Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Дисциплины:
2022-11-14 | 38 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
БОКОВОЙ ВОДОЗАБОР
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ НПУ
Отметку нормального подпертого уровня гидроузла назначают из условия обеспечения командования над уровнем магистрального канала в период максимального водозабора.
Для данного расхода канала Qкан. м /с известны:
■ максимальный расход:
- 1% обеспеченности - 370,0 м3/с;
- 5% обеспеченности - 284,0 м3/с;
■ расчетные расходы:
- магистрального канала — 15,4 м3/с;
- регулятора – 23,7 м3/с;
-отметка уровня воды в конце канала- УВк.к.= 21,5 м;
-расстояние на которое необходимо подать воду-Lк=11700 км;
-уклон расчетного канала-iк=0,00015;
-коэффициент шероховатости для облицовок канала n=0,016;
-ширина канала по дну –bк=6,0м;
-коэффициент заложения откосов-mк=2,0.
Находим глубину ,соответствующую данному расходу канала. Определение выполняем методом подбора,задаваясь значением глубины и определяя соответствующий расход.
Для трапециидального сечения канала в расчетах используем:
1) Площадь поперечного сечения: ;
2) Смоченый периметр: ;
3) Гидравлический радиус: ;
4) Коэффициент Шези: ;
5) Расход канала: ;
Табл.1-Определение глубины воды в канале.
1,5 | 13,5 | 12,69 | 1,06 | 72,14 | 11,68 | 15,4 | |
1,82 | 17,54 | 13,55 | 1,29 | 74,63 | 17,01 | 15,4 | |
1,7 | 15,98 | 12,7 | 1,26 | 74,27 | 15,42 | 15,4 |
Таким образом, глубина воды в канале для Qкан.=15,42м /с равна = 1,7м.
Определяем отметку дна в конце канала:
=21,5-1,7=19,8 м.
Определяем отметку дна в начале канала:
Отметка порога водоприемника,с учетом выполнения криволинейного порога для осаждения наносов перед головным регулятором магистрального канала, будет равна:
|
Потери на входе в магистральный канал определяем по зависимости:
Где -коэффициент неравномерного распределения скоростей воды в русле. Принимается равным 1,05;
V-скорость на входе в магистральный канал, равная
Где -площадь живого сечения головного регулятора на входе в магистральный канал.
Принимая во внимание рекомендации Н.Ф.Данелия о величине скорости на пороге водоприемника, которая должна быть в пределах 1,5-2,0м/с,размещении галерей и перекрытия над ними, потери на входе в регулятор определяем исходя из принятой скорости на пороге водослива по зависимости:
Суммарные потери на входе в регулятор и магистральный канал:
.
Принимаем:
1.2. РАСЧЕТ ВОДОПРИЕМНИКА.
Напор на водоприемнике назначаем:
Расчет водоприемника ведем по формуле затопленного водослива с широким порогом на расход Qрег.=23,7м /с.:
,
Где -коэффициент бокового сжатия;
-коэффициент скорости;
b-ширина одного отверстия, м;
n-принятое число отверстий, n=2;
-глубина на пороге:
-потери на входе в регулятор,м
Ширину одного отверстия вычисляем из формулы расхода затопленного водослива с широким порогом:
Принимаем b=4,0м.
Таким образом общая ширина входа с учетом толщины быков будет равна:
Где n-число отдельных отверстий;
b-ширина одного отверстия;
d -тощина промежуточных ж/б быков водозабора,принимаем 0,8м.
За водоприемником размещается переходной участок,в конце которого располагаем головной регулятор магистрального канала. Перед этим регулятором устраиваем криволинейный порог и промывную галерею.
Промывная галерея рассчитывается на расход:
|
Высоту галереи, исходя из условий удобства осмотра и ремонта, по всей длине принимают равной 1,0÷1,5м, а ширину назначают из условия получения в ней скорости не менее 1,5÷2,0м/с при заданном промывном расходе.
Площадь поперечного сечения промывной галереи определяют по формуле:
Принимаем высоту промывной галереи ,а ее ширину .
РАСЧЕТ ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ.
Возвышение гребня плотины определяется по формуле:
,
где -ветровой нагон воды в верхнем бьефе,м;
-высота наката ветровых волн обеспеченностью 1%,м
а-запас возвышения гребня плотины, м.
Ветровой нагон воды определяем по формуле:
,
где -коэффициент,зависящий от скорости ветра,ориентировочно определяется по зависимости: ;
-расчетная или поверочная скорость ветра м/с;
L-длина разгона волны в водохранилище,м;
Н-глубина воды в водохранилище при расчетном(НПУ) уровне,м;
g-ускорение свободного падения;
-угол между продольной осью водохранилища и направлением ветра,принимается=0° для фронтально проходящих волн.
