Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Саяно-Шушенский филиал

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Гидравлический расчет трапецеидального канала при неравномерном движении

Вариант № 5.0

Преподаватель ___________ А.А. Андрияс

подпись, дата

Студент гр. ГЭ17-02Б ___________ Д.С. Глашев

подпись, дата

р.п. Черёмушки 2019 г.

Оглавление

Ход решения: 4

1. Форсированный расход 4

2. Минимальный расход 4

3. Определение расходной характеристики канала 4

4. Уточнение расходной характеристики 6

5. Определение скоростей V₃ и V_р 7

6. Построение 8

Цель работы:

Требуется рассчитать канал на равномерное движение, то есть определить глубину канала, ширину канала по дну. Проверить канал на размыв и заиление и вычертить в масштабе поперечный профиль канала

Исходная схема:

Рисунок 1 – Исходная схема

Исходные данные:

Таблица 1 – Исходные данные створа

Тип грунтов, слагающих русло каналов			Глина
Диаметр фракций, мм	0,5 … 0,25	Содержание фракций, %		5
	0,25 … 0,1			10
	0,1 … 0,05			15
	0,05 … 0,02			20
	0,02 … 0,01			50
Мутность потока ρ, кг/м3			0,40
Уклон дна канала i, 0/00			0,24
Коэффициент заложения откоса m			1,0

Таблица 2 – Значения максимально допустимых скоростей неразмыва при равномерном движении

Материал смоченной поверхности канала	, м/с
Несвязные грунты пыль, ил песок гравий Связные грунты супесь, суглинок глина	0,15 … 0,20 0,20 … 0,60 0,60 …1,20 0,7 … 1,0 1,0 … 1,8

Таблица 3 ­– Значения ∆h для различных диапазонов расхода

Q, м3/c	∆h, м
до 10	0,3
10 … 30	0,4
свыше 30	0,5

Ход решения:

1. Форсированный расход

где: расчётный расход

2. Минимальный расход

3. Определение расходной характеристики канала

;

;

;

;

;

;

Таблица 4 ­– Расчеты расходной характеристики канала при выбранном ряде значений h (см рис. 2)

№	h, м	w	X	R	C	K	K0
1	1,0	4	5,8	0,7	31,4	105,1	3227,5
2	2,0	16	11,7	1,4	35,3	668,3
3	3,0	36	17,5	2,1	37,7	1966,8
4	4,0	64	23,3	2,7	39,3	4132,9
5	5,0	100	29,1	3,4	40,9	7541,6

Рисунок 2 –Расходная характеристики канала

4. Уточнение расходной характеристики

Полученное значение b округляем до стандартных значение (целых с шагом в 1 м):

;

;

;

;

;

;

;

;

Таблица 5 – Расчеты уточненной расходной характеристики канала при выбранном ряде значений h (см рис. 3)

№	h, м	b, м	w	X	R	C	K	K0
1	1,0	11,0	12	13,8	0,9	32,8	373,4	3227,5
2	2,0		26	16,7	1,6	36	1184
3	3,0		42	19,5	2,2	38	2367,3
4	4,0		60	22,3	2,7	39,3	3874,6
5	5,0		80	25,1	3,2	40,5	5795,9

h₀ = 3,60 м

h _min = 2,10 м

Рисунок 3 –Уточненная расходная характеристики канала

5. Определение скоростей V₃ и V_р

м/с

м/с

м/с

где: – скорость заиления

– условная гидравлическая крупность наносов, м/с

– средневзвешенная гидравлическая крупность, м/с

, где – средняя гидравлическая крупность для данной фракции

, где – гидравлические крупности наносов, которые соответствуют диаметрам частиц наносов крайнем для данной фракции

Таблица 6 – Гидравляческая крупность при 20°

d, мм	0,5	0,25	0,10	0,05	0,02	0,01
W, м/с	0,0402	0,02602	0,00663	0,00227	0,00036	0,00009

– процентное содержание каждой фракции

Таблица 7 – Расчет гидравлических крупностей наносов

Wi, м/с	0,03311	0,016325	0,00445	0,001315	0,000225
Pi, %	5	10	15	20	50

, м/с; => , м/с

R – радиус, при глубине

м

м/с

, т.к. супесь

– следовательно, при минимальных скоростях потока прочистка канала не требуется.

– при максимальных скоростях потока требуется укрепление канала.

6. Построение

м

м

– т.к. м/с

м

м