Расчеты стока и отверстия водопропускного дорожного сооружения

Так как расход паводной Q_p=2%= 6,4 меньше расхода половодье Q_p=2%=8,44, расчетным расходом является половодный расход.

Раздел III. Гидравлические расчеты.

3.1 определение нормальной  глубины в отводящем русле  h₀₂

Расчет выполнен методом подбора  в табличной форме при следующих  условиях:

Q=8,44 м³/c – расчетный расход ;

b₀₂ = 4,9м – ширина отводящего русла по дну;

m₀₂ = 1,75 – заложение откосов;

i₀₂ = 0.0006 – уклон отводящего русла;

n₀₂ = 0,025 – коэффициент шероховатости;

y = 1,5 ₀₂ = 0,2372, если R<1 м; или

y = 1,3 ₀₂ = 0,2056, если R>1 м.

 

3.2 Определение критической  глубины в трубке h_k

Для русла прямоугольного сечения h_k определим по формуле:

h_k= м, где α= 1,0.

h_k= = 1,22 м

3.3 Определение  условий затопления и полного  напора перед трубой H₀

В первом приближении условия затопления оцениваются из неравенства:

h₀₂≥(1,2-1,25)h_k

В нашем случае

h₀₂= 1,29< 1,2* 1,02= 1,464м.

Из этого следует , что труба не затоплена.

Полный набор перед трубой для  не затопленного водослива определяется по формуле:

В первом приближении считаем H₀ без учета Ϭ_Пв:

H₀=;

b_k= b_mp= 2 м;

m- коэффициент расхода;

m= 0,34 для входа с раструбными стенками

H₀= (= 1,99 м

H= H₀-

V₀₁- принимаемая скорость в подводящем русле

V₀₁= 1

Геометрический напор составит:

H= 1,99- = 1,94 м

3.4 Определение  глубины в сжатом сечении h_c и сопряженной с ней h_c^»

Для прямоугольного сечения трубы  используем метод Агроскина, в соответствии с которым вычисляется вспомогательная функция: 
Ф(τ_с)=

Где ϕ- коэффициент скорости,

Φ= 0,94 для коридорного типа;

α= 1,0.

Ф(τ_с)= = 1,5824

Из таблицы 12.1[1] с помощью интерполирования получим:

τ_с= 0,511;

τ_c^»= 0,7279

Находим h_c и h_c^»:

h_c=τ_c*H₀= 0,511* 1,99= 1.02 м;

h_c^»= τ_c^»* H₀= 0,7279*1,99= 1,45 м.

3.5 Определение  нормальной глубины в трубе

Расчет выполнен методом подбора  в табличной при следующих данных:

Q=8,44 ;

b_тр= 2 м;

i_тр= 0,0006;

n= 0,014;

y= 1,5= 0,1775 для R<1 и y= 1,5= 0,1538 для R>1

 

 

§ 3.6 Определение критического уклона трубы.

, где

= h_к ∙ в_тр. =

= в_тр. + 2 ∙ h_к =

 

=

n_тр. = 0,014;

y = 1,5 ∙ =

i=

 

§ 3.7 Установление характера протекания в трубе  и параметров потока.

Так как  =                      больше i_тр. =               , то линия критической глубины будет располагаться ниже линии нормальных глубин.

 

После сжатого сечения h_c = 1,39 м образуется гидравлический прыжок с глубиной в конце прыжка   h_c’’ = 1,91 м, от которого начнется неравномерное плавно-изменяющееся движение с формой кривой свободной поверхности потока в виде кривой спада типа в₁ 

Заканчивается кривая спада на глубине  h_к = 1,45 м

Глубина потока на выходе из трубы  определяется из графика (рис. 12.20 [1]). Через  параметр , который для прямоугольных сечений равен

 

h_вых. = h_тр. ∙ 0,47 =

Длина входного участка с резкоизменяющимся  движением

l_вх.уч.   = 2,5 ∙ H_o =

Длина резкоизменяющегося движения в  пределах трубы на входе определяется по формуле    Н.П. Разанова:

l_вх. = [(315 ∙ i_тр. + 12) ∙ ] ∙ h_кр. =

где m - коэффициент расхода.

Длина прыжка определяется по формуле  Н.Н. Павловского

l_пр. = 2,5 ∙ (1,9 ∙ h_c’’ - h_c) =

l_вых. = (1,1 – 21 ∙ i_тр. ) ∙ h_к. =

L_n = L_тр. - (l_вх. + l_пр. + l_вых.) =

Определяем выходную скорость

                  м/с

§ 3.8 Определение  расстояния до сечения полного растекания.

, где

 

Глубина в сечении полного растекания определена с помощью удельного  расхода 

  , где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глубину определяем методом подбора по уравнению неравномерного движения, Черновского, в табличной форме 0,00128

 

= 3,95 м

 

м

м

м

Критическая глубина в отводящем  русле определена по способу Киселева, для чего определен модальный  расход.

м

Так как  м, то за глубиной растекания имеет место кривая подпора типа С₁  с отогнанным гидравлическим прыжком.