Расчёт расхода q для трапецеидального участка водоотвода
Расчетная формула |
Единица измерения |
Назначаемые и определяемые величины |
|||
h1 |
h2 |
h3 |
h4 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
h |
м |
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
м2 |
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
м0,5/с |
|
|
|
|
|
м3/с |
|
|
|
|
2)
Строим график
по значениям заданных глубин и
соответствующих им расходам (рис.8).
3)
На построенном графике по оси
откладываем числовое значение заданного
расхода
,
поднимаем вертикаль до пересечения с
кривой
и с оси глубин снимаем числовое значение
гидравлически наивыгоднейшей глубины
(см. рис. 8).
4) Определяем гидравлически наивыгоднейшую ширину, используя числовое значение относительной ширины:
.
(18)
Рис. 8. График зависимости расхода жидкости
от глубины в трапецеидальном канале (канаве)
Для проверки правильности расчёта студентам рекомендуется построить гидравлически наивыгоднейшее поперечное сечение (ГНП) и совместить его с поперечным сечением для заданной ширины канала понизу b и вычисленной нормальной глубины (рис. 9).
Рис. 9. Пример построения ГНП с наложением поперечного
сечения канала с нормальной глубиной и заданной шириной
Для построения горизонтальный и вертикальный масштабы рекомендуется принять одинаковыми и равными 1:10 или 1:20. Построение выполнить с учётом заданного коэффициента откоса m.
В современных расчётах гидравлически наивыгоднейшее сечение определяют по номограммам [17] или используя упрощённую формулу, в которой учтены расход, уклон дна канала и заложение откоса с коэффициентом шероховатости поверхности [11, 18].
Опыт показывает, что если гидравлически наивыгоднейшая глубина возрастает по сравнению с нормальной глубиной, то гидравлически наивыгоднейшая ширина уменьшается.
3.1.6. Определение скорости течения в канале
Средняя скорость по живому сечению в канале V, м/с, определяется по формуле
, (19)
где ω – площадь живого сечения, в котором необходимо определить скорость.
Как правило, скорость необходимо знать, чтобы выяснить, является она размывающей или нет. Допускаемой (неразмывающей) скоростью Vдоп называют верхний предел средней скорости потока в канале (канаве), определяемый из условия отсутствия размыва потоком грунта канала (канавы) и укрепления [17]. Существуют различные методики определения допускаемых скоростей [17]:
– формула Б.И. Студенчикова;
– формула А.М. Латышенкова;
– формула Ц.Е. Марцхулавы;
– и др.
Утверждённые МПС Временные нормы допускаемых (неразмывающих) средних скоростей течения воды для несвязных и связных грунтов и для искусственных укреплений [11, 17] приведены в прил. 6.
При выполнении курсовой работы студентам необходимо определить скорости течения при нормальной и критической глубинах, используя формулы (2) и (19), и сравнить их с допускаемыми (неразмывающими) значениями. В результате анализа сделать вывод о необходимости дополнительного укрепления дна и откосов подводящего канала (канавы).