1.2. Спосіб, що ґрунтується на застосуванні «показникового закону»

Порядок розрахунку при користуванні цим способом.

1. Призначають довільно глибини водотоку h₁, h₂, підраховують відповідні їм значення витратної характеристики К₁, К₂

h₁=1,5м; h₂=0,85м.

м²

м²

м

м

м

м

W₁=36,88м/с; W₂=25,8 м/с.

м³/c

м³/c

і обчислюють гідравлічний показник русла:

1. Маючи розрахункове значення витратної характеристики К_о, обчислюють побутову глибину протікання води у руслі водотоку за формулою:

м

1.3. Спосіб побудови графіка K = f (h)

1. Знаходять розрахункове значення витратної характеристики:

м³/c.

1. Довільно призначають глибини h₁, h₂, h₃ і обчислюють відповідні значення:

h₁=0,15 м; h₂=0,37м; h₃=0,65м.

м²

м²

м²

м

м

м

м

м

м

по таблицях [ дод. 8] знаходять швидкісну характеристику W_1,2,3

W₁=9,1125м/с; W₂=15,70м/с; W₃=21,65м/с.

і підраховують K_1,2,3,:

м³/c

м³/c

м³/c

1. Будують графік K = f (h), звідки знаходять глибину, що відповідає К_о (рис. 2)

Рис. 2. Графік K = f (h). h₀=0,553м.

3. Гідравлічний розрахунок швидкотоку

Швидкоток - це русло з похилом дна більшим за критичний і_о > і_кр. Внаслідок цього на швидкотоці рух потоку має місце з глибиною, меншою за критичну, стан потоку – бурхливий. При великих швидкостях потоку частки повітря перемішуються з во­дою і потік стає двофазним. Збільшення об'єму води (за рахунок повітря) приводить до збільшення глибин у живих перетинах. Це збільшення глибин враховується заміною (у розрахунках) на більший коефіцієнт шорсткості русла. Для правильного визначення побутової глибини на швидкотоці коефіцієнт шорсткості n повинен бути збі­льшений в a разів в залежності від похилу. Розрахунковий коефі­цієнт шорсткості п_a = a·п=1,0х0,0225=0,0225, де a - коефіцієнт аерації, залежний від похилу дна русла:

іо	0 – 0,1	0,1 – 0,2	0,2 – 0,4	0,4 – 0,5
a	1,0	1,33	0,33 – 2,0	2,0 – 3,33

На кінці швидкотоку встановлюється глибина h_кін. Таким чином, потік, виходячи до нижнього б'єфу, має глибину h_нб > < h_кін. Якщо глибина h_нб > h_кр, то має місце гідравлічний стрибок. Для визначення типу стрибка необхідно підрахувати h''_кін і порівняти її з h_нб. У разі h''_кін > h_нб стрибок буде відігнаний, h''_кін ≈ h_нб – стрибок має місце у стислому перерізі, h''_кін < h_нб – стрибок затоплений.

При h''_кін > h_нб потрібний розрахунок гасника енергії.

1. Порядок виконання роботи

3.1.1. Вибирають вихідні дані (табл. 3). Витрата Q задається викладачем.

Таблиця 3

Пара-метр	Номер варіанту
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
io	0,072	0,055	0,068	0,080	0,060	0,050	0,095	0,075	0,070	0,083
L	42	31	36	38	26	37	44	33	27	40

(Рис. 4. Схема швидкотоку.)

1. Приймають вхідну, вихідну ділянки та лоток швидкотоку, зробленими з бетону.

1. Визначають ширину швидкотоку за формулою Ю.М.Даденкова:

3.1.4. Визначають критичну:

м/с

та побутову (будь-яким способом) глибини, в даному випадку 2 спосіб:

h₁=0,67м; h₂=0,77м.

W₁=31,11м/с; W₂=32,3м/с.

3.1.5. Приймають глибину на початку швидкотоку h₁ = h_кр, будують криву спаду на швидкотоці за методом Чарномського В.І.

	hпоч=hkp=0,715826013≈0,716(м)	hкін=ho=0,2924438595≈0,290(м)
	0,7018990825≈0,702	0,2867537501≈0,287
	2,4121969≈2,41	1,565430619≈1,57
	0,2909791891≈0,291	0,1831788306≈0,1832
	31,67	23,00272≈23,003
	0,3579130519≈0,358	2,144414193≈2,144
	1,073739065≈1,074	2,436858052≈2,437
	22,229173≈22,23	6,596116223≈6,596
	0,08367393746≈0,084	0,2819841157≈0,282
	0,00700132781≈0,007	0,0795150415≈0,08

3.1.6. Якщо довжина L_сп кривої спаду виявляється меншою за довжину L , то на швидкотоці встигає встановитися рівномірний рух, і на його кінці h_кін = h_о. Такий швидкотік називають довгим. Якщо L_сп > L (короткий швидкотік), рівномірний рух не встановлюється на швидкотоці і на його кінці глибину h_кін знаходять інтерполяцією.

L_сп=17,54м < L=36м => швидкотік довгий!

3.1.8. Підраховуємо глибину

3.1.9. При умові h''_кін > h_нб – розраховуємо гасник енергії (стрибок відігнаний).

h''_кін=1,444(м) > h_нб=0,7876≈0,79(м) отже гасник енергії потрібен!

3.1.10. Визначаючи глибину у нижньому б’єфі швидкотоку, як побутову глибину у нагорній канаві, розраховують гасник енергії у вигляді водовідбійного колодязя.

3.1.11. Глибина водовідбійного колодязя:

Де σ – коефіцієнт запасу (σ = 1,05…1,1) => приймаю σ = 1,1

3.1.12. Довжину водовідбійного колодязя розраховують за формулою:

Водовідбійний колодязь дорівнює довжині гідравлічного стрибка!