Bài tập Tính toán khí thực trên công trình thủy lợi (đề số 35)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (116.35 KB, 6 trang )
Bài tập: Tính toán khí thực trên công trình thuỷ lợi
Bài tập tính toán kHí thực trên công trình
thuỷ lợi
Đề bài:
Yêu cầu xác định độ dốc gồ ghề cho phép không xâm thực trên bề mặt
một dốc nớc dài Ld(m); mặt cắt ngang hình chữ nhật bề rộng B(m), độ dốc i; lu lợng thiết kế Q(m3/s); Độ sâu đầu dốc h1(m). Vật liệu làm dốc là bê tông cốt thép
M200, có độ nhám trung bình bề mặt (mm); hệ số nhám n;
Yêu cầu tính toán với các mặt cắt cách nhau 20m tính từ đầu dốc.
Đề bài đợc ra theo thứ tự sổ theo dõi học tập.
Đề 35: Số liệu nh sau.
L
160
B
10
i
0,24
Q
252,00
h1
3,17
delta
0,0004
n
0,014
Bài làm:
1. Vẽ đờng mặt nớc trên dốc:
- Tính hk và h0: Từ số liệu đầu bài ta có:
q=
Q 252
q 2 3 1 * 25,2 2
=
= 25,2m 3 /s => hk = 3
=
= 4,0152m
B 10
g
9,81
Vậy hk = 4,0152(m)
+ F ( R ln) =
4m0 i 8 0,26
=
= 0,0156
Q
256
+ Với với n=0,014 và f(Rln) = 0,0156 tra phụ lục 8-1 bảng tra thuỷ lực ta có:
Rln = 0,9611
+ Rln = 0,9584 =>
+ Với
B
10
=
= 10,4052
R Ln 0,9611
B
h
= 10,4052 vàm=0 tra phụ lục 8-3 bảng tra thuỷ lực ta có:
= 0,9159
Rln
Rln
Suy ra h0 = Rln.0,9159 = 0,9584x0,9159 = 0,88802 (m).
vậy h0 = 0,88(m).
+ Với h1 = 3,17(m).
So sánh h1, hk và h0 ta có: h0 = 0,88 m < h1 = 3,17m < hk = 4,015m
và i =0,014 > 0
Suy ra đờng mặt nớc trên dốc là đờng nớc hạ bII.
Ta vẽ bằng cách lập bảng nh sau:
ở đây ta dùng phơng pháp sai phân, xuất phát từ mặt cắt đầu dốc, tính độ sâu nớc tại các mặt cắt tiếp theo bằng cách thử dần theo phơng trình:
L =
E
i jTB
Trong đó:
Học viên: Nguyễn Phơng Phong - Lớp CH14C1
1
Bài tập: Tính toán khí thực trên công trình thuỷ lợi
+ L: khoảng cách (theo phơng ngang) gữa hai mặt tính toán.
+ E = E2 E1
E2 = h2 +
+
V22
2g
V 2
E1 = h1 + 1
2g
tỷ năng của mặt cắt 2 và 1.
+ h1, h2 : độ dốc tơng ứng tại mặt cắt 1 (đầu đoạn) và 2 (cuối đoạn).
+ V1, V2 : Lu tốc bình quân tại mặt cắt 1 và 2.
+ i: Độ dốc đáy của dốc nớc.
+ J tb =
J1 + J 2
: Độ dốc thuỷ lực trung bình của mặt cắt 1 và 2.
2
+ J1, J2 : Độ dốc thuỷ lực tại mặt cắt 1 và 2.
(1) Chiều cao cột nớc dọc theo dốc nớc.
(2) Chu vi ơt của mặt cắt tính toán của dốc nớc (2) = 2x(1) + B.
(3) Diện tích mặt cắt kênh tính toán của dốc nớc (3) = (1)xB
(4) Bán kính thuỷ lực (4) = (3)/(2).
(5) Trị số tra bảng khi biết R và n, hay tính theo công thức: C R =
1 2/3
R
n
(6) Lu tốc dòng chẩy tại mặt cắt tính toán trên dốc (6) = Q/(3).
(7) Độ dốc thuỷ lực tại mặt cắt tính toán (7) = Q2/(3)2x(5)2.
(8) Độ dốc thuỷ lực trung bình giữa hai mặt cắt (8) = [(7)I +(7)i+1]/2.
(9) Hiệu số của độ dốc đáy kênh và độ dốc thuỷ lực (9) = I (8).
(10) Năng lợng đơn vị của mặt cắt tính toán (10) = (1) + (8)2/2g.
(11) Độ chênh năng lợng giữa hai m/ct tính toán (11) = [(10)I +(10)i+1]/2.
(12) Khoảng cách giữa hai mặt cắt tính toán kề nhau.
(13) Khoảng cách từ đầu dốc nớc đến vị trí m/c tính toán.
Học viên: Nguyễn Phơng Phong - Lớp CH14C1
2
Bài tập: Tính toán khí thực trên công trình thuỷ lợi
Bảng 1: Vẽ đờng mặt nớc trên dốc với Q = 252(m3/s); h1 = 3.17(m).
Mặt
h
R
cắt
(m)
(m)
(m2)
m
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
1
3,170
16,340
31,700
1,940
111,108
7,95
0,0051
2
1,894
13,789
18,945
1,374
88,276
13,30
0,0227
0,0139
0,2261
10,913
4,5218
20,00
20
3
1,547
13,094
15,471
1,182
79,831
16,29
0,0416
0,0322
0,2078
15,069
4,1567
20,00
40
4
1,361
12,722
13,608
1,070
74,710
18,52
0,0614
0,0515
0,1885
18,839
3,7694
20,00
60
5
1,242
12,485
12,424
0,995
71,195
20,28
0,0812
0,0713
0,1687
22,213
3,3739
20,00
80
6
1,160
12,321
11,604
0,942
68,629
21,72
0,1001
0,0907
0,1493
25,200
2,9869
20,00
100
7
1,101
12,201
11,006
0,902
66,685
22,90
0,1179
0,1090
0,1310
27,819
2,6198
20,00
120
8
1,056
12,111
10,557
0,872
65,177
23,87
0,1341
0,1260
0,1140
30,099
2,2798
20,00
140
9
1,021
12,042
10,210
0,848
63,987
24,68
0,1488
0,1415
0,0985
32,070
1,9707
20,00
160
Học viên: Nguyễn Phơng Phong - Lớp CH14C1
C(R)1/2
V
J
Jtb
i-Jtb
E
E
(m/s)
(8)
(9)
(10)
(11)
L
L
(m)
(m)
(12)
(13)
6,391
0
3
Bài tập: Tính toán khí thực trên công trình thuỷ lợi
2. Tính toán Zm tại các mặt cắt cách nhau 20m.
Tại mỗi mặt cắt xác định lu tốc khống chế cho phép V CP = VTB, Từ các
thông số thuỷ lực trên mặt cắt, xác định đợc v, 2.
- Tính v:
áp dụng công thức:
1 = (
v .Vng
2 .VCP
)2
+ Tinh v:
áp dung công thức:
1
2 B + 2h
v =
(ln + 2 2 ln 5
(h ).( B 2 ) +
B.h
ln + 3
}
Tính :
ứng với
L
L
=
tra đồ thị hình 2-10 trang 29 trong giáo trinh
0,4.10 3
Tính toán khí thực công trình thuỷ lợi ta có
= A1 => = .A1
(1)
+ Tính Vng: Bài cho vật liệu làm dốc nớc là BTCT M200 => RB = 20MPa
s = 0
ta đợc Vng = 13,2(m/s) (2)
RB = 20 MPa
Tra đồ thị hình 3-1 trang 42 với
+ Tính 2: Với
= A1 tra đồ thị 2 = f ( ) hình 2-10 Trang 29 trong giáo
trinh Tính toán khí thực công trình thuỷ lợi ta có đợc 2.
(3)
+ Từ (1), (2) và (3) ta có tính đợc 1
y
- Từ Biểu đồ quan hệ 1 = f ( ) hình 2-10 Trang 29 trong giáo trinh Tính
y
.
y
y
- Có
áp dụng công thức y = Zm + => Z m = ( 1)
toán khí thực công trình thuỷ lợi ta tra đợc giá trị
Kết quả đợc thể hiên trong bảnt tính toán dới đây:
Học viên: Nguyễn Phơng Phong - Lớp CH14C1
4
Bài tập: Tính toán khí thực trên công trình thuỷ lợi
Mặt
L
h
VTB=VCP
cắt
(m)
(m)
(m/s)
(1)
(2)
(3)
(4)
0
0
3,170
7,95
1
20
1,894
2
40
3
/
L/
2
v
1
y/
Zm
(m)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(11)
(10)
(12)
13,30
50000,00
700,00
0,00120
0,28000
0,979
787
590,0
0,2356
1,547
16,29
100000,00 2000,00 0,00100
0,80000
0,940
580
160,0
0,0636
60
1,361
18,52
150000,00 2200,00 0,00098
0,88000
0,928
447
70,0
0,0276
4
80
1,242
20,28
200000,00 2700,00 0,00096
1,08000
0,909
365
40,0
0,0156
5
100
1,160
21,72
250000,00 3000,00 0,00095
1,20000
0,896
312
30,0
0,0116
6
120
1,101
22,90
300000,00 3600,00 0,00093
1,44000
0,874
273
19,0
0,0072
7
140
1,056
23,87
350000,00 4000,00 0,00090
1,60000
0,859
251
15,0
0,0056
8
160
1,021
24,68
400000,00 4500,00 0,00087
1,80000
0,842
233
13,0
0,0048
Zm chính là độ gồ ghề cho phép của dốc nớc tại các mặt cắt cách nhau 20m.
1
Z
Học viên: Nguyễn Phơng Phong - Lớp CH14C1
TB
m
=
Z
n
n
i
=
0,3716
= 0,04659(m)
8
5
Bài tập: Tính toán khí thực trên công trình thuỷ lợi
Học viên: Nguyễn Phơng Phong - Lớp CH14C1
6
