Расчет сопряженных глубин гидравлического прыжка

Назначение высоты стенок лотка

Оценка возможности возникновения в лотке катящихся волн

Катящиеся волны образуются, как правило, при невыполнение условия:

Условие выполняется, следовательно, катящихся волн не образуется.

Высота стенок лотка в начале быстротока назначается по формуле:

- критическая глубина в начале быстротока, ;

- конструктивный запас, принимаемый ;

Высота стенок лотка в конце быстротока:

- нормальная глубина в лотке с учетом аэрации, ;

- конструктивный запас, принимаемый ;

Ширина боковых стен по верху назначается . Лицевая сторона выполняется вертикальной, а тыловая грань со стороны грунта с коэффициентом заложения откоса .

Толщина боковых стен на уровне днища в начале быстротока:

Толщина боковых стен на уровне днища в конце быстротока:

Ширина лотка по дну в начале быстротока:

Ширина лотка по дну в конце быстротока:

Толщина плит назначается по формуле Домбровского:

– коэффициент, зависящий от грунта основания, для песка принимается ;

- скорость потока на быстротоке, ;

– нормальная глубина на быстротоке с учетом аэрации, ;

Принимается толщина днища быстротока .

Рисунок 11. Схема лотка.

Отметка рисбермы принимается равной отметки дна русла реки: . Предварительно назначается отметка дна водобойного колодца по отношению идущей за ним рисбермы по выражению:

Высота стенки падении равна

Длина отлета струи при наличии стенки падения определяется по формуле:

– высота стенки падения, равная ;

- скорость в конце быстротока, равная .

Глубина потока в сжатом сечение в месте падения струи определяется методом подбора по формуле:

Для упрощения, обозначим левую часть A, а правую соответственно B.

– коэффициент скорости принимаемый, ;

- удельный расход на быстротоке, ;

- полная энергия потока в конце быстротока, которая определяется по выражению:

В качестве первой сопряженной глубины принимаем глубину в сжатом сечение .

Таблица 4.

	Значения выражения B
0,1	0,118
0,2	0,468
0,3	1,044
0,4	1,84
0,5	2,85
0,6	4,068
0,7	5,488
0,8	7,104
0,9	8,91

Рисунок 12. График зависимости

Первая сопряженная глубина определяется по графику и равна .

Проектируется водобойный колодец с расширяющимся стенками в направлении нижнего бьефа. В расширяющемся водобойном колодце вторая сопряженная глубина определяется методом подбора из прыжковой функции:

Обозначим левую и правую часть выражения соответственно C и D.

Где:

- ширина водобойного колодца в начале прыжка, определяемая по формуле:

- ширина стенки падения, принимаемая конструктивно

- угол расширения водобойного колодца, определяемый приближенно из формулы:

- число Фрудо, рассчитываемое по формуле:

– ширина водобойного колодца в конце прыжка, определяемая из выражения:

- в первом приближении устанавливается по формуле:

– удельный расход в сжатом сечении,

Левая часть прыжковой функции равна:

Таблица 5.

	Значения выражения D
	249,1607
2,2	270,3736
2,4	296,2313
2,6	326,3608
2,8	360,4959
	398,4411
3,2	440,05
3,4	485,2105
3,6	533,8355
3,8	585,8562
	641,2175
4,2	699,875
4,4	761,7921
4,6	826,9388
4,8	895,2899
	966,8243

Рисунок 13. График зависимости

Вторая сопряженная глубина определяется по графику и равна .

Дата добавления: 2017-02-01