Гидравлический расчет узла гидротехнических сооружений

Кафедра «Гидравлика»

 

Курсовая работа

«Гидравлический расчет узла гидротехнических сооружений»

Минск 2009

Содержание

Содержание..................................................................................................... 2

Задание............................................................................................................ 3

1. Расчет магистрального канала................................................................... 5

1.1 Определение размеров поперечного сечения......................................... 5

1.2 Расчет канала гидравлически наивыгоднейшего сечения....................... 9

1.3 Определение нормальных глубин для заданных расходов Q_min, Q, Q_max и построение кривой Q=f(h).................................................................................................. 9

1.4 Определение типа и построение кривой свободной поверхности........ 11

2. Расчет сбросного канала........................................................................... 14

3. Расчет водозаборного регулятора........................................................... 16

4. Расчет многоступенчатого перепада........................................................ 18

4.1 Расчет входной части (щелевой водослив)............................................ 18

4.2 Расчет ступеней....................................................................................... 20

Литература.................................................................................................... 23

Задание

Магистральный канал подает воду на орошение и обводнение подкомандной ему территории. От магистрального канала отходит сбросной канал, в головной части которого устраивается регулятор. На сбросном канале предусматривается сооружение многоступенчатого перепада.

Требуется выполнить гидравлические расчеты следующих гидротехнических сооружений.

1.  Расчет магистрального канала

—  Определение размеров канала из условия его неразмываемости (Q_max=1,8Q) и незаиляемости (Q_min=0,75Q).

—  Определение нормальных глубин для заданных расходов Q_max, Q_min, Q_н и построение кривой Q=f(h).

—  Определение типа и построение кривой свободной поверхности.

2.  Расчет сбросного канала

Определение размеров трапециидального сбросного канала при заданном β=b/h

3.  Расчет водозаборного регулятора

Определение рабочей ширины регулятора при глубинах равномерного движения в магистральном и сбросном каналах при пропуске максимального расхода.

4.  Расчет многоступенчатого перепада

—  Расчет входной части

—  Расчет ступеней

—  Расчет выходной части

1. Магистральный канал
Расход Qн м3/с	7
Уклон дна канала i	0,0004
Грунты	Плотный лесс
Условия содержания	Среднее
Глубина воды в конце канала	1,2h0
2. Сбросной канал
Q	Qmax
β=b/h	4
Уклон дна канала i	0,0006
3. Водозаборный регулятор
Сопряжение при входе по типу	Конусов
Ширина одного пролета, м.	3,0÷5,0
4. Перепад
Разность отметок дна верхнего и нижнего бьефов	6
Число ступеней	3

Схема гидротехнических сооружений

1. Расчет магистрального канала

Равномерное движение жидкости, т.е. движение, при котором средние скорости v, площади живых сечений ω и глубины h по длине потока остаются неизменными, наблюдается в искусственных призматических руслах (каналах), имеющих большую протяженность.

Основная расчетная формула для равномерного движения жидкости – формула Шези:

C – коэффициент Шези:

n – коэффициент шероховатости. Для плотного лесса n = 0,02

Наиболее распространенной формой сечения канала является трапецеидальная.

	B

m =1,5

1.1 

m

Определение размеров поперечного сечения

Определение размеров поперечного сечения сводится к определению ширины по дну и глубины наполнения по заданным параметрам (расход Q, уклон i, коэффициенты шероховатости n и заложения откосов m). При расчетах используется рациональное соотношение β между шириной канала по дну и глубиной наполнения.

Решив это уравнение найдем:

h=1,25 м b=3,38h=4,23 м.

Решив это уравнение найдем:

h=1,72 м ω=1,5h²+4,23h=11,68м².

Изменяем уклон дна, для этого в начале канала сделаем одноступенчатый перепад.

i=0,00015

Решив это уравнение найдем:

h=1,5 м b=3,38h=5,1 м.

Решив это уравнение найдем:

h=2,06 м ω=1,5h²+5,1h=16,81м².

Решив это уравнение найдем:

h=1,29 м ω=1,5h²+5,1h=9,04 м² R=0,93 м.