Трапецеидальный канал с крутизной откосов m и коэффициентом шероховатости стенок = 0,025, имеющий ширину по дну , проложен с уклоном дна . Требуется определить:
1. Глубину воды в канале при пропуске расхода .
2. Ширину канала по верху (по урезу воды) В.
3. Среднюю скорость движения воды V.
4. Состояние потока (спокойное или бурное).
5. Критический уклон дна канала .
6. Для найденного значения площади поперечного сечения найти гидравлически наиболее выгодное сечение канала (отношение , соответствующее гидравлически наиболее выгодному сечению).
7. Пропускную способность найденного гидравлически наиболее выгодного сечения.
Дано: m = 1,5; b = 5м; i = 0,0004; Q = 16м3/с.
Решение
Искомую глубину воды в канале при пропуске расхода определяем двумя способами: методом подбора по формуле Шези и с помощью гидравлического показателя русла. Затем сравним результат.
Первый способ
Задаваясь различными значениями , вычислим последовательно:
- площадь живого сечения потока , м2
;
- длину смоченного периметра русла , м
;
- гидравлический радиус , м
;
- коэффициент Шези , м0,5/с
;
- расходную характеристику , м3/с
;
- расход , м3/с
Все вычисления сведем в таблицу 1.
Таблица1
, м
, м2
, м
, м
, м0,5/с , м3/с , м3/с
0,4 2,24 6,442 0,348 33,542 44,305 0,89
0,8 4,96 7,884 0,629 37,026 145,663 2,91
1,2 8,16 9,327 0,875 39,119 298,579 5,97
1,6 11,84 10,769 1,099 40,637 504,505 10,09
2 16,00 12,211 1,310 41,843 766,343 15,33
2,4 20,64 13,653 1,512 42,852 1087,470 21,75
По данным таблицы 1 строим график , пользуясь которым по заданному значению , определяем искомое значение .
м.
Второй способ
Способ заключается в использовании показательного закона, по которому
где и - некоторые произвольные глубины, м;
и - соответствующие этим глубинам расходные характеристики, м3/с;
х - гидравлический показатель русла, характеризующий поперечное сечение русла, определяемый по формуле
Величину гидравлического показателя русла, вычисленную для нескольких пар глубин, записываем в сводную таблицу (табл
. 2), далее на основании произведенных вычислений определяем среднее значение гидравлического показателя русла по которому, используя показательный закон, находим искомую глубину воды в канале:
, м
где - любая произвольная глубина воды в канале, м;
- соответствующая глубине расходная характеристика, м3/с;
- заданное значение расходной характеристики, м3/с
, м3/с,
Таблица 2
, м
, м2
, м
, м
, м0,5/с , м3/с lg K lg h lg Ki- lg Ki+1 lg hi- lg hi+1 x xср
0,4 2,24 6,442 0,348 33,542 44,305 1,646 -0,398 -0,517 -0,301 3,434 3,641
0,8 4,96 7,884 0,629 37,026 145,663 2,163 -0,097 -0,312 -0,176 3,540
1,2 8,16 9,327 0,875 39,119 298,579 2,475 0,079 -0,228 -0,125 3,647
1,6 11,84 10,769 1,099 40,637 504,505 2,703 0,204 -0,182 -0,097 3,747
2 16,00 12,211 1,310 41,843 766,343 2,884 0,301 -0,152 -0,079 3,839
2,4 20,64 13,653 1,512 42,852 1087,470 3,036 0,380
2,06 м.
Видим, что значения h0, полученные двумя способами очень близки
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
