Додаток 3 Гідравлічний розрахунок водопровідної системи

Метою гідравлічних розрахунків водопровідних систем шлюзів є призначення основних розмірів цих систем, при яких забезпечується необхідний час наповнення і спорожнення камери при нормальних умовах експлуатації шлюзу.

Розрахунки виконуємо як перевірочні для попередньо наміченої схеми шлюзу. Вихідними даними є наступні характеристики: габаритні розміри шлюзу, розрахунковий напір і рівні води в бєфах, розміри і характеристики розрахункових суден.

Головна система

1. Визначаємо швидкість рівномірного підняття робочих воріт для наповнення камери:

де - площа потоку в камері на початку наповнення, м². ;

- площа змоченого міделевого перерізу розрахункового судна (найбільшої водотоннажності) м². ;

– коефіцієнт повноти міделевого перерізу. Приймаю ;

– коефіцієнт витрати водопровідної системи. Приймаю ;

– водотоннажність розрахункового судна, кН. ;

- допустиме значення поздовжньої складової гідродинамічної сили, кН;

– початковий напір на верхні ворота шлюзу, м;

– прискорення вільного падіння (9,81 ).

2. Визначається час відкриття робочих воріт для наповнення камери за формулою

де – площа водної поверхні в камері, м² ;

– відносний час відкриття робочих воріт, с. ;

3. Найбільша висота відкриття воріт не повинна перевищувати глибину на порозі .

4. Визначається повний час наповнення камери , с. Розрахунки виконуються з побудовою гідравлічної характеристики водопровідної системи. При цьому слід врахувати, що в процесі наповнення камери з головною системою в шлюзах з високими стінками падіння (коли ) змінюються умови витікання води через отвір. На початку наповнення камери витікання буде незатопленим, потім напівзатопленим і згодом повністю затопленим. Площа водопропускного отвору на початку буде змінюватись у відповідності до режиму відкриття робочих воріт, а після їх зупинки залишиться постійною до кінця наповнення камери. Це в деякій мірі ускладнює розрахунки, особливо для напівзатопленого витікання, де потрібно скористатись методом підбору.

Гідравлічний розрахунок системи живлення

Гідравлічний розрахунок виконуємо за допомогою ЕОМ, використовуючи такі залежності:

В початковий період наповнення, коли витікання з-під затвору відбувається без затоплення отвору зі сторони кмери ( ). Затвор при цьому піднімається з постійною швидкістю:

Другий період наповнення починається з моменту коли рівень води в камері досягає кромки затвора і витікання буде затоплене ( ). ). Затвор при цьому піднімається з постійною швидкістю:

З моменту зупинки затвора ( ) починається третій період наповнення каери, що характеризується постійною площею водопропускного отвору зі змінним напором на нього :

Решта величин визначається однаково для всіх періодів:

– зміна рівнів води в камері за проміжок часу

– витрата води на початку і в кінці проміжку часу

– висота рівнів води над дном камери в кінці і на початку проміжку часу

Розрахунки звожу до таблиці Д.4.3

Таблиця Д.4.3

0	0	0,00	0,00	0,0000	3,00	8,96	9,60	0,0	0,00
30	30	0,00	15,95	0,1329	3,13	9,13	9,47	1481,0	31,52
30	60	15,95	31,67	0,3968	3,53	9,29	9,07	2817,8	53,22
30	90	31,67	47,16	0,6569	4,19	9,46	8,41	3892,4	61,98
30	120	47,16	62,42	0,9132	5,10	9,62	7,50	4592,7	60,04
30	150	62,42	77,45	1,1655	6,27	9,79	6,33	4812,7	51,21
30	180	77,45	92,23	1,4140	7,68	9,95	4,92	4452,2	38,65
15	195	92,23	99,53	0,7990	8,48	10,03	4,12	4024,5	31,65
30	225	99,53	99,53	1,6589	10,14	10,20	2,46	2404,8	15,81
1	226	99,53	99,53	0,0553	10,2	10,2	2,41	2350,8	15,38
30	256	99,53	51,11	1,2553	11,45	10,37	1,43	716,4	4,17
30	286,0	51,11	35,87	0,7248	12,17	10,53	0,70	247,8	1,36
26	312,0	35,87	22,67	0,4228	12,60	10,68	0,28	62,5	0,33

– коефіцієнт, який залежить від надійності гасителів . Приймаю

5. Перевіряються умови стоянки розрахункового судна в камері при її наповненні за формулою

,

де , найбільша інтенсивність наповнення камери (на початку наповнення), визначається за гідравлічною характеристикою ;

– коефіцієнт, що враховує вплив положення судна по довжині камери на величину гідродинамічної сили, рівний 1,0…1,2.

6. Визначаються розміри водопровідних галерей системи спорожнення за формулою

де – коефіцієнт витрати коротких обхідних галерей, рівний 0,7;

– відносний час відкриття робочих затворів системи спорожнення, приймається рівним 0,6.

Приймаю

ДОДАТОК 4