Реферат: Проектирование и расчет водопропускных труб

k_р — модульный коэффициент для расчетного расхода.

Величина коэффициента k_р зависит от величины коэффициента асимметрии C_s , который в свою очередь зависит от коэффициента вариации C_v . Величина коэффициента C_v определяется по карте коэффициентов вариации слоя стока половодий. По рис. XV.4 [1] C_v = 0,5. Данную величину для бассейнов площадью менее 200 км² умножают на коэффициент определяемый по табл. I [2] на стр. 7 и равный 1,25. Тогда C_v = 0,63.

Коэффициент асимметрии C_s для равнинных водосборов принимается равным:

Величина коэффициента k_р определяется по кривым модульных коэффициентов слоев стока для соответствующей вероятности превышения по рис. XV.5 [1]. k_р =2,6.

Тогда по формуле (5) h_р = 104 мм, а по формуле (3):

2.4.

Определение пропускной способности трубы при безнапорном режиме.

Безнапорный режим характеризуется незатопленным входным отверстием и работой трубы неполным сечением, что отвечает условию:

где H — подпор перед трубой, м;

h_тр — высота трубы в свету, м.

Принимаем наиболее максимальный расход для определения диаметра трубы, т. е. ливневый расход равный 4,24 м³ /с. Принимаем по выбранному расходу диаметр трубы (1,5 м) и скорость воды на выходе (3,9 м/с) по табл. IV [2] стр. 26.

Критическая скорость V_кр , м/с, определяется по формуле:

где V_с — скорость в сжатом сечении, м/с.

Критическая глубина h_кр , м, определяется по формуле:

где g — ускорение свободного падения, м/с² .

Глубина воды в сжатом сечении h_с , м:

Подпор воды перед трубой определяется по формуле, H, м:

где φ — коэффициент скорости, принимаемый для конического звена 0,97.

Произведем проверку выбранной трубы на высоту подпора трубы по формуле (7):

Произведем проверку пропускной способности выбранной трубы. Пропускная способность трубы Q_c , м/с³ , при безнапорном режиме определяется по формуле:

где ω_с — площадь сжатого сечения в трубе, м² , который определяется из рис. I [2] стр. 13 из соотношения h_c /d = 0,38. По этому графику видно, что ω/d² = 0,29. Следовательно, ω_с = 0,65 и по формуле (12):

Выбираем одноочковую трубу диаметром 1,5 м.

2.5. Расчет отверстий труб с учетом аккумуляции воды у сооружения.

Аккумуляция учитывается во всех случаях расчета по преобладающему ливневому стоку. В результате аккумуляции воды перед трубой образуется пруд. Время прохождения воды через трубу увеличивается по сравнению с продолжительностью паводка, вследствие чего происходит снижение расчетного сбросного расхода в сооружении Q_с по сравнению с максимальным паводочным расходом Q_р , что приводит к значительному уменьшению отверстия трубы. Расчет производится по ливневому стоку с соблюдением условия Q_c ≥ Q_т , где Q_т по формуле (3) равно 1,9 м³ /с, а Q_c по формуле (1) равно 4,24 м³ /с. Условие выполняется.

Порядок определения расчетного сбросного расхода в сооружении с учетом аккумуляции следующий:

1. Вычисляется объем стока W, м³ , по формуле:

где а_час — интенсивность ливня часовой продолжительности в зависимости от ливневого района и вероятности превышения максимальных расходов расчетных паводков, мм/мин. По табл. XV.2 [1] а_час = 0,89;

φ — коэффициент редукции, определяемый по формуле (2). φ = 0,5;

k_t — коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой продолжительности к интенсивности ливня расчетной продолжительности. По табл. XV.3 [1] k_t = 1,39.