МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

Методические указания к решению задач №1-3

 

При расчете каналов на равномерное движение используется формула Шези:

,

(1)

где V – средняя скорость движения воды в канале, м/с;

С – коэффициент Шези, м^{0, 5}/с;

R – гидравлический радиус, м;

I - пьезометрический уклон, при равномерном движении равен уклону дна канала (i), м/м.

Расход воды в канале Q, м³/с, определяется по формуле

,

(2)

где ω – площадь живого сечения потока в канале, м², для русел трапецеидального сечения определяется по формуле

.

(3)

Для определения параметров, входящих в формулы (1) и (2) используются следующие зависимости:

- коэффициент Шези определяется по формуле Маннинга

(4)

где n – коэффициент шероховатости русла, принимается по приложению А в зависимости от типа крепления стенок канала;

- гидравлический радиус

,

(5)

где χ – смоченный периметр, м, определяется по формулам:

- для канала прямоугольного сечения

,

(6)

- для канала трапецеидального сечения

,

(7)

b – ширина канала по дну, м;

h₀ – нормальная глубина воды в канале, м, (т.е. глубина воды при равномерном движении);

m – коэффициент заложения откосов.

Методические указания к решению задачи №4

При расчете каналов для определения нормальной глубины используется способ подбора, при котором, задаваясь глубинами h₁, h₂, ..., h_n вычисляют соответствующие значения ω , χ , R и Q. Результаты вычислений сводятся в таблицу 11.

 

Таблица 11

h, м
h1	ω 1	χ 1	R1	C1	Q1
h2	ω 2	χ 2	R2	C2	Q2
…..	…..	…..	…..	…..	…..
hn	ω n	χ n	Rn	Cn	Qn

 

Найденные значения расходов сравниваются с заданным расходом Q. Если , то h_n равна искомой глубине h₀.

Решение задачи можно упростить, построив график зависимости по нескольким произвольным точкам (рисунок 1). По графику определяют искомую глубину h₀, соответствующую заданному значению расхода Q.

 

Рисунок 1

 

Методические указания к решению задачи №5

Аналитически нормальную глубину можно найти из приближенной зависимости, называемой показательным законом, согласно которому

,

(8)

где x – гидравлический показатель русла;

h₁ и h₂ – произвольно назначенные глубины;

К₁ и К₂ – соответствующие им расходные характеристики, м³/с, определяемые по формуле

.

(9)

Гидравлический показатель русла x определяется из формулы (8)

.

(10)

Вычислив предварительно значение расчетной расходной характеристики , определяется искомая нормальная глубина протекания потока

.

(11)

Методические указания к решению задач №6

 

Каналы различного живого сечения будут гидравлически наивыгоднейшими при определенных значениях относительной ширины канала .

Для гидравлически наивыгоднейшего трапецеидального сечения соотношения ширины канала к глубине (β _г.н.) зависят от коэффициента заложения откосов m:

.

(12)

Для прямоугольного сечения (m = 0) , т.е. .

Для решения задачи можно использовать метод подбора (см. задачу №4) или «показательный закон» (см. задачу №5). Предварительно следует рассчитать относительную ширину канала β по формуле (12), тогда ширина канала будет определяться, как .

Методические указания к решению задач №7

 

Канализационные коллекторы относятся к каналам замкнутого поперечного профиля. Эти трубопроводы работают как безнапорные, поэтому с гидравлической точки зрения ничем не отличаются от открытых каналов.

При равномерном движении расчеты ведутся по формуле Шези с учетом особенностей, присущих только руслам замкнутого сечения.

При расчете каналов замкнутого профиля вводится понятие степени наполнения трубы

.

(13)

где h – высота (глубина) слоя воды в трубе, м;

d – полная высота трубы (диаметр), м.

Расход и средняя скорость в каналах замкнутого сечения определяются по формулам

		(14)
		(15)

где и - расходная, м³/с, и скоростная, м/с, характеристики, соответствующие полному заполнению трубы (при а = 1). В таблице (Приложение Б) приведены величины и для круглых труб в зависимости от диаметра.

А и В – коэффициенты.

Величины А и В практически не зависят от размеров рассматриваемой трубы, а зависят только от формы поперечного профиля и от степени наполнения трубы а. Для труб круглого сечения коэффициенты А и В определяются по графику (Приложение В).

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: