Установившееся равномерное движение воды в открытых руслах (каналах)

1. Установившееся равномерное движение воды в открытых руслах (каналах)

1 Общие понятия. Основные расчетные зависимости
2 Гидравлически наивыгоднейшее сечение канала
3 Расчет канала по допустимым скоростям
4 Основные типы задач гидравлического расчета
каналов

2. Характеристики каналов

1.Трапецеидальное
2.Полигональное

3.

3.Прямоугольное
4.Полукруглое

4. Максимальный радиус закругления для каналов, проходящих в земляном русле

5. Соотношение уклонов при установившемся равномерном движении (V2 ) ( 2g) – скоростной напор Iг=Iп=iдна=const

6.

Вывод: Установившееся равномерное
движение воды в открытых руслах
может иметь место при определенных
условиях:
1. Постоянство расхода воды Q=const.
2. Постоянство живого сечения ω=const
а, следовательно, и скорости .
3. Постоянство гидравлического
уклона, равного уклону дна Iг=i=const

7.

Название
1. Ширина канала по дну
2. Глубина наполнения
3. Запас в дамбах
4. Полная глубина канала
5. Угол наклона откосов
6. Коэффициент заложения
откосов
7. Относительная ширина по
дну
8. Уклон дна канала
9. Ширина по урезу воды
Обозначение
b
h
∆h
H=h+∆h
α
Единицы
измерения
м
м
м
м
0
m=ctg α
-
-
i
-
B
м

8.

м2
12. Гидравлический радиус
м
Rм
13. Коэффициент шероховатости русла
канала
n
-
14. Коэффициент Шези (к-т
сопротивления трения по длине
являющийся интегральной
характеристикой сил сопротивления)
С
м0,5/с,
15. Средняя скорость в живом
сечении
м/с
16. Расход потока
Q
м3/с
10. Площадь живого сечения
11. Смоченный периметр

9.

R
1 16
С R
n
C R i - формула Шези
Q C R i
Обозначая
K C R
получим формулу расхода
Q K i
где K – расходная характеристика русла

10.

Коэффициент Шези определяется по эмпирическим формулам:
1
C 17,72 lg R
n
1
Н.Н. Павловского C R y
n
И.И. Агроскина
где R- гидравлический радиус, м; y-переменный показатель степени,
определяемый по зависимости: y=2,5 n –0,13–0,75 R ( n 0,1) .

11. Поперечное сечение трапецеидального канала

разм
max
заил
min

12. Предельно допускаемая скорость на размыв зависит от грунта, в котором проложен канал, или от вида крепления ложа канала и

определяется по формуле
υразм= log(
8,8h 2m
g ( гр в ) d 2Cунн К )
d 0,44 bn
где h – глубина воды канала м;
гр
ρгр – плотность грунта, кг/м (ρгр= кг/м3);
g
3
ρв - плотность воды, кг/м3(ρв=1000 кг/м3);
d- средневзвешенный диаметр частиц грунта(=4∙10-3 м);
C унн –усталостная нормативная прочность на разрыв несвязного грунта(=2500 Па);
этим параметром учитывается появление ощутимых сил сцепления при
мелкозернистости грунта;
mI – коэффициент условий работы, учитывающий влияние наносов в коллоидном
состоянии на размывающую способность потока (=1,1);
nI – коэффициент перегрузки (=3,2);
К – коэффициент однородности связных грунтов (=0,5).

13. Минимально допустимая скорость, предотвращающая заиление канала

где ρн–мутность потока (5 6 кг/м3-задается);
R - гидравлический радиус; i–уклон дна канала;
Wср.взв.–средневзвешенная гидравлическая крупность наносов,
м/с;
W0–условная гидравлическая крупность, м/с которая имеет
следующие значения:
при 0,002≤Wср.взв.≤0,008 м/с; W0=Wср,
при 0,0004 Wср.взв 0,002 м/с; W0=0,002.

14. Средневзвешенная гидравлическая крупность наносов

Wср.взв.
W
=
фрi
100
pi
=
Wфр .1 p1 Wфр 2 p2
100%
...... .....
Wфр .5 p5
100%
где–pi содержание фракции в общей массе наносов, %.
Wфр1= W 43W
1
2
где W1 и W2–наибольшее и наименьшее предельные
значения гидравлической крупности, характеризующие
данную фракцию.

15. Значения гидравлической крупности и состав наносов

d,мм
Wiмм/c
p,%
0,25
27
1
0,1
6,92
6
0,05
1,73
23
0,01
0,0692
30
0,005
0,0173
40