Задача 1.Гидравлический расчет канала на равномерное движение
Контрольная работа по прикладной гидромеханике
для студентов заочного обучения специальности «Земельный кадастр»
3 (обыч.,1 группа) 26.02-22.03.2013 21 чел.
Задача 1. Для канала трапецеидального сечения (рис.1.1) при заданных нормальном расходе Q, уклоне дна i, типе грунта и известной ширине определить глубину наполнения h и среднюю скорость течения.
Расчет ведется при равномерном движении воды в канале. Исходные данные приведены в табл. 1.1. По результатам расчетов вычертить поперечный разрез канала.
×Рис.1.1 Схема к расчету трапецеидального канала
Задача 2. При входе в трапецеидальный канал проектируется регулятор, работающий как прямоугольный водослив с широким порогом (рис.2.1 ). Высота водослива Р. При пропуске форсированного расхода Qфорс=Кфорс×Q глубина воды в канале перед водосливом равна hр,=Кр×h, за водосливом – h. Определить ширину регулятора bр (принять коэффициент расхода m=0,32...0,35, водослив считать неподтопленным).
Размеры канала рассчитаны в задаче 1. Исходные данные указаны в табл. 2.1. По результатам расчетов вычертить продольный разрез регулятора.
Рис. 2.1 Водослив с широким порогом
Таблица 1.1
| № варианта | |||||||||||||||
| 1. Нормальный расход , Q м3/ сек | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2.0 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 3,0 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,5 |
| 2.Уклон дна канала, i . 10-5 | 2,0 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 3,6 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 2,0 | |||||
| 3.Глубина канала , h, м | 0,7 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 0,9 | 1,1 | 1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,0 |
| 7. Грунт | Cуглинок | Тяжелая плотная глина | Обычная (нормальная) глина | Плотный суглинок |
| № варианта | ||||||
| 1. Нормальный расход , Q м3/ сек | 3,7 | 3,8 | 3,9 | 4,0 | 1,8 | 1,9 |
| 2.Уклон дна канала, i . 10-5 | ||||||
| 3. Глубина канала , h, м | 1,1 | 1,3 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 |
| 7. Грунт | Легкий суглинок | Тяжелая плотная глина |
Таблица 2.1
| № варианта | |||||||||||||||||||||
| 1.Высота порога, Р | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | |||
| 2. Коэффи-циент форси-рования, Кфорс | 1,2 | 1,3 | 1,1 | 1,2 | 1,1 | 1,3 | 1,2 | 1,3 | 1,1 | 1,2 | 1,1 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,2 | 1,2 | 1,1 | 1,3 | 1,2 | 1,3 | 1,1 |
КРАТКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
по прикладной гидромеханике для студентов з/о специальности «Землеустройство»
Задача 1.Гидравлический расчет канала на равномерное движение
Расчет размеров канала может быть выполнен методом подбора с использованием формулы Шези /1/:
Q=wC×ÖRi (1.1)
где Q - расход воды;
w - площадь живого сечения потока;
C - коэффициент Шези, рекомендуется определять по формуле И.И. Агроскина:
С = 1/n + 17,72lgR,
где n - коэффициент шероховатости стенок канала;
R=w/c - гидравлический радиус;
c - смоченный периметр;
i - гидравлический уклон (при равномерном движении равен уклону дна).
В уравнении (1.1) размеры живого сечения (ширина по дну b и глубина наполнения h) входят неявно. Поэтому расчет выполняется методом подбора.
Наиболее просто решается задача, когда неизвестен один из размеров b или h. В этом случае задаются рядом значений искомой величины (5-6 значений) и для каждого из них последовательно вычисляют площадь живого сечения w, смоченный периметр c, гидравлический радиус R, коэффициент Шези С. Необходимые для расчета величины - коэффициент заложения m и коэффициент шероховатости стенок n находят по типу грунта из справочных таблиц /1/. Расчет ведется обычно в табличной форме. По результатам строится график зависимости Q=f1(b) или Q=f2(h), из него по вычисленному значению Q находится искомая величина.
Затем из уравнения расхода Q=u×w вычисляются среднюю по живому сечению скорость u.