RGR2

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Саяно-Шушенский филиал

институт

Гидротехнических сооружений и гидромашин

кафедра

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ №2

по Гидромеханике

наименование дисциплины

Гидравлический расчет трапецеидального канала при неравномерном движении

тема работы

Вариант № 2.9

Преподаватель __________ А.А. Андрияс

подпись, дата инициалы, фамилия

Студент ГЭ21-01Б __542048517____ ___________ Д.А. Маслов

номер группы номер зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

рп. Черёмушки 2023

Требуется:

1. Определить тип кривой свободной поверхности на участке канала от ПК0 до ПКn при пропуске нормального расхода Q.

2. Построить продольный профиль трапецеидального канала с участком неравномерного движения.

Таблица 1-Исходные данные

h0, м	2,5
b, м	4
m	1,25
n	0,025
i	0,00045
h1 ПК0, м	3,375
ПКn, м	65
Q,	29

Способ расчета кривой свободной поверхности – Н.Н. Павловского.

Расчет:

Для того чтобы определить тип кривой свободной поверхности потока в русле, необходимо знать уклон русла i, критический уклон русла i_КР и следующие глубины: глубину равномерного движения – h₀, критическую глубину потока – h_KP и глубину потока на пикете (ПК₀) – h₁. Далее из соотношения глубин выбирается тип кривой свободной поверхности потока.

Коэффициент Кориолиса

Пользуюсь справочной таблицей находим значение особой функции И.И. Агроскина .

Для трапецеидального сечения:

Критический уклон:

Следовательно:

Из указанный выше неравенств определяем тип кривой свободной поверхности. Тип кривой свободной поверхности принадлежит первому случаю зоне а – кривая подпора а₁.

Для расчета используем метод Н.Н. Павловского.

Расстояние между сечениями с глубинами h1 и h2 для случая i > 0 определяется по формуле:

Вспомогательная величина a находится из следующих зависимостей:

если h₁ > h₂, ,

если h₁ < h₂,

Рассчитываем кривую свободной поверхности потока по методу Н.Н. Павловского, пользуясь таблицей 2.

Таблица 2 – Расчет кривой свободной поверхности по методу Н.Н. Павловского

Расчетные формулы и параметры	h1	h2	h3	h4	h5	h6	h7	h8	h9
	3,375	3,325	3,275	3,225	3,175	3,125	3,075	3,025	2,975
ωi=hi(b+m*hi), м2	27,74	27,12	26,51	25,90	25,30	24,71	24,12	23,54	22,96
χi=b+2hi√1+m2 , м	14,81	14,65	14,49	14,33	14,16	14,00	13,84	13,68	13,52
Ri=ωi/χi , м	1,87	1,85	1,83	1,81	1,79	1,76	1,74	1,72	1,70
Ci=(1/n)*Ri1/6 , м0,5/с	44,41	44,33	44,24	44,15	44,06	43,97	43,88	43,78	43,69
Ki=ωi*Ci√Ri , м3/с	1686,22	1635,81	1586,28	1537,63	1489,84	1442,92	1396,85	1351,64	1307,27
Zi=Ki/K0	1,233	1,197	1,160	1,125	1,090	1,055	1,022	0,989	0,956
Bi=b+2m*hi , м	12,44	12,31	12,19	12,06	11,94	11,81	11,69	11,56	11,44
ϕ(Zi) (Приложение 1)	0,608	0,625	0,639	0,650	0,658	0,663	0,666	0,667	0,664
ai	0,74	0,72	0,71	0,70	0,69	0,67	0,66	0,65	0,64
li	54,264	54,259	53,975	52,954	51,739	50,294	48,606	46,709	44,713
Ẕ	1,215	1,178	1,143	1,107	1,073	1,039	1,005	0,972	0,940

Продолжение таблицы 2

Расчетные формулы и параметры	h10	h11	h12	h13	h14	h15	h16	h17	h18
	2,925	2,875	2,825	2,775	2,725	2,675	2,625	2,575	2,525
ωi=hi(b+m*hi), м2	22,39	21,83	21,28	20,73	20,18	19,64	19,11	18,59	18,07
χi=b+2hi√1+m2 , м	13,36	13,20	13,04	12,88	12,72	12,56	12,40	12,24	12,08
Ri=ωi/χi , м	1,68	1,65	1,63	1,61	1,59	1,56	1,54	1,52	1,50
Ci=(1/n)*Ri1/6 , м0,5/с	43,59	43,50	43,40	43,30	43,20	43,09	42,99	42,88	42,77
Ki=ωi*Ci√Ri , м3/с	1263,75	1221,06	1179,20	1138,16	1097,94	1058,54	1019,94	982,15	945,15
Zi=Ki/K0	0,924	0,893	0,863	0,833	0,803	0,774	0,746	0,718	0,691
Bi=b+2m*hi , м	11,31	11,19	11,06	10,94	10,81	10,69	10,56	10,44	10,31
ϕ(Zi) (Приложение 1)	0,660	0,655	0,648	0,640	0,630	0,619	0,607	0,594	0,581
ai	0,62	0,61	0,60	0,59	0,58	0,56	0,55	0,54
li	42,692	40,473	38,316	36,177	33,838	31,996	29,726	27,833
Ẕ	0,909	0,878	0,848	0,818	0,789	0,760	0,732	0,705

После расчета кривых свободной поверхности (подпора), вычисления их длины между каждой парой соседних глубин, но продольном профиле канала наносятся глубины h1, h2, … hn принятые в таблице 2.

Глубины h₁, h₂ ... h_n задаются через шаг Δh (величину шага приняли 0,05). Для кривой подпора глубины вверх по течению уменьшаются на шаг Δh.

По данным таблицы 2 построим кривую свободной поверхности (Приложение А).

Вывод: В ходе работы был определен тип кривой свободной поверхности на начало канала (кривая подпора ). В расчетах использовался метод Н.Н. Павловского.

ПРИЛОЖЕНИЕ А