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 Q_форс=К_форс×Q глубина воды в канале перед водосливом равна h_р,=К_р×h, за водосливом – h. Определить ширину регулятора b_р (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, К_форс	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.