Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Подтопленный водослив с широким порогом
Водослив с широким порогом считается неподтопленным (т.е. уровень нижнего бьефа не оказывает влияния на пропускную способность водослива) в том случае, когда на пороге существует участок с потоком в бурном состояние h< kp. Превышение уровня нижнего бьефа над порогом водослива до определенного предела не влияет на истечение. Критическое значение /H0=k2 при превышение, которого наступает подтопление, зависит от коэффициента расхода водослива и степени расширения потока при выходе в нижнем бьефе. Коэффициент скорости для неподтопленного и подтопленного водосливов. Таблица 10.5
Предварительно можно считать, что подтопление наступает при плавном входе, если ∆ /H0> 0, 75, и при неплавном входе, если ∆ /H0> 0, 85. В таблице 10-5 приведены определяемые в зависимости от коэффициента расхода m значения коэффициента скорости для неподтопленного и подтопленного водосливов с широким порогом по осредненным данным Д. И. Кумина. Соответствующие значения K2 вычислены при условии ∆ =h. Рис. 10.20 В начальной стадии подтопления на пороге наблюдается течение с образованием волн. С увеличением степени подтопления образуется форма свободной поверхности двумя перепадами (рис.10-20). Первый является следствием потерь энергии потока на вход, второй – перехода части кинетической энергии в потенциальную при уменьшение скорости за водосливом (перепад восстановления). Влияние подтопления можно учитывать в формуле расхода водослива введением коэффициента подтопления , который определяется в зависимости от относительного подтопления ∆ /H0 и относительного расширения потока за водосливом (в нижнем бьефе)v= b∆ ∕ Ω нб (из табл 10.6) Пример 1. Определить пропускную способность водослива с широким порогом, если ширина водослива равна ширине подводящего канала b=B=5 м, высота порога p=1, 0 м, глубина воды перед водосливом hВБ=2, 60 м. Форма входа закругленная cr/H=0, 2. Глубина за водосливом hб=2, 5 м. Решение. Расчетная формула для определения расхода водослива без бокового сжатия (10.4): Коэффициент подтопления для водослива с широким порогом Таблица 10.6
Скорость подхода неизвестна, поэтому задача решается методом последовательного приближения. В первом приближении H0 H=hВБ–p=2, 6–1, 0=1, 6 м. Из табл. 10.3 при r/H=0, 2 и p/H=1/1, 6=0, 625 величина m=0, 37. Расчет без учета подтопления м3/с. Тогда скорость подхода м; м. Напор с учетом скорости подхода м. Проверим, подтоплен ли водослив: ∆ =hб–p=2, 5–1=1, 5 м; Из табл. 10.5 при m=0, 37 коэффициент k2=0, 75. Так как ∆ /H0> k2, водослив подтоплен. Для определения коэффициента подтопления предварительно вычисляется ; м2 . При и ∆ /H=0, 89 из табл.10-6 определяем . Тогда по (10.4) расход во втором приближении м3/с При этом м/c3, м, H0=1, 686 м, ∆ /H0=0, 89, В третьем приближении м3/с. Окончательно Q=16, 9 м3/с. Рис. 10.21 Пример 2.Опредилить ширину шлюза-регулятора без порога, если расход в канале Q=20 м3/с, ширина трапециидального сечения подводящего канала bи =8, 0 м, коэффициент заложения откосов mотк=1, 5, глубина воды за регулятором в канале hб=2 м. Форма входа в плане прямоугольная. Отметка свободной поверхности перед входом на 0, 2 м выше уровня воды в канале (рис 10.21). Решение. Шлюз-регулятор работает как водослив с широким порогом при p=0. Напор над водосливом м. Скорость подхода к водосливу м/с. Скоростной напор м. Напор с учетом скорости подхода H0=2, 2+0, 033=2, 233 м. Для проверки подтопления вычисляется: . Поскольку наибольшее значение k2=0, 88 (табл. 10.5), ∆ /H0> k2, водослив подтоплен. Из общей формулы расхода водослива (10.4) м. Здесь коэффициент подтопления и коэффициент расхода m зависят от ширины водослива b. Задаваясь отношением b/B=0, 6, из табл (10.4) можно получить величину m=0, 34, а из табл. 10.5 значение k2=0, 84. За ширину подводящего русла B принимается средняя ширина трапециидального сечения канала bк ср=bк+mоткH= м, тогда ориентировочно b= м. Для определения предварительно вычисляется: Из табл. 10.6 при ∆ /H0=0, 9 и =0, 62 величина =0, 91, Тогда м. Задаваясь другими значениями b/B, сводим расчет в таблицу.
Значения b, при котором , принимается окончательно за искомую ширину водослива: b=4, 5. Боковой водослив. Водослив, устроенный в боковой стенке водовода для забора или сброса воды с входным ребром порога, параллельным направлению основного потока, называют боковым водосливом (рис.10.27). По предложению Г. А. Симоняна, расход через боковой водослив при спокойном потоке в канале определяется по формуле (10.22) где b–длина ребра; H2–напор над ребром водослива в его конце; mб–коэффициент расхода бокового водослива, который определяется эмпирическими зависимостями: для водослива с острым ребром mб=0, 25+0, 167 ; (10.23) для водослива практического профиля mб=0, 287+0, 169 . (10.24) Здесь Пк2= –параметр кинетичности в отводящем канале.
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-05; Просмотров: 696; Нарушение авторского права страницы