Расчет длины водобойных колодцев

Гидравлический расчет водобойного колодца состоит в определении глубины колодца и его длины.

Определение глубины колодца. Затопление прыжка в водобойном колодце осуществляется путем увеличения глубины в нижнем бьефе за счет опускания дна колодца . Но одновременно с опусканием дна колодца растет высота падения струи с порога перепада, что приводит к уменьшению сжатой глубины и, как следствие, росту глубины сопряженной сжатой. Таким образом, вторая сопряженная глубина зависит от глубины колодца, поэтому данную задачу приходится решать подбором или графически.

Порядок расчета следующий:

1) задаемся произвольной величиной глубины колодца d ₀;

2) находим значение полного напора ;

3) по найденному значению полного напора определяем величину сжатой глубины, решая (5.6);

4) вычисляем вторую сопряженную глубину, используя основное уравнение прыжка:

; (5.7)

5) сравниваем найденную величину h ₂ с , если данные величины не равны, задаемся новым значением глубины колодца и повторяем пп. 1–5;

6) для ускорения решения задачи вычисления по пп. 1–5 заносятся в таблицу (см. пример 7);

7) по двум последним графам табл. 5.2 строятся графики и (см. пример 7);

8) точка пересечения графиков даст теоретическую глубину колодца d ₀;

9) для затопления прыжка найденную глубину колодца необходимо увеличить на 5¸10 %.

Определение длины колодца. Длина водобойного колодца равна сумме длины отлета струи и величины, несколько меньшей длины гидравлического прыжка

. (5.8)

В этом случае в колодце установится так называемый подпертый прыжок.

Длина отлета струи находится по уравнению

. (5.9)

Длина прыжка может быть найдена, например, по формуле Павловского

. (5.10)