Подпорный гидроузел
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
м
iкр= Q2/ ?2кр*С2кр*Rкр=2932/105.122*99.452*2.9=0.00027
Расчёт быстротока:
длина быстротока lб=560м;
перепад высот Hбдо водослива - консоли = 207.0 - 197.0 =10м
уклон лотка i= Hб/lб=10/560=0,018 ;Q=293м/с.
Глубина на входе в быстроток(h1) принимается равной критической глубине:
h1=(?Q2/b2g)1/3=(1*2932/29,22*9,81)1/3=2,17 м
Определим нормальную глубину(h2=h0) методом подбора из уравнения равномерного движения: Q=?CvRio
h??RCQ1,1426,10625,181,0483,84293,93
V=Q/?=293,93/26,106=11,26 м/с
По табл. П5 (Круглов; 339) принимаем бетон М100 Vдоп=12,5м/с h < 0,5м
Определим глубину в конце лотка за глубину в начале h1 принимаем критическую h1= hкр=2,17 м ,в конце лотка h2= h0=1,14 м
? кр=b*hкр=2,17*29,2=63,4м2
?кр=b+2*hкр=29,2+2*2,17=33,54 м
Rкр= ? кр/ ?кр=63,4/33,54=1,9 м
Скр=(1/n)*R1/6=1/0,014*1,91/6=79,5 м0,5/с (n=0,014)
где ? кр, ?кр ,Rкр ,Скр - соответственно площадь живого сечения, смоченный периметр, гидравлический радиус и коэфф-т Шези
Cср=(С1+С2)/2=(83,84+79,5)/2=81,67 м0,5/с
?ср=( ?1+ ?2)/2=(25,18+33,54)/2=29,36 м
Jср=Ј*С2ср*b*i/g* ?ср=1*81,672*29,2*0,018/9,81*29,36=12,17
Определяем модули расхода в конце и в начале быстротока по формуле:
K= ?*C*vR
K1=105,12*99,45*v2,9=17802,8
K2=26,106*83,84*v1,04=2232,1
Определяем модули расхода в конце и в начале быстротока по ф-ле:
X=2*lg(K1/K2)/lg(h1/h2)=2*lg(17802,8/2232,1)/lg(2,17/1,14)=0,51
Используя уравнение Бахметьева для уточнения h2:
i0*L/h0=?2- ?1 -(1- jср)*[?(?2) - ?(?1)]
где ?1 и ?2 функции относительных глубин:
?1=h1/h0 ; ?2=h2/h0
*0,018/1,14= ?2-1,9-(1-12,17)*[ ?(?2)-0,117)
,84= ?2-3,61-(-11,17)*[ ?(?2)-0,117)
?2+11,17* ?(?2)=13,76
?2=1,017; ?(?2)=1,13
,17+11,17*1,13=13,7
h2/h0= ?2=1,017 =>h(1)2=1,017*1,14=1,16 м
Делаем перерасчёт;
? 2=b*h(1)2=29,2*1,16=33,85м2
?2=b+2*h(1)2=29,2+2*1,16=31,52 м
R2= ? 2/ ?2=33,85/31,52=1,074 м
С2=(1/n)*R1/6 2=1/0,014*1,0741/6=72,3 м0,5/с (n=0,014)
Cср=(99,45+72,3)/2=84,87 м0,5/с
?ср=(33,54+31,52)/2=32,53 м
K2= ?2*C2*vR2
K2=33,85*72,3*v1,074=2361,54
Jср=1*84,872*29,2*0,018/9,81*32,53=11,86
X=2*lg(K1/K2)/lg(h1/h2)=2*lg(17802,8/2361,51)/lg(2,17/1,16)=0,477.
Определяем скорость в конце быстротока:
V2=Q/b*h2=293/29,2*1,16=8,65 м/с.
5.5 Сопрягающее сооружение (консольный перепад)
Гидравлический расчет консольного перепада заключается в расчеты быстротока, определения дальности полета струи и размеров воронки размыва. Дальность полета струи при горизонтальной консоли:
l1=0.45*?*V* (p+ h) 1/2= 0,45*0,86*8,65*(5+1,16)1/2=8,31м
где ? - коэффициент скорости, зависящий от высоты падения струи;
h- глубина воды в конце консоли (принимается равной глубине, вычисленной в конце быстротока h2);
V - скорость в конце быстротока;
p - высота падения струи.
Скорость входа падающей струи в воду воронки размыва
V0= (V2x + V2y)1/2=(8,042+9,452)1/2=12,4м/с
V2x, V2y - горизонтальная и вертикальная составляющие скорости входа в воронку размыва, м/с/
Горизонтальная составляющая определяется по формуле:
Vx=?*V=0.93*8,65=8,04 м/с
А вертикальная по формуле:
Vy= ?*=0,86*(2*9,81*(5+1,16))1/2=9,45 м/с
Длина растекания падающей струи в воронке размыва
L=1.4*q*lgV0/(K*Vдоп)=1,4*293/29,2*lg12,4/(0,75*0.66)=31.03 м
где q - удельный расход в месте падения струи в воду воронки размыва, м/с2;
Vдоп - допустимая скорость для грунта в воронке размыва, м/с (приложение 2,3 [2]);
К=0,7…0,8 - коэффициент уменьшения допускаемой скорости.
Наибольшая глубина воды в воронке размыва
t=A*Kр*=
=1*1,4*[293/29,2*(5+12.42/2/9,8)1/2)1/2]=8.4 м
где А - коэффициент аэрации, принимаемый по таблице в зависимости от глубины воды (h) и скорости (V) в конце консоли, А=;
Кр - коэффициент размыва, принимается в зависимости от рода грунта и угла наклона струи, входящей в воронку размыва.
Глубина воронки размыва (от дна отводящего канала):
t1=t-hНБ=8.4-5=3.4 м.
Литература
1. Богославчик П.М., Круглов Г.Г. Проектирование и расчеты гидротехнических сооружений.- Мн.: БНТУ,2003.- 363с.
. Богославчик П.М., Круглов Г.Г. Подпорный гидроузел. Учебно-методическое пособие к курсовому проекту по дисциплине Гидротехнические сооружения для студентов спец. Т.19.06- Водоснабжение, водоотведение, очистка природных и сточных вод.- Мн.: БГПА, 2001.- 81с.
. Под ред. Круглова Г.Г., Гидротехнические сооружения комплексных гидроузлов для студентов специальности Водохозяйственное строительство, Минск - 2006