18088-1 (Гидравлический прыжок)

Гидравлический прыжок.

Курсовая работа по гидравлике Еронько Ирины

Санкт-Петербургский Технический Университет, кафедра гидравлики

1996 год

Содержание

1. Расчет неравномерного движения воды в канале

1.1. Определение критической глубины и критического уклона

1.2. Построение графика удельной энергии

1.3. Построение кривой свободной поверхности на подводящем участке канала

1.4. Построение кривой свободной поверхности на отводящем участке канала

2. Определение параметров гидравлического прыжка

2.1. Построение графика прыжковой функции

2.2. Определение местоположения гидравлического прыжка

2.3. Определение длины гидравлического прыжка и потери напора в гидравлическом прыжке

3. Фильтрационный расчет земляной плотины

3.1. Расчет однородной плотины

3.2. Расчет плотины с ядром и дренажным банкетом

4. Расчет фильтрации воды под бетонной водосливной плотиной

4.1. Расчет методом коэффициентов сопротивления

4.2. Расчет при помощи экспериментального метода электродинамических аналогий (метода ЭГДА )

Список литературы

1. Расчет неравномерного движения воды в канале .

1.1. Определение критической глубины и критического уклона .

Для определения критической глубины будем использовать графический метод , так как можем найти только значение отношения величин , от нее зависящих , по формуле :

, ( 2.1 )

где - коэффициент Кориолиса , ; - расход воды в канале , ( из задания ) ; - ускорение свободного падения , ( ) ; - площадь поперечного сечения канала при критической глубине наполнения , ; - ширина потока по верху при критической глубине наполнения , .

.

Найдем значения отношения куба площади поперечного сечения канала к ширине потока по верху для различных значений глубины наполнения канала . Вычисления сведены в таблицу 1.1. , по результатам которой строится график зависимости отношения куба площади поперечного сечения канала к ширине канала по верху от глубины наполнения .

Таблица 1.1.

Пример расчета для :

а). площадь живого поперечного сечения канала ищется по формуле ( 1.5 ) :

;

б). ширину потока по верху определяем по формуле ( 1.10 ) :

;

в). отношение куба площади поперечного сечения канала к ширине потока по верху ищем по ниже следующей формуле :

.

По данным таблицы 1.1 строим график зависимости , ( смотри рис. 2.1 ) .

Параметры поперечного сечения канала при глубине наполнения , равной критической глубине рассчитаны ниже :

а). по графику определяем критическую глубину канала , соответствующую значению отношения куба площади поперечного сечения канала к ширине потока по верху : ;

б). ширину потока по верху определяем по формуле ( 1.10 ) :

;

в). площадь поперечного сечения канала рассчитывается по формуле ( 1.5 ) :

;

г). смоченный периметр поперечного сечения канала ищется по формуле ( 1.6 ) :

;

д). гидравлический радиус поперечного сечения канала рассчитывается по формуле ( 1.7 ) :

м ;

е). коэффициент Шези ищется по формуле ( 1.8 ) :

.

Критический уклон определяем по формуле :

. ( 2.2 )

Рассмотрим уклоны рассчитываемого канала на отдельных участках :

а). на подводящем участке канала ( из п.1.5 ) , i1 iK , следовательно состояние потока на подводящем участке спокойное ;

б). на отводящем участке канала ( из задания ) , i2 iK , следовательно состояние потока на отводящем участке спокойное .

1.2. Построение графика удельной энергии .

Для нахождения значений удельной энергии сечения используем следующее уравнение:

, ( 2.3 )

где - средняя скорость течения воды в канале, .

Для построения графика удельной энергии сечения проводятся расчеты удельной энергии для разных значений глубины наполнения , расчеты сведены в таблицу 1.2 .

Таблица 1.2.

Пример расчета для :

а). площадь живого поперечного сечения канала ищется по формуле ( 1.5 ) :

;

б). средняя скорость течения воды в канале ищется по формуле ( 1.12.) :

;

в). удельная энергия сечения ищется по формуле ( 2.3 ) :

.

По данным таблицы 2.2 строится график ( смотри рис.2.2 ) .

1.3. Построение кривой свободной поверхности на подводящем участке канала .

Кривая свободной поверхности на подводящем участке канала строится методом Чарномского на основании вычислений , выполненных в таблице 2.3 , при этом будут рассматриваться глубины :

а). диапазона , где - глубина воды в канале перед регулирующим сооружением ( ) ; - глубина в начале рассматриваемого участка канала ( ) .

б). с шагом .

Таблица 1.3.

Расчеты ведутся аналогично расчетам в таблице 1.2 . , , , , отвечают ( средняя глубина между двумя соседними участками ) . Средний уклон трения ищется по формуле :