Нормальной глубиной называется глубина, соответствующая равномерному движению.
Все гидравлические элементы потока, соответствующие нормальной глубине , обычно обозначаются индексом 0. При нормальной глубине уклон свободной поверхности равен уклону дна и расход определяется по формуле Шези:
,
где .
Равномерное движение в открытом русле может иметь место только при прямом уклоне дна, т.е. при i>0.
Задача 12.1. Определить расход Q, пропускаемый мощеным каналом трапецеидального сечения при ширине канала по дну b=4,0 м, глубине воды в канале h=2,5 м, уклоне дна канала , коэффициент шероховатости n для мощёных каналов n=0,02, величина откоса m=1,0.
Решение. Решение задачи находим по формуле Шези:
.
Площадь сечения канала по (12.8) равна
.
Длина смоченного периметра по (12.9)
.
Гидравлический радиус .
Коэффициент Шези определяется по формуле (12.6): C=54,0.
Следовательно, .
Задача 12.2. В земляном канале, содержащемся в средних условиях эксплуатации, протекает расход Q=12 , канал трапецеидальный, коэффициент откоса m=1,5; b=3,0 м; глубина h=2,0 м. Определить необходимый уклон дна канала.
Решение. Уклон находится по формуле (12.11):
.
Вначале определяют численные значения величин, входящих в зависимость для уклона:
;
; .
Для определения величины C необходимо знать коэффициент шероховатости n; в данном случае n=0,025. В результате C=41,6.
Определяем величину уклона:
.
Задача 12.3.Определить глубину воды в бетонированном канале трапецеидального сечения (m=1,0), пропускающем расход Q=18 м3/с при условии, что ширина канала по дну b=3,0 м, уклон дна .
Решение. Коэффициент шероховатости n для бетонированного канала может быть принят равным 0,017. Принимаем глубину м; все результаты сводим в табл. 12.1.
Таблица 12.1
h, м | S, м | , м | R, м | С | Q, м /с | |
1,0 | 4,0 | 5,82 | 0,688 | 0,83 | 56,0 | 5,91 |
2,0 | 10,0 | 8,64 | 1,158 | 1,08 | 61,5 | 19,93 |
3,0 | 18,0 | 11,46 | 1,570 | 1,25 | 64,6 | 43,6 |
1,88 | 9,18 | 8,3 | 1,132 | 1,064 | 61,0 | 17,95 |
При м, . Задаёмся большей величиной м, тогда , принимаем величину , например м; при . По полученным трём точкам возможно построить участок кривой и на этом участке определить, что при м3/с глубина м. Правильность такого выбора обычно проверяется вычислением.
Дата добавления: 2016-08-23; просмотров: 1568;