1-е приближение: , ,

2-е приближение:

, т.к

3-е приближение:

Принимаем , , .

Очертание водослива практического профиля строится по известным координатам Кригера - Офицерова. Внизу водосливная поверхность плотины плавно сопрягается с горизонтальной поверхностью крепления нижнего бьефа цилиндрической поверхностью радиусом .

Координаты для построения оголовка безвакуумного водослива с оголовком профиля А для напора и с учетом горизонтальной вставки :

Для , принимаем .

2.4 Расчет сопряжения бьефов при маневрировании затворами

После возведения гидроузла нарушаются естественные условия прохождения паводков: они пропускаются через водопропускные сооружения, суммарная ширина которых обычно меньше ширины потока в русле реки, со скоростями значительно большими, чем скорость течения воды в естественных условиях.

Гашение энергии в основном происходит за счет турбулизации потока при образовании вихрей, соударении струй, при динамическом воздействии на препятствия и перемещения частиц грунта русла реки при процессах эрозии (размыва). Значительные потери энергии сбросного потока происходят в водоворотных зонах и, в частности, в гидравлическом прыжке, который является эффективным гасителем кинетической энергии, при этом часть энергии расходуется на колебания крепления, основания и на образование волн.

Условия работы крепления нижнего бьефа, предназначенного для защиты русла реки от размыва сбросным потоком на участке гашения его избыточной кинетической энергии, зависят в значительной мере от режима (вида) сопряжения потока с водной массой в нижнем бьефе.

Наиболее эффективное гашение энергии происходит при донном режиме сопряжения бьефов на участке донного гидравлического прыжка.

В ходе расчета выявляется, в каком случае возникает наиболее опасный случай сопряжения бьефов при маневрировании затворами.

Рассмотрим случаи:

1. центральный затвор открыт на ;

2. все затворы открыты на ;

3. центральный затвор открыт на ;

4. все затворы открыты на ;

5. центральный затвор открыт полностью;

6. все затворы открыты полностью ;

7. поверочный

Для каждого из расчетных случаев следует определить, затоплен или отогнан прыжок. При этом необходимо учитывать влияние на положение прыжка пространственного растекания.

Условие затопления гидравличес-кого прыжка:

где - раздельная глубина прыжка; - бытовая глубина в нижнем бьефе.

2.4.1 определение расхода через один водосливной пролет при различных открываниях затвора:

Для определения расхода через водосливное отверстие используем формулу “истечения из-под щита”:

где - расход через один водосливной пролет при открытии затвора на высоту ;

- ширина водосливного пролета;

- коэффициент скорости.

Коэффициент вертикального сжатия струи определяем по формуле А.Д. Альтшуля:

где - относительное открытие затвора.

а) центральный затвор открыт на :

б) центральный затвор открыт на :

в) центральный затвор открыт полностью на :

Принимаем Q=416,7 м3/с

г) Поверочный. :

Принимаем Q=1000 м3/с

2.4.2 определение сжатой глубины:

Сжатая глубина за водосливом определяем по формуле:

- коэффициент скорости;

Т - полный запас энергии в ВБ над искомым сечением.

Расчет сжатой глубины проводим с помощью последовательных приближений. В первом приближении принимаем . Приближения необходимо проводить, пока значения двух приближений не сойдутся с точностью 1 см.

а) центральный затвор открыт на , :

1-е приближение:

2-е приближение:

3-е приближение:

б) центральный затвор открыт на , :

1-е приближение:

2-е приближение:

3-е приближение:

в) центральный затвор открыт на , :

1-е приближение:

2-е приближение:

3-е приближение:

г) Поверочный. Затвор открыт на , :

1-е приближение:

2-е приближение:

3-е приближение:

4-е приближение:

2.4.3 определение раздельных глубин :

Пусть прыжок находится в критическом состоянии, т.е .

Раздельную глубину прыжка в плоских условиях определяют как сопряженную со сжатой:

а) центральный затвор открыт на , , :

б) центральный затвор открыт на , , :

в) центральный затвор открыт на , , :

в) центральный затвор открыт на , , :

2.4.4 изменение бытовых глубин при режиме маневрирования :

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Результаты вычислений сводим в таблицу:

Страницы: 1, 2, 3