Значение ,стоящее в знаменателе,первоначально принимаем=0,ввиду его малости по сравнению с величиной Н.
При =20м/с =2,1 ;
.
Высоту наката на откос ветровой волны обеспеченностью 1% по накату ,при глубине <<H>> следует определять по формуле:
,
Принимаем и для ж/б крепления.
коэффициент,принимаемый в зависимости от скорости ветра и коэффициента заложения защищаемого откоса.Для и принимаем значение 1,5.
-высота волны обеспеченностью 1% для глубоководной зоны,определяемая по зависимости:
,
где -средняя высота волны,определяемая для глубоководной зоны,где дно не влияет на основные элементы волн,т.е. при ,м;
Н –глубина при расчетном уровне воды,м.
По графику для значений безразмерных величин определяем соответствующие им значения и принимаем меньшие:
и
Величина средней высоты волны:
.
Величина среднего периода волны: .
Средндюю длину волн определяют по формуле:
-коэффициент, определяемый в зависимости от безразмерной величины .
Для =122,625 принимаем значение =2,082.
Высота волны 1% обеспеченности для глубоководной зоны:
-коэффициент, зависящий от пологости волны и заложения откоса .
Для = и =3,0 принимаем =1,38.
Принимаем а=0,5м.
|
Возвышение гребня плотины:
Отметка гребня плотины будет равна:
Принимаем ↓ГП=27,2м.
РАСЧЕТ ПУЛЬПОВОДА.
Ширину лотка пульповода принимаем:
Тогда удельный расход будет равен:
на 1м,
где Qпр-промывной расход камеры отстойника,м³/с.
По табл.23 М.У. для =1,08м²/с и Р=14% определяем промывную скорость Vпр=3м/с.
Глубину воды в лотке пульповода
Исходя из рекомендаций принимаем ж/б монолитную конструкцию пульповода прямоугольного сечения 2,25×1,5м.
Уклон дна пульповода определяем по формуле Шези.
Гидравлический радиус для лотка прямоугольного сечения:
Коэффициент Шези:
где n-коэффициент шероховатости, принимается для грубой бетонной облицовки n=0,017.
Для этих условий уклон дна пульповода будет равен:
Проверку транспортирующего способности пульповода производим по Б.М.Шкундину для пульпы с частицами со средним размером 0,32(т.е. несколько большим, чем у нас идет в запас расчета):
что удовлетворяет условию, так как транспортирующая способность потока равна 81,9кг/м³.
В обоих случаях, и в камере и в пульповоде, транспортирующая способность потоков оказалась больше, что обеспечит успешную промывку камеры.
Для обеспечения нормальной работы пульповода отметка конца пульповода должна быть не ниже паводкового уровня воды в реке. Рабочий уровень воды в камерах отстойника должен располагаться на отметке, превышающей уровень воды в реке на величину суммарных потерь напора при промывке по трассе камера-пульповод.
где Z-превышение уровня воды в отстойнике над паводковым уровнем реки в створе выхода пульпо-провода,м;
-глубина воды в конце камеры,м;
-глубина воды в камере при промывке,м;
а-потери напора при выходе потока из камеры через промывники и сборную галерею в пульповод, принимаемые 0,05÷0,15м;
Iп-уклон дна пульповода;
Lп-длина пульповода, принимаемая равной:
Увязываем уровни воды в верхнем и нижнем бьефах в отстойнике и магистральном канале начиная от уровня воды в реке в месте выхода пульповода в направлении верхнего бьефа отстойника.
Отметка дна реки в створе плотины 16м. Глубина воды, соответствующая расходу 5%-ной обеспеченности, =1,97м.
|
Отметка уровня воды в нижнем бьефе в створе водозабора будет равна
Отметка уровня воды в месте выхода пульповода в реку будет
где S-смещение пульповода вниз по реке с учетом его изломов, м.
Смещение пульповода зависит также от топографических условий. В предварительных расчетах можно принимать
Рабочая отметка уровня воды в отстойнике должна быть не ниже
РАСЧЕТ ШЛЮЗОВ РЕГУЛЯТОРОВ.
При расположении отстойника в составе гидроузла, водоприемик выполняют в виде открытого шлюза-регулятора. Пролеты шлюзов-регуляторов обычно принимают на входе и на выходе одинаковыми и равными ширине камер отстойника.
