Определение координат кривой свободной поверхности потока по уравнению Б.А. Бахметева

Длину кривой свободной поверхности потока на каждом участке определим из уравненияБ.А. Бахметева

                  ,               (15)

где  и  ─ Функции Бахметева в зависимости от относительной глубины [1];

 и  ─ относительные глубины соответственно в первом и во втором сечениях, определяются выражениями

                                     ;                                                 (16)

 

Все результаты расчёта сводим в таблицу 5.

 

 

Таблица 5 ─ Определение координат кривой свободной поверхности потока по уравнению Б.А. Бахметева

Номер участка	h, м	hср, м	jср	η	Б(η)	l, м
1	1,719	1,689	0,3410	1,023	0,9034	1665,240
	1,659			0,988	1,7968
2	1,659	1,629	0,3380	0,988	1,7968	639,141
	1,599			0,952	1,3808
3	1,599	1,569	0,3350	0,952	1,3808	211,549
	1,539			0,916	1,2078
4	1,539	1,509	0,3310	0,916	1,2078	113,133
	1,479			0,880	1,091
5	1,479	1,449	0,3280	0,880	1,091	59,770
	1,419			0,845	1,0045
6	1,419	1,389	0,3240	0,845	1,0045	38,880
	1,359			0,809	0,9301
7	1,359	1,329	0,320	0,809	0,9301	22,629
	1,299			0,773	0,8651
8	1,299	1,269	0,3160	0,773	0,8651	7,088
	1,239			0,738	0,809
9	1,239	1,209	0,312	0,738	0,809	0,532
	1,179			0,702	0,7568
10	1,179	1,149	0,307	0,702	0,7568	4,686
	1,119			0,666	0,7078
11	1,119	1,089	0,302	0,666	0,7078	8,128
	1,059			0,630	0,661
12	1,059	1,029	0,297	0,630	0,661	16,690
	0,999			0,595	0,6191

                                                                                                      Σl=2787,748

Кривая свободной поверхности показана на рисунке 4.

 

 

2 Определение характера сопряжения падающей струи с нижним бьефом

 

Удельный расход воды

                                                 ,                                                     (17)

м²/с.

Критическая глубина

                                         ,                                                    (18)           

м.

Сжатую глубинуопределяют из уравнения

                                    ,                                             (19)

Уравнение примет вид

                                                     (20)

                                где

  φ _с – коэффициент скорости учитывающий потери напора в сооружении, φ _с=0,8-0,98;

    

                               м³.

Результаты вычислений заносим в таблицу 6.

 

 

       Таблица 6 – Расчет сжатой глубины

0,2	0,04	10	10,2
0,4	0,16	2,5	2,9
0,6	0,36	1,11	1,71
0,8	0,64	0,625	1,425
0,999	0,998	0,4	1,399

 

 

По данным таблицы 6 строим график T₀=f(h_c) для определения глубины в сжатом сечении, который показан на рисунке 6.

 

  

 

 

                                                    

 

Рисунок 6 – График для определения глубины в сжатом сечении T₀=f(h_c)

 

Определим полный напор перед гидротехническим сооружением

                                            ,                                                (21)

где Т – напор перед соаружением;

v₀ – скорость подхода воды к сооружению (скорость перед быстротоком).

                                                      (22)                                  

      

                                                   ,                                               (23)

                                                 

м,

м

 

                             , м                                      (24)

где h_c находим по графику T₀=f(h_c) в зависимости от T₀=3,331м, h_c=0,375м,

м.

Сравним h_c' с h_б. Получили, что h_c' > h_б, т. е. 1,578>1,33. Следовательно, прыжок отогнанный и нужно строить водобойный колодец.

 

 

3 Проектирование гасителя энергии в нижнем бьефе