Гидравлика СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Гидравлика СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

методические указания

к контрольной работе

для студентов направления 270800.62 «Строительство»,

профиль «Водоснабжение и водоотведение»

заочной формы обучения

Тюмень, 2014

УДК: 532

С -

Сидоренко О.В. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения: методические указания к контрольной работе для студентов направления 270800.62 «Строительство», профиль Водоснабжение и водоотведение заочной формы обучения. - Тюмень: РИО ФГБОУ ВПО «ТюмГАСУ», 2014. – 20 с.

Методические указания разработаны на основании рабочей программы
ФГБОУ ВПО «ТюмГАСУ» дисциплины «Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения» для студентов направления 270800.62 «Строительство», профиль Водоснабжение и водоотведение заочной формы обучения. Методические указания содержат задания к выполнению контрольной работы, краткие теоретические сведения, указания к решению задач и справочный материал.

Рецензент: Миронов В.В.

Тираж 15 экз.

Редакционно-издательский центр ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 4

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ.. 5

1 ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ.. 6

Задача №1. 6

Задача №2. 6

Задача №3. 6

Задача №4. 7

Задача №5. 7

Задача №6. 7

Задача №7. 8

Задача №8. 8

Задача №9. 8

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ.. 9

2.1 Методические указания к решению задач №1-3. 9

2.2 Методические указания к решению задачи №4. 9

2.3 Методические указания к решению задачи №5. 10

2.4 Методические указания к решению задач №6. 11

2.5 Методические указания к решению задач №7. 11

2.6 Методические указания к решению задач №8. 12

2.7 Методические указания к решению задач №9. 16

Приложение А.. 18

Приложение Б. 19

Приложение В.. 19

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 20

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения» предназначены для студентов, обучающихся по направлению 270800.62 «Строительство» по профилю «Водоснабжение и водоотведение» заочной формы обучения.

Целью контрольной работы является закрепление студентами изучаемого материала, путем самостоятельного решения задач и детальной проработки теоретического материала, а также привитие навыков выполнения гидравлического расчёта безнапорных каналов с равномерным и неравномерным движением воды.

Процесс выполнения контрольной работы направлен на формирование у студентов следующих профессиональных компетенций:

ПК-1 - использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности;

ПК-2 - способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечение для их решения соответствующий физико-математический аппарат;

В Методических указаниях приведены краткие теоретические сведения, основные расчетные зависимости и методика расчета открытых русел на равномерное и неравномерное движение, а также гидротехнических сооружений (водосливов).

В Методические указания включены справочные материалы, представленные в приложениях.

Методические указания предназначены в помощь студентам и не могут заменить учебную и справочную литературу для изучения всего курса.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Контрольная работа выполняется студентами в тетрадях и должна включать пять задач и список литературы. Номера задач для выполнения контрольной работы выбираются по таблице 1 по первой букве фамилии студента. Исходных данных к решению задач принимается по таблицам 2 - 10 по последней цифре номера зачетной книжки студента.

Таблица 1 – Варианты задач к контрольной работе

№ задачи	А, Л, Х	Б, М, Ц	В, Н, Ч	Г, О, Ш	Д, П, Щ	Е, Р, Э	Ж, С, Ю	З, Т, Я	И, У	К, Ф
	+			+			+			+
		+			+			+
			+			+			+
	+			+			+			+
		+			+			+
			+			+			+
	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+

Перед решением задач студент должен проработать соответствующий раздел курса по учебникам (см. список литературы).

При выполнении контрольной работы необходимо учитывать следующие требования:

- работу следует писать от руки, каждая задача оформляется с новой страницы;

- условие задачи переписывается полностью с подстановкой данных согласно своему варианту;

- все размерные величины должны иметь размерность в соответствии с Международной системой единиц СИ, при наличии внесистемных единиц измерения следует произвести их перевод в систему СИ;

- решение задачи необходимо вести поэтапно с пояснением каждого действия;

- перед проведением вычислений необходимо записать расчётную формулу, дать описание всех входящих в неё параметров и только затем подставить численные значения и получить ответ;

- при использовании в решении задач каких-либо коэффициентов необходимо обосновать их ссылкой на литературу;

- все схемы и графики в работе выполняются в карандаше без масштаба, но с соблюдением пропорций;

- в конце работы приводится список литературы, используемой студентом при выполнении работы, с указанием наименования источника, автора и года издания.

ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Задача №1

Определить среднюю скорость V, м/с, и расход воды Q, м³/с, в канале трапецеидального сечения при равномерном движении. Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Исходные данные к задаче №1

№ варианта
b, м		1, 2	0, 8	1, 5	1, 7	2, 0	1, 8	0, 6	0, 4	2, 5
h₀, м	2, 0	0, 6	1, 2	0, 8	1, 0	1, 4	1, 3	0, 4	1, 5	2, 0
m	1, 2	1, 4	1, 5	1, 6	1, 1	1, 3	1, 7	1, 0	1, 4	1, 8
n[1]
i	0, 0005	0, 002	0, 0007	0, 002	0, 0012	0, 0025	0, 0002	0, 0009	0, 0004	0, 0008

Задача №2

Определить глубину h₀, м, равномерного движения воды и уклон i, который необходимо придать дну канала прямоугольного сечения, чтобы при заданных размерах канала обеспечить требуемый расход Q, м³/с. Исходные данные приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Исходные данные к задаче №2

№ варианта
Q, м³/с	0, 65	0, 8	1, 2	1, 5	2, 0	0, 25	4, 2	3, 4	0, 4	2, 6
V, м/с	0, 7	1, 2	1, 0	1, 4	0, 65	0, 9	1, 3	1, 5	2, 0	0, 8
b, м	1, 2	0, 9	1, 5	1, 3	2, 5	0, 5	2, 8	2, 0	0, 4	1, 7
n1

Задача №3

Определить какой уклон i следует придать дну канала и среднюю скорость движения воды V, м/с, при известных геометрических размерах канала (b, h₀, m) и заданной пропускной способности, Q, м³/с. Исходные данные приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Исходные данные к задаче №3

№ варианта
Q, м³/с	11, 44	0, 27	0, 82	0, 55	0, 48	1, 05	1, 4	1, 74	9, 5	17, 6
h₀, м	2, 0	0, 3	0, 6	0, 5	0, 4	0, 7	0, 8	1, 0	1, 7	2, 4
b, м	1, 0	0, 2	0, 4	0, 6	0, 8	1, 1	1, 2	1, 4	1, 6	2, 0
m	1, 7	1, 8	1, 4	1, 0	1, 3	1, 1	1, 6	1, 5	1, 4	1, 2
n1

Задача №4

Определить методом подбора нормальную глубину h₀ воды в канале, если известны: форма и размеры поперечного сечения канала (b, m), продольный уклон дна i, коэффициент шероховатости поверхности дна и стенок n, расчетный расход Q. Исходные данные приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Исходные данные к задаче №4

№ варианта
Q, м³/с	3, 5	2, 6	7, 7	0, 2	1, 4	0, 43	9, 3	2, 0	6, 8	8, 2
b, м	1, 3	1, 2	0, 8	0, 7	1, 5	0, 6	2, 7	1, 4	1, 9	2, 5
m	1, 8	1, 4	1, 5	1, 7	1, 3	1, 1	1, 6	1, 5	1, 4	1, 3
i	0, 0002	0, 002	0, 0017	0, 0025	0, 0035	0, 0009	0, 0004	0, 0015	0, 0012	0, 0005
n1

Задача №5

Определить, используя «показательный закон», глубину воды в канале h₀, м, и среднюю скорость потока V, м, при равномерном движении. Исходные данные приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Исходные данные к задаче №5

