Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Часть 3. Расчет гидравлического прыжка. Построение кривой свободной поверхности по трассе канала



Читайте также:
  1. I. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ КРИВОЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ РАЗВИТИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ
  2. II Этап. Расчет норм времени
  3. II. Основная часть
  4. II. Основная часть
  5. II. Основная часть
  6. II. Основная часть
  7. II. Основная часть

В зависимости от соотношения критических и нормальных глубин соседних участков сопряжение кривых свободной поверхности может быть плавным либо сопровождаться гидравлическим прыжком. Ранее было установлено, что в примере (см. рис. 1.7) сопряжение соседних кривых спада возможно только через гидравлический прыжок. Определим теперь место его возникновения, т. е. установим, на каком участке он возникает и где конкретно находится центр или ось гидравлического прыжка.

Из теории [1, 2] известно, что прыжок будет находиться ниже по течению, т. е. на втором участке, если глубина h", сопряженная с глубиной в конце первого участка h', будет больше бытовой, в данном случае нормальной глубины h 02 второго участка. Если же h" < h 02, то прыжок будет надвинут на первый участок, т. е. влево от перелома профиля дна.

Для определения места прыжка широко используется графоаналитический метод. Предварительно вычисляется и строится график прыжковой функции П(h) (рис. 3.1) по формуле:

,  

где — глубина погружения центра тяжести живого сечения; для трапецеидальной формы русла равна:

.  

Для построения графика задаются 8÷9 значениями h больше и меньше h кр. и вычисляются величины , ωa и П(h). Вычисления представляются в табличной форме (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Расчет точек прыжковой функции

№ п/п h, м ω, м2 a, м , м3 П(h)
  h кр            
             

Рис. 3.1. График прыжковой функции П=f(h)

Глубина в конце первого участка равна нормальной, т. е. h 01
(или h 01+1 см). Это значение принимается за первую сопряженную глубину h', т. е. h 01 = h', с помощью которой по графику прыжковой функции определяется h" и сравнивается с h 02.

Рассмотрим два возможных варианта:

· прыжок на втором участке (h" > h 02);

· прыжок на первом участке (h" < h 02).

В первом случае для нахождения оси прыжка рассчитывается и строится на втором участке кривая подпора типа С 1, начиная от точки перелома профиля дна, т. е. от глубины h 1 =h'(h 01 ) до h 2 =h кр. Расчет кривой, являющейся продолжением кривой свободной поверхности первого участка, выполняется на ПК. Далее по графику прыжковой функции определяются глубины h", сопряженные выбранным 5÷6 значениям глубин кривой подпора С 1. Точка пересечения пунктирной кривой сопряженных глубин h" с основной кривой спада В 1 на этом участке определяет местоположение оси прыжка (рис. 3.2).

Рис. 3.2. К определению местоположения прыжка

Если прыжок расположен на первом участке, то расчет (ручным способом или на ПК) кривой подпора типа А 2 ведется от глубины h 1 =h"(h 02 ) до h 2 =h кр. Эта кривая является продолжением кривой свободной поверхности второго участка в сторону первого участка. Аналогично предыдущему для 5÷6 значений глубин h" кривой А 2 по графику прыжковой функции находятся соответствующие им значения глубин h'. Полученная в результате точка пересечения пунктирной кривой изменения глубин h' с кривой спада В 2, первого участка определяет положение оси прыжка (см. рис. 3.2).

Потери энергии в прыжке Δ Э определяются как разность удельной энергии сечения до прыжка Э(h 1 ) и после прыжка Э(h 2 ). Задаваясь рядом значений глубин h больше и меньше h кр, вычисляется удельная энергия сечения (табл. 3.2)

 

и строится график Э(h) (рис. 3.3). По графику, зная сопряженные глубины на оси прыжка, определяются соответствующие им значения удельной энергии Э( ) и Э( ). Следовательно, потери энергии в прыжке равны:

.  

Рис. 3.3. График энергии потока Э(h)

 

Таблица 3.2

№ п/п h, м ω, м2 ω 2 Э(h), м
           
  h кр        
         

Для получения более точных результатов при построении графиков прыжковой функции и удельной энергии следует выбирать масштаб шкалы h в несколько раз большим, чем для П(h) и Э(h). В заключение третьей части работы строится в масштабе общий график кривой свободной поверхности вдоль всей трассы канала. При этом следует применять искаженный масштаб, т. е. вертикальный масштаб глубин и уклонов брать крупнее продольного масштаба длин.


ЛИТЕРАТУРА

1. Мелконян Г.И. Основы гидравлических расчетов на водных путях. Учеб. пособие. Л.: ЛИВТ, 1978.

2. Чугаев P.Р. Гидравлика. — М. Л.: ГЭИ, 1971.

3. Павловский Н.Н. Краткий гидравлический справочник. — М.: Стройиздат, 1940.

4. Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам. — М.: ГЭИ, 1957.

5. Мостков М.А. Гидравлический справочник. — М.: ГЭИ, 1964.

6. Справочник по гидравлике. / Под ред. И.А. Колышкова. — Киев, Высш. школа, 1977.

 


Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 415 | Нарушение авторских прав






mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.007 сек.)