Продольный профиль канала строится в искажённом масштабе (вертикальный масштаб крупнее горизонтального). Линию дна русла намечаем по катетам, откладываем в разных масштабах. При этом отношение вертикального катета к горизонтальному должно соответствовать заданному уклону дна. Выбираем вертикальный масштаб равный 1:20 и горизонтальный равный 1:20000.
Параллельно дну канала наносим линию нормальных и критических глубин. По данным вычислений, выполненных в разделе 1.7, строим кривую свободной поверхности (Рисунок 3.8).
РАСЧЁТ ДЮКЕРА
Подбор требуемого диаметра для одной нитки трубопровода
Дюкер (гидротехнический) - это заглубленная труба под рекой, каналом, другими сооружениями для пропуска заданного расхода воды. В курсовой работе с помощь дюкера соединяются два цилиндрических канала.
Гидравлический расчет дюкера состоит в подборе необходимого диаметра трубопровода для пропуска заданного расхода при известных характеристиках русла, дюкера, расхода и разности горизонтов воды в разных сечениях.
|
|
Для этого составим уравнение Бернулли для двух сечений относительно плоскости сравнения.
z1 + P1/ρg + αV12/ 2g = z3 + P3/ρg + αV32/ 2g + Σhf (2.1)
Z1=∆h=hн-hв , Z3=0, P1=P3=Pатм.
где hf – потеря напора на трение.
Преобразуя формулу, мы получим:
Δh + αV12/ 2g = αV32/ 2g + hL +hm;
где hm – местные потери, hm = (ζвход + 2ζповор. + ζреш)· V22/2g + (V2 –V3)2/2g
hL – потери по длине, hL = (λL2 ·V22)/d·2g.
Подставив данные выражения, мы получаем:
Δh = α(V32 - V12)/ 2g + (λL2 ·V22)/d·2g +(ζвход + 2ζповор. + ζреш)· V22/2g + (V2 –V3)2/2g;
ζповор = A·B = 2.5·0.05 = 0,125;
ζреш = 2,0
ζвход + 2ζповор. + ζреш = 0.50 + 2·0.125+2 = 2,75
Reпред. = 500/Δr;
Δr = Δ/d;
V3 = Q/w3 = 0.446(м/с)
V1 = Q/w1 = 0.272 (м/с)
α(V32 - V12)/ 2g = 1(0.4462 – 0.2722)/(2·9.81) = 0.00634
Таблица 2.1 – Определение диаметра трубопровода
d | W2 | V2 | Re | Re пр2 | Область сопротивления | ƛ | hl | hм | ∆h |
1,4 | 1,539 | 1,625 | 2274795,268 | 712727,273 | квадратичная | 0,018 | 0,027 | 0,441 | 0,474 |
1,5 | 1,766 | 1,415 | 2123142,251 | 763636,364 | квадратичная | 0,018 | 0,018 | 0,354 | 0,354 |
1,6 | 2,01 | 1,244 | 1990445,86 | 814545,455 | квадртатичная | 0,017 | 0,013 | 0,249 | 0,269 |
1,7 | 2,269 | 1,102 | 1873360,809 | 865454,545 | квадратичная | 0,017 | 0,01 | 0,192 | 0,208 |
W2=(π*d2)/4
V2=Q/W
Re=V2*d/υ
υ =10-6
∆h= α·(v22-v32)/ 2·q + hm + λ·L·v2/d·2·q
По данным таблицы строим график V = f(d) и Δh = f(d).
Вывод: диаметр принимаем равным 1.56, а скорость 1.31 м/с. Такие параметры необходимы для пропуска расхода 1 м3/с и обеспечения разности уровней 0.3 м.
РАСЧЁТ КАНАЛА ПАРАБОЛИЧЕСКОГО СЕЧЕНИЯ