Определение гидравлических характеристик потока. Вычисляем расходную характеристику по формуле (25):
Вычисляем расходную характеристику по формуле (25):
м3/с.
Нормальную глубину находим, используя график K = f(h) (рис. П.5.1), построенный для подводящего канала при
м3/с и 
= hб = 0,79 м.
Критическая глубина hк не зависит от уклона дна, поэтому сохранится неизменной на протяжении всего призматического русла трапецеидального сечения, т.е. 
Соответственно не изменится и критический уклон 
.
Так как 
и 
, то мы делаем вывод: состояние потока спокойное. При смене заданных уклонов ( 
и 
) и сопряжении бьефов возникает гидравлический прыжок.
3.5.2. Расчёт гидравлического прыжка
Расчёт гидравлического прыжка сводится к определению его характеристик: 
– первой сопряжённой глубины, 
– второй сопряжённой глубины и ln – длины гидравлического прыжка.
1. Определяем сжатую глубину 
методом последовательного приближения по формуле (26). Для этого по формулам (28) и (29) вычислим скорость и удельную энергию сечения на конце быстротока:
м/с;
м.
Далее определим сжатую глубину.
1) В первом приближении не учитываем hс в знаменателе, тогда по формуле (30) получаем 
м.
2) Во втором приближении учитываем 
в знаменателе и по формуле (26) получаем 
м.
3) Так как расхождения между глубинами и 
более 5% определим сжатую глубину в третьем приближении по формуле (26) получаем 
м.
4) Расхождение между и 
нет.
Принимаем = hс = = 0,38 м.
5) Определяем вторую сопряжённую глубину по формуле (32):
м.
Таким образом, 
м – гидравлический прыжок отогнанный и требуется установка гасителя энергии.
3.5.3. Расчёт водобойного колодца
В первом приближении глубина колодца d определяется по формуле (33). По расчёту получаем:
м, принимая s = 1,1.
Удельная энергия сечения по формуле (34) будет равна:
м.
Первую и вторую сопряжённые глубины вычислим по формулам (35) и (36):
м,
м.
Вычислим глубину колодца во втором приближении, принимая s = 1,2:
м.
Сравним полученные значения d1 и d2:
;
.
Поскольку d1 и d2 отличаются более чем на 5% , определяем глубину в третьем приближении в аналогичной последовательности.
Удельная энергия 
м.
Первая сопряжённая глубина: 
м.
Вторая сопряжённая глубина:
м.
Тогда глубина водобойного колодца в третьем приближении будет равна: 
м.
Сравним полученные значения d2 и d3:
.
Т.к. полученные d2 и d3 отличаются более чем на 5%, определяем глубину в четвертом приближении.
Удельная энергия 
м. Тогда первая сопряжённая глубина будет равна 
м, а вторая сопряжённая глубина – 
м.
Глубина водобойного колодца в четвёртом приближении будет равна: 
м.
Получаем, что d3 = d4 (отличаются не более чем на 5%), поэтому принимаем d = d4 = 0,6 м.
Длина водобойного колодца вычисляется последовательно по формулам (42, 43, 44, 45).
Определим эти величины поочередно:
Длина отлёта струи: 
м.
Длина гидравлического совершённого прыжка:
м.
Длина подпёртого прыжка: 
м.
Длина водобойного колодца: 
м.
В результате расчётов получили, что для гашения энергии необходимо предусмотреть устройство водобойного колодца со следующими размерами: длина – 5,97 м, глубина – 0,6 м.
Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 767;