Методические указания по выполнению работы

При выполнении расчетно-графической работы рекомендуется использовать способ Б.А. Бахметева.

Расчетное уравнение имеет вид (для участка кривой свободной поверхности между сечениями 1-1, 2-2):

il/h₀=h₂-h₁-(1-j_ср)[j(h₂)- j(h₁)], (3.1)

где l – расстояние между сечениями с глубинами h₁, h₂;

h₀ – нормальная глубина;

h₁, h₂ – относительные глубины потока, соответствующие h₁, h₂;

j_ср – среднее значение j₁ и j₂, найденных по глубинам h₁ и h₂;

j(h₁), j(h₂) – функции Бахметева.

В ходе расчета канал разбивается сечениями на несколько участков (не менее трех) и определяется длина l каждого из них по уравнению (1.7). При этом глубинами потока в смежных сечениях h₁ и h₂ задаются в диапазоне изменения глубин на всей длине канала с неравномерным движением (рисунок 1.2).

Независимо от вида кривой свободной поверхности (кривая подпора или спада) в качестве первого принимают сечение, которое выше по течению.

Расчет выполняется в следующем порядке:

1) Определяют и критическую h_к глубину из равенства aQ²/g=w³_к/b_к и поскольку w³/b=f(b), удобно применять метод подбора.

2) Устанавливают тип кривой свободной поверхности.

Для этого проводят анализ дифференциального уравнения неравномерного движения при известных значениях h₀, h_к и принятой величине h..

3) Определяют координаты точек свободной поверхности.

Рисунок 1.2 Схема к расчету канала

на неравнрмерное движение (кривая подпора)

Для намеченных сечений по известным глубинам h расчетом определяют длины участков. В конечном сечении (перед регулирующим сооружением) глубина потока h_кон задается условием, а в начальном сечении (вверх по течению вдали от сооружения) – приближается к нормальной глубине h₀ и принимается равной h_нач = h₀ ± 0,05 м. Глубины потока в остаьных сечениях принимают в диапазоне изменения h от h₁ до h_кон.

По значениям h для каждого участка вычисляют относительные глубины h₁=h₁/h₀ и h₂=h₂/h₀, величины j_1,2=aiC²b/g x и j_ср=(j₁+j₂)/2, а затем по таблице П 4/2, стр.639 /2/ находят функции j(h₁) и j(h₂). При определении j_1,2 коэффициент Кориолиса принимают a_1,2»1 (для турбулентного режима).

При определении j_1,2 коэффициент Кориолиса принимают где K_1, K₂ – модули расхода, соответствующие глубинам h₁ и h₂.

Значения гидравлического показателя русла х для трапециадального каннала i > 0 можно определить по зависимости Бахметева Б.А.:

х = 2(lgK₁-lgK₂)/(lgh₂-lgh₁), (1.8)

где К₁, К₂ – модули расхода, соответствующие глубинам h₁ и h₂.

Для каждого участка по глубинам в начале и конце вычисляют расходные характеристики К = ωС√R и по формуле (1.8) определяют гидравлический показатель русла.

Найденное значение х округляют до ближайшего табличного значения /2/.

Определив из уравнения (1.7) длины l всех расчетных участков, получают данные для построения кривой свободной поверхности.

Результаты расчета сводят в таблицу, по результатам расчетов выполняют построение кривой свободной поверхности.