Гидравлический расчёт узла гидротехнических сооружений (kursovik)

Посмотреть архив целиком



СОДЕРЖАНИЕ



  1. Расчёт магистрального канала.

    1. Проверка канала на условие неразмываемости и незаиляемости.

    2. Проверка канала на заиление.

    3. Определение глубин наполнения канала.

  2. Расчёт распределительного и сбросного канала.

    1. Определение глубины наполнения трапецеидального сбросного канала по заданной ширине по дну.

      1. Расчёт распределительного канала методом И.И Агроскина.

      2. Расчёт сбросного канала.

  3. Расчёт кривой свободной поверхности в магистральном канале.

    1. Определение критической глубины в распределительном канале.

    2. Установление формы кривой свободной поверхности.

    3. Расчёт кривой подпора в магистральном канале методом И.И. Агроскина.

  4. Гидравлический расчёт шлюза-регулятора.

4.1 Определение ширины шлюза – регулятора в голове магистрального канала.

  1. Расчёт водосливной плотины.

    1. Определение гребня водосливной плотины.

    2. Построение профиля водосливной плотины.

  2. Гидравлический расчёт гасителей.

    1. Определение формы сопряжения в нижнем бьефе водосливной плотины методом И.И. Агроскина.

    2. Гидравлический расчёт водобойной стенки (Расчёт длины колодца).

  3. 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



  1. Расчёт магистрального канала.

В состав расчёта входит:

  1. Определение размеров канала из условия его неразмываемости (при Qmax = 1,5Qн) и незаиляемости (при Qmin = 0,75Qн).

  2. 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 = 1,35 кг/м3.

      • Состав наносов по фракциям в %:

        1. d = 0.25 – 0.1 мм = 3.

        2. d = 0,10 – 0,05 мм = 15.

        3. d = 0,05 – 0,01 мм = 44.

        4. d = 0,01мм = 38.

      • Глубина воды у подпорного сооружения 3,0 h0.






1.1 Проверка канала на условие неразмываемости и незаиляемости.


  1. Принимаем коэффициент заложения откоса канала «m» в зависимости от грунта и слагающего русла канала по таблице IX [1] m = 1.

  2. Принимаем коэффициент шероховатости “n” в зависимости от условия содержания канала по таблице II [1] n = 0,025.

  3. Принимаем допускаемое значение скорости на размыв в зависимости от грунта, слагающего русло канала по таблице XVI [1] Vдоп = 1,40 м/с.

  4. Принимаем максимальную скорость потока в канале Vmax = Vдоп = 1,40м/с.

  5. Вычисляем функцию из формулы Шези:

  6. По вычисленному значению функции при принятом коэффициенте шероховатости ( n ), определяем допускаемый гидравлический радиус (Rдоп).

Rдоп = 2,92 м. Таблица X[1].

  1. Вычисляем функцию

Qmax – максимальный расход канала м3/с.

4m0 – определяется по таблице X[1] 4m0 = 7,312.

  1. По вычисленному значению функции при принятом коэффициенте шероховатости ( n ), определяем гидравлически наивыгоднейший радиус сечения по таблице X[1]. Rгн = 1,54 м.

  2. 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.

  3. Определяем отношение

  4. По вычисленному отношению определяем отношение по таблице XI [1].

  5. Вычисляем ширину канала по дну и глубину потока в канале

Принимаем стандартную ширину равную 8,5 м.

  1. 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]

Rгн = 1,31 м. По вычисленному отношению определяется отношение по таблице XI[1]. Нормальная глубина

  1. Определяется глубина потока в канале при пропуске минимального расхода:


При Rгн = 1,17, таблица XI[1].

Далее определяем отношение По этому отношению определяем таблица XI[1].



1.2 Проверка канала на заиление.


  1. Вычисляется минимальная средняя скорость течения в канале:

  2. Вычисляется минимальный гидравлический радиус живого сечения канала:

  3. Определяется гидравлическая крупность наносов для заданного значения диаметров частиц данной фракции, таблица XVII[1].

Таблица 1.

Состав наносов по фракциям.

Фракции

I

II

III

IV

Диаметр, мм.

0,25 – 0,1

0,1 – 0,05

0,05 – 0,01

0,01

Р, %.

1

12

28

59

Гидравлическая крупность.

2,7

0,692

0,173


Wd, см/с.

2,7 - 0,692

0,692 - 0,173

0,173 - 0,007

0,007


  1. Определяется осреднённая гидравлическая крупность для каждой фракции.

  1. Определяется средневзвешенная гидравлическая крупность наносов:


  1. Принимается условная гидравлическая крупность наносов. Сравниваем то есть 0,002 м/с, то W0 = 0,002 м/с.

  2. Вычисляем транспортирующую способность потока: