Расчет подводящего ( отводящего ) канала

При заборе воды на орошение из реки, канала или водохранилища (при расположении насосной станции в верхнем бьефе его) в случае раздельной компоновки (т. е. насосная станция удалена от уреза воды и вода к ней подводится каналом), а также во всех осушительных насосных станциях выполняется расчет подводящего канала. Полученные расчетом параметры подводящего канала будут приемлемы и для отводящего канала при подаче воды в открытую оросительную сеть (в канал). При расположении оросительной станции в нижнем бьефе водохранилища делается расчет подводящего коллектора и отводящего канала, а если вода подается в закрытую оросительную сеть (гидрант) – только коллектора.

Последовательность расчета канала:

1.Устанавливаются исходные данные.

В качестве расчетного расхода (Q _н.ст ) по графику работы насосной станции принимается максимальный расход, а при наличии форсированного (Q _ф) – форсированный расход, т. е.

Q_{н. ст =} Q_max, или Q _н.ст = Q _ф .

Коэффициент заложения откосов m выбирается из табл. 9 [2] в зависимости от заданного грунта.

Коэффициент шероховатости можно принять в пределах

n = 0,02...0,025.

2. Принимают стандартную ширину канала по дну в зависимости от расхода в нем. Можно использовать следующие рекомендации:

при Q _н.ст £ 0,7 м ³ / с ширина канала по дну b =0,4 м;

при 0,7 < Q _н.ст £ 5 м ³ /с b = 0.6...2,0 м;

при Q _н.ст > 5 м ³ / с b ³ 2,5 м.

Стандартные значения b = 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2 и далее через 0,5 м до 5, после чего градация идет через 1 м.

3. Определяют площадь живого сечения канала , а потом глубину воды в канале .

Далее определяют смоченный периметр , а потом гидравлический радиус

.

4. По табл. 7 [2] устанавливают допустимую скорость на размыв V_р в зависимости от типа заданного грунта.

5. Из формулы Шези определяют уклон канала:

, где , n = 0,02...0,03 – коэффициент шероховатости.

Полученное значение уклона нужно округлить до первой значащей цифры в сторону уменьшения (например, получено i_р = 0,000685; округляем i_р = 0,0006), что дает возможность получить фактическую скорость немного меньше размывающей. Фактическая скорость определяется по той же формуле Шези:

.

6. При найденных параметрах b; m; i; n расчет повторяется по 4…5 расходам, постепенно, уменьшаемым до заданного минимального, в результате чего определяется глубина и скорость воды в канале. Расчет можно проводить любым способом: по монограммам, подбором по формуле Шези, по f (R _г.н. ) и т. д.

Расчет канала можно провести на персональном компьютере по программе «KANAL». Для этого необходимо подготовить следующие данные:

m – коэффициент заложения откосов;

n – коэффициент шероховатости;

V_р –допустимая скорость на размыв;

b - ширина канала по дну.

Q _{ma x} (Q _ф ) - максимальный (форсированный) расход насосной станции, который обозначен просто q.

В классе персональных компьютеров имеются методические указания по работе с программой «KANAL», в соответствии с которыми студент самостоятельно вызывает указанную программу, вводит все исходные данные и получает на экране результат.

Так как решение задачи на компьютере должно проходить в той же последовательности, которая описана выше, то оно проводится в 2 этапа.

При запросе «введите код задачи J» нужно набрать цифру 10 и нажать «пуск». Потом по запросу «введите исходные данные» нужно ввести значения исходных данных, разделяя дробную часть от целой точкой, а цифру от цифры - запятой. После ввода данных следует нажать «пуск», и на экране получим ответ (b, h, i), который необходимо переписать.

После этого вторично запускается эта же программа в работу и вводится уже код 4 на запрос «введите код задачи J». В этом случае согласно запросу компьютера вводятся все исходные данные, в том числе и i, которое принимается несколько меньшим при первом этапе решения задачи.

Результаты расчетов сводятся в табл. 2.1.

Т а б л и ц а 2. 1. Результаты расчета канала

Расход Q, м^3/с	Глубина воды h, м	Скорость V, м/с

По данным табл. 2.1 строятся графики h = f (Q) и V = f (Q) (рис. 2.6), по которым определяются V_max и V_min. Должно быть V_max < V _р, но V_min > V_н.з, где V_н.з - допустимая скорость на заиление, которая определяется по формуле

,

где h_min – минимальная глубина воды в канале при заданном Q_min.

По этому же графику (рис. 2.6) определяются отметки уровней воды в подводящем (при осушении) и отводящем (при орошении) канале. Как это можно сделать, показано на примере.

Пример. Пусть при Q_max глубина воды в канале получена

h _max = 1,4 м. В исходных данных задана отметка этого максимального уровня – 130 (в водоисточнике при осушении и в водоприемнике при орошении). Тогда отметка дна Ñ_дно = 130 - 1,4 = 128,6 м. Разметив шкалу Ñ, м между отметками 128,6 и 130, можно определить отметку воды в канале при любом расходе.

Рис.2.6. График связи глубины, скорости и расхода

Последовательность расчета подводящего коллектора. При расположении насосной станции в НБ (нижнем бьефе) водохранилища (рис. 2.4, в) коллектор, подводящий воду к всасывающим трубам насосов, выполняется из металлической трубы, диаметр которой определяется по формуле

,

где Q _н.ст - максимальный или, если задан, то форсированный расход, который берется из графика работы насосной станции (см. бланк задания), м³ / с; V _доп = 1...5 м / с.

3. ПОДБОР ОСНОВНОГО ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО

Дата добавления: 2015-07-02