№ варианта
Q, м³/с	13, 6	1, 45	0, 55	0, 8	2, 1	4, 25	1, 9	1, 0	5, 2	8, 35
b, м	2, 1	1, 4	0, 6	0, 9	1, 7	2, 5	0, 3	1, 8	1, 6	1, 1
i	0, 002	0, 0005	0, 0019	0, 0008	0, 0015	0, 0007	0, 0024	0, 0035	0, 0004	0, 0012
m	1, 8	1, 4	1, 5	1, 7	1, 3	1, 1	1, 6	1, 5	1, 4	1, 3
n1

Задача №6

Определить, используя «показательный закон», размеры канала (ширину b и глубину h₀), так чтобы канал был гидравлически наивыгоднейшего сечения. Исходные данные приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Исходные данные к задаче №6

№ варианта
Q, м³/с	14, 4	0, 43	3, 9	0, 86	11, 85	2, 1	6, 05	1, 4	7, 9	9, 2
i	0, 0003	0, 003	0, 0045	0, 0011	0, 0009	0, 0015	0, 0004	0, 0025	0, 0006	0, 0018
m	1, 1	1, 2	1, 3	1, 4	1, 5	1, 6	1, 7	1, 8	1, 2	1, 3
n1

Задача №7

Определить среднюю скорость V и уклон i канализационного коллектора. Исходные данные приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Исходные данные к задаче №7

№ варианта
Q, л/с	5, 1	12, 5	30, 6	52, 8	65, 8	39, 7	100, 0	159, 3	269, 5	316, 5
d, мм
a	0, 4	0, 5	0, 6	0, 7	0, 8	0, 45	0, 55	0, 65	0, 75	0, 85

Задача №8

Определить тип кривой свободной поверхности и рассчитать ее длину на участке канала до расчетного створа с глубиной h_р при пропуске расхода Q. Исходные данные приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Исходные данные к задаче №8

№ варианта
Q, м³/с	0, 65	0, 8	1, 2	1, 5	2, 0	0, 25	4, 2	3, 4	0, 4	2, 6
b, м	1, 2	0, 9	1, 5	1, 3	2, 5	0, 5	2, 8	2, 0	0, 4	1, 7
h_р, м	1, 3	0, 43	0, 5	0, 2	2, 4	0, 28	0, 8	0, 15	1, 8	0, 6
i	0, 00067	0, 037	0, 0027	0, 036	0, 00098	0, 025	0, 0003	0, 01	0, 0103	0, 045
n	0, 018	0, 0225	0, 0275	0, 03	0, 035	0, 012	0, 014	0, 017	0, 025	0, 03

Задача №9

Установить, является ли прямоугольный водослив с тонкой стенкой без бокового сжатия затопленным? Определить напор на водосливе Н. Коэффициент расхода водослива принять равным m₀ = 0, 45. Исходные данные приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Исходные данные к задаче №9

№ варианта
Q, м³/с	0, 21	0, 8	1, 85	0, 4	1, 39	2, 04	2, 92	4, 28	0, 13	1, 61
b, м	1, 2	1, 6	2, 0	0, 8	1, 5	2, 2	2, 5	3, 0	0, 4	3, 2
Р_н, м	0, 6	1, 0	1, 4	0, 3	0, 8	1, 5	2, 3	2, 5	0, 4	1, 2
h_н.б., м	0, 65	1, 1	1, 5	0, 4	0, 9	1, 55	2, 45	2, 8	0, 45	1, 25

