Практическая работа № 10

 

Тема: Решение типовых задач   по определению сопряжённых глубин, длины и высоты совершенного прыжка.

Цель: Выработка умений самостоятельной работы по определению элементов гидравлического прыжка.

Задача 1: Определить условия затопления гидравлического прыжка за водосливом гидравлического профиля (m=0,49) при расчётном расходе Q, напоре Н и высотой водосливной стенки со стороны верхнего бьефа Р, бытовой глубиной в нижнем бьефе t и дана скорость подхода перед водосливом .

Таблица № 1

Вар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
,м³/с	3000	3010	3020	3030	3040	3050	3060	3070	3080	3090	3100	3110	3120	3130	3140
Н, м	5	5,1	5,2	5,3	5,4	5,6	5,7	5,8	5,9	6	6,1	6,2	6,3	6.4	6,5
Р, м	10,0	10,1	10,2	10,3	10,4	10,5	10,6	10,7	10,8	10,9	11	11,1	11.2	11,3	11.4
t, м	4,9	4.9	4,0	4,1	4,2	4,3	4,4	4,5	4,6	4.7	4,8	4,9	5	5,1	5,2
, м/с	1,0	1,01	1,02	1,03	1,04	1,05	1,06	1,07	1,08	1,09	1,1	1,11	1,12	1,13	1,14

 

Вар	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
,м³/с	3150	3160	3170	3180	3190	3200	3210	3220	3230	3240	3250	3260	3270	3280	3290
Н, м	6,6	6,7	6,8	6,9	7	7,1	7,2	7,3	7,4	7,5	7,6	7, 7	7,8	7,9	8
Р, м	11,5	11,6	11.7	11,8	11,9	12	12,1	12.2	12,3	12,4	12.5	12,6	12,7	12.8	12,9
t, м	5,3	5,4	5.5	5,6	5,7	5,8	5,9	6	6.1	6,2	6,3	6.4	6,5	6,6	6,7
, м/с	1.15	1,16	1,17	1,18	1,19	1,20	1,27	1,22	1,23	1,24	1,25	1,26	1,27	1,28	1,29

 

Рекомендации к выполнению:

1.Исходные данные взять таблицы 1.

2.Определяем напор с учётом скорости подхода:

Н₀==Н+

3. Удельный расход на 1 м ширины водослива:

3. Начинаем вычисления методом последовательных приближений: коэффициент скорости

h_c^'= ;

h_c''= ;

 

h_c'''= ;

4. Для определения состояния потока в сжатом сечении вычисляем:

5. Определить образуется ли гидравлический прыжок.

Гидравлический прыжок образуется, если соблюдаются следующие условия:

 h_c<h_кр и t > h_кр

6. Если образуется гидравлический прыжок, то определяем при =  вторую сопряжённую глубину:

1. Сравниваем  с t и делаем вывод о типе прыжка:

если  > t, то отогнанный прыжок;

если,  = t, то прыжок в критическом состоянии;

если,  < t, то надвинутый прыжок;

8.Записываем ответ.

Задача 2: Определить вид прыжка, его высоту, глубину после прыжка и его длину в русле прямоугольного сечения, если даны: расход, ширина русла, глубина воды перед прыжком.

 

Указания к работе:

1.Исходные данные взять из таблицы 2.

2.Определить вторую сопряжённую глубину по: =

 

Таблица №2

Вар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
,м³/с	5	5,1	5,2	5,3	5,4	5,5	5,6	5,7	5,8	5,9	6,0	6,1	6,2	6.3	6,4
b, м	3,0	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5	3,6	3,7	3,8	3,9	4	4,1	4,2	4,3	4,4
, м	0,4	0,41	0,42	0,43	0,44	0,45	0,46	0,47	0,48	0,49	0,5	0,51	0,52	0,53	0,54

 

	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
,м³/с	6,5	6,6	6,7	6,8	6,9	7	7,1	7,2	7,3	7,4	7,5	7,6	7,7	7,8	7,9
b, м	4,5	4,6	4,7	4,8	4,9	5	5,1	5,2	5,3	5,4	5.5	5,6	5,7	5,8	5,9
, м	0,55	0,56	0,57	0,58	0,59	0,60	0,61	0,62	0,63	0,64	0,65	0,66	0,67	0,68	0,69

 

Для этого определим:

q = - удельный расход на 1 м ширины водослива

3.Определим высоту прыжка по формуле:

Δh=h₂-h₁

4.Определяем длину прыжка, используем:

5.Определить вид прыжка:

6.Если ≤ 1,3h _кр; -прыжок-волна

7. Если > 1,3h _кр – совершенный гидравлический прыжок с поверхностным вальцом

8. Записать ответ

 

Задача 3: Определить потери напора в прыжке для русла прямоугольного сечения, при условии, что даны сопряжённая глубина и высота прыжка. Исходные данные в таблице 3.

Указания к работе:

1.Исходные данные взять из таблицы 3.

2. Определить потери напора по формуле:

h_пот=

 

 

Таблица 3.

Вар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3	3,1	3.2	3,3	3,4
, м	1,0	1,1	1,2	1,3	1.4	1,5	1.6	1.7	1.8	1,9	2	2,1	2,2	2.3	2.4

 

Вар	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	3,5	3.6	3.7	3,8	3.9	4	4,1	4,2	4,3	4.4	4,5	4.6	4,7	4,8	4,9
, м	2,5	2,6	2.7	2,8	2,9	3	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5	3,6	3,7	3.8	3,9

 

Практическая работа № 11

 

Тема: Решение типовых задач по расчёту сопряжения бьефов, по определению параметров водобойного колодца и высоты водобойной стенки.

Цель: Выработка умений самостоятельной работы по определению сопряжения бьефов, параметров водобойного колодца и стенки.

Задача 1: Используя расчётные данные задачи № 1 практической работы № 10:, ,  .Если прыжок надвинутый, то бытовую глубину t принять меньше на 1-2 метра чем в задаче №1, сделать расчёт параметров водобойного колодца и стенки.

1. Водобойного колодца:

1. Не вводя запаса назначаем: d= - t

2. Ещё раз определяем сжатую глубину у дна колодца:

3. С учётом  из пункта 2 определяем:

4. Определяем глубину в водобойном колодце:

5. Вычисляем перепад уровней на выходе из колодца при:

6. Итоговые расчёты:

. Водобойной стенки:

1.Определяем скорость в нижнем бьефе:

2.Определяем:

´=  скорость подхода в нижнем бьефе;

m = 0,42 коэффициент расхода водобойной стенки;

m = 0,49 коэффициент расхода водослива;

3. Оценим подтопление водобойной стенки:

по рис. 10.6 стр. 134 определяем

4. Определяем:

5. Ещё раз уточняем Н´ по формуле:

6. Высота водобойной стенки: c=

7. Проверяем условия сопряжения потоков за стенкой:

8. Методом приближённых вычислений:

´ =

´´ =

´´´=

6. Ещё раз уточняем:

Вопросы для самоконтроля

1. Ч то называется гидравлическим прыжком?

2. Какие глубины называются сопряженными?

3. Что называется высотой и длиной прыжка?

4. При каких условиях возникает прыжок – волна?

5. Напишите основное уравнение гидравлического прыжка (прыжковую фкнкцию)

6.