Аналитический расчет водобойных стенок

При устройстве водобойной стенки дно нижнего бьефа не опускается, поэтому величины сжатой глубины и, следовательно, глубины сопряженной сжатой не изменяются. Если водобойная стенка работает как неподтопленный водослив практического профиля, то задача решается без подбора.

Расчет выполняется следующим образом.

1. Из формулы водослива

, (5.11)

где m – коэффициент расхода водослива, получаем зависимость для полного напора водослива

. (5.12)

2. Вычисляется значение геометрического напора водослива

, (5.13)

где h_v – скоростной напор;

. (5.14)

3. Определяется высота водобойной стенки

. (5.15)

4. Если водослив не подтоплен, то проверяют сопряжение бьефов ниже водобойной стенки. При наличии отогнанного прыжка проектируют следующую водобойную стенку меньшей высоты.

5. Если водослив подтоплен, то задачу приходится решать подбором. Задаются рядом высот водобойной стенки. Для этих высот вычисляются: геометрические и полные напоры на водосливе; высоты подтопления; степени подтопления .

6. Используя степень подтопления, интерполяцией данных табл. 5.3 определяют коэффициент подтопления.

ª

Водослив с тонкой стенкой

Прямоугольный водослив

Нормальный водослив

Подтопленный водослив с тонкой стенкой

1. горизонт воды нижнего бьефа располагается выше гребня водослива
2. в нижнем бьефе спокойный режим движения

Базен

Треугольный водослив с тонкой стенкой

Томсон

Прибоковом сжатии при входе на водослив с широким порогом линии тока ( з плане) искривляются. В связи с боковым сжатием происходят дополнительные потери энергии, особенно на участке расширения потока за сжатым сечением. Коэффициент скорости ф и коэффициент расхода т водослива при боковом сжатии уменьшаются по сравнению с истечением через водослива без бокового сжатия. Отметим, что боковое сжатие происходит и в случае, если ширина по дну подводящего русла ( канала) равна ширине водослива с широким порогом, а площадь живого сечения в подводящем канале больше, чем площадь живого сечения на пороге водослива. Для этого достаточно, чтобы при равенстве указанных ширин площадь живого сечения в подводящем русле была больше площади живого сечения во входном сечении водослива.