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

Приложение А

Значения коэффициентов шероховатости n для русел

№	Характеристика русла	n
Неукрепленные русла
	Каналы в исключительно гладкой, хорошо разработанной скале	0, 017
	Большие земляные каналы в лессе или плотной земле, без наносов, покрытые толстым устойчивым илистым слоем	0, 018
	Большие земляные каналы в песчаных и супесчаных грунтах, содержащиеся в хороших условиях, каналы в мелком гравии или земле, затянутые илистой пленкой при полностью спланированном дне и откосах	0, 02
	Каналы в плотном лессе, мелком песке или земле с частично подчищенным дном и откосами после землеройной машины, большие земляные каналы в галечнике с песком	0, 0225
	Каналы в плотном лессе, мелком гравии и песке, вырытые землеройными машинами без последующей дополнительной планировки; большие земляные каналы с местными обвалами откосов	0, 025
	Большие земляные каналы при неблагоприятных условиях содержания и ремонта; малые земляные каналы с полностью спланированным дном и откосами	0, 0275
	Земляные каналы при сравнительно плохих условиях содержания, заметно заросшие травой, с местными обвалами откосов, местами с водорослями, булыжником или гравием по дну	0, 03
	Каналы при весьма плохих условиях содержания с неправильным профилем, заметно засоренные камнями и водорослями, малые земляные каналы при производстве работ землеройными машинами без последующей планировки	0, 035
	Каналы с исключительно плохими условиями содержания, со значительными промоинами и обвалами, зарослями камыша, густыми корнями, крупными камнями по дну	0, 04
	Укрепленные русла
	Исключительно гладкие, покрытые эмалью или глазурью поверхности	0, 009
	Чистые (новые) чугунные или стальные трубы, хорошо уложенные и соединенные; хорошо остроганные доски	0, 011
	Весьма хорошая бетонировка, неостроганные, хорошо пригнанные продольно расположенные доски; водопроводные трубы в нормальных условиях	0, 012
	Хорошая кирпичная кладка; поверхности оштукатуренные цементным раствором; водосточные трубы в нормальных условиях	0, 013
	Бетонировка каналов при средних условиях содержания; загрязненные водопроводные и водосточные трубы	0, 014
	Кирпичная кладка и облицовка среднего качества из тесанного камня; значительно загрязненные водотоки; брезент по деревянным рейкам	0, 015
	Сравнительно грубая бетонировка; хорошая бутовая кладка; старая кирпичная кладка	0, 017
	Грунты, пропитанные битумом или дегтем	0, 018
	Булыжная мостовая	0, 02
	Бутовая кладка на цементном растворе	0, 0225
	Хорошая сухая кладка; каменная наброска в плетнях	0, 025
	Одерновка плашмя и в стенку	0, 0275
	Хворостяные укрепления; сухая кладка среднего качества	0, 03

Приложение Б

Значения K₀ и W₀для круглых труб при n = 0, 013

d, м	K₀, л/с	W₀, м/с	d, м	K₀, л/с	W₀, м/с
0, 15	134, 3	7, 60	0, 70		24, 27
0, 20	302, 8	9, 64	0, 75		25, 52
0, 25	551, 7	11, 26	0, 80		26, 61
0, 30	908, 2	12, 86	0, 90		28, 98
0, 35		14, 48	1, 00		30, 99
0, 40		16, 12	1, 10		33, 09
0, 45		17, 76	1, 20		35, 07
0, 50		19, 09	1, 30		37, 04
0, 55		20, 38	1, 40		39, 05
0, 60		21, 70	1, 50		41, 02
0, 65		22, 97

Приложение В

К расчету круглых канализационных труб

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Константинов Ю.М. Гидравлика: Учебник для вузов по спец. «Водоснабжение и канализация». – Киев: Вища школа, 1981. – 358 с.

2. Курганов А.М., Федоров Н.Ф. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации. Л.: Стройиздат, 1973.

3. Сборник задач по гидравлике: Для строит. спец. вузов/ В.А. Большаков, Ю.М. Константинов, В.Н. Попов и др./ Под ред. В.А. Большакова. – Высшая школа, 1979. – 336 с. \\ 4-е изд., перераб. и доп.

4. Ухин, Б. В. Инженерная гидравлика: учебное пособие / Б. В. Ухин, Ю. Ф. Мельников.— М.: АСВ, 2007.— 344 с.

5. Штеренлихт Д.В. Гидравлика: Учебник мо /Штеренлихт Д.В. – М: КолосС, 2004.- 656 с.

6. Чугаев Р.Р. Гидравлика: учебник/ Р.Р. Чугаев. – 5-е изд., репринт. – М.: БАСТЕТ, 2008. – 672 с.

[1] Цифра соответствует номеру строки в Приложении А