Гидравлически шлюзы-регуляторы рассчитывают по схеме водосливов с широким порогом при подтопленном истечении. Отметки порогов входного и выходного шлюзов-регуляторов принимают одинаковыми, глубина же воды на порогах различна.
Расчет шлюзов-регуляторов выполняем по формуле:
,
где δ-коэффициент, учитывающий характер подвода воды к водосливу;
ε-коэффициент бокового сжатия;
φ-коэффициент скорости;
В-ширина пролета, равная ширине отстойной камеры,м;
Н-глубина воды на пороге,м;
z-потери на входе в регулятор,м.
Так как подходные скорости незначительные, скоростной напор в расчетах не учитываем.
Выходной шлюз-регулятор рассчитываем на расход одного пролета Qкам=3,59м³/с при глубине воды на пороге, соответствующей глубине в канале, то есть Н= =1,7м.
Из формулы подтопленного водослива разность уровней будет:
Коэффициент δ в формуле учитывает характер подвода воды к водосливу и зависит от угла α.
При фронтальном подводе воды принимаем δ=1,0.
Боковое сжатие учитываем коэффициентом, определяем по формуле Е.А.Замарина
где -числовой коэффициент, зависящий от формы очертания оголовка бычка. Принимаем =0,1;
Н-глубина воды на пороге, м;
В-ширина пролета, равная ширине отстойной камеры, м;
Коэффициент скорости в соответствии с таблицей 29 М.У. будет φ=0,95.
Входной шлюз-регулятор рассчитываем также на расход, проходящий через один пролет и равный Qкам.=3,59м³/с.
Глубина воды на пороге водослива равна
Принимая во внимание рекомендации Н.Ф.Данелия о величине скорости на пороге водоприемника, которая должна быть в пределах 1,5÷2,0м/с, потери при входе в отстойник определяем из зависимости
На входном пороге устанавливаем уравнительную решетку из железных полос сечением δ·1=1,5·8 см с просветами =8см; потери в решетке по А.Р.Березинскому, составят:
;
где β-коэффициент, учитывающий форму спиц, β=0,318;
V-скорость входа(скорость течения перед решеткой), принятая 1,5м/с.
Общие потери на пороге водоприемника будут:
|
Отсюда напор
Отметка НПУ будет равна
Отметка порога водоприемника:
Размеры шлюзов-регуляторов определяют из условия пропуска через них расчетных расходов при полностью поднятых затворах. При пропуске части расчетного расхода или форсировке уровней отверстия частично перекрывают затворами. Особенность расчетов в этом случае состоит в том, что их выполняют при известных размерах сооружения, и они являются, как правило, проверочными. При таких расчетах определяют расход воды, проходящий через суженное отверстие шлюза-регулятора, или находят его размеры, если известен расход, который нужно пропустить через отверстие.
В период промыва одной из двух камер отстойника подача требуемого расхода в магистральный канал обеспечивается некоторой кратковременной перегрузкой работающих камер.
Расход, проходящий через один пролет верхового шлюза-регулятора, будет:
где n-количество отстойных камер.
Разность уровней увеличится и при δ=1,0,φ=0,95,ε=0,971 станет
а с учетом потерь в решетке
следовательно, в водоприемнике необходима форсировка уровня.
Во время промывки одной из камер отстойника шлюз-регулятор будет работать по схеме неподтопленного истечения из-под затвора.
Расчетная формула для этого случая:
,
где φ-коэффициент скорости φ=0,95;
ε΄-коэффициент вертикального сжатия;
-высота входного отверстия,м;
В-ширина пролета,м;
-напор на пороге при форсировке уровней с учетом скорости подхода, м.
Коэффициент вертикального сжатия зависит от отношения высоты отверстия к глубине воды перед затвором.
Из расчетной формулы определим высоту поднятия затвора – а, где
где V-скорость на пороге водоприемника, V=1,5м/с;
-напор на пороге при форсировки уровней, м;
-потери на входе с учетом форсировки уровня, м.
После подстановки получим:
Высоту поднятия затвора определяем методом подбора. Расчет выполняем в табличной форме.
Табл.6- Определение высоты поднятия затвора.
а,м | ε΄ | Q,м³/с | ||
0,4 | 0,2 | 0,63 | 9,35 | 5,39 |
0,35 | 0,159 | 0,627 | 6,86 | 7,7 |
0,26 |
0,118 |
0,623 |
7,8 |
7,7 |
Из таблицы следует, что высота поднятия затвора входного шлюза-регулятора при промывке камер отстойника будет равна =0,5м.
Для быстроты и бесперебойности промывки высоту поднятия затвора выходного шлюза-регулятора «» примем больше глубины воды в