H = 6 м;
b = 10 м – ширина канала понизу;
υ0 = 1,25 м/с – скорость подхода потока к водосливной плотины;
i0 = 0,0035 – уклон дна;
Pв = 25 ÷ 30 м – высота водосливной плотины со стороны верхнего бьефа;
.[pic 1]
Решение
1. Определяем глубину hнб в отводящем канале.
При i0 имеющим прямоугольное поперечное сечение в частном случае глубина в отводящем канале равна нормальной глубине hнб = h0.
Основное уравнение, описывающее равномерное движение потока, известное как формула, имеет вид:
, (1)[pic 2]
где ω – площадь живого сечения потока, м2;
C – коэффициент Шези, м0,5/с;
R = ω / χ – гидравлический радиус, м;
χ – длина смоченного периметра, м;
K – модуль расхода, м3/с.
Задаемся произвольными значениями глубины потока h, затем определяем ω, χ, R, C, Q. Строим кривую Q = f(h), пользуясь которой определяем значение нормальной глубины.
Для вычисления геометрических характеристик прямоугольного поперечного сечения канала при фиксированной глубине hi воспользуемся формулами:
; ; . (2)[pic 3][pic 4][pic 5]
Коэффициент Шези C вычисляем по формуле Маннинга:
. (3)[pic 6]
Коэффициент шероховатости n отводящего канала принимаем равным n = 0,017.
[pic 7]
Рисунок 1. – График определения нормальной глубины в отводящем канале
[pic 8]
Рисунок 2 – Схема к расчету комбинированного водобойного колодца
Таблица 1
h, м | ω, м2 | χ, м | R, м | C, м0,5/с | K | Q=K(i01)0,5 |
1 | 10 | 12 | 0,833 | 57,059 | 520,771 | 30,809 |
3 | 30 | 16 | 1,875 | 65,321 | 2683,33 | 158,748 |
5 | 50 | 20 | 2,5 | 68,529 | 5417,69 | 320,515 |
2. Определяем глубина сжатого сечения h’c за стенкой.
Так как отводящее русло (канал) имеет прямоугольную форму поперечного сечения то глубина сжатого сечения h’c определяется по формуле:
, (4)[pic 9]
где h’c – рассматривается как глубина, сопряженная с глубиной в нижнем бьефе hнб;
hкр – критическая глубина, для прямоугольного поперечного сечения отводящего канала определяется по формуле, м:
, (5)[pic 10]
где q = Q / bвб = 260 / 10 = 26 м2/с – удельный расход.
.[pic 11]
Полная удельная механическая энергия потока T01 в колодце относительно плоскости отсчета 0 – 0:
, (6)[pic 12]
где φ = 0,8 ÷ 0,95 – коэффициент скорости.
.[pic 13]
3. Определяем величину полного напора H01 на гребне водосливной стенки:
, (7)[pic 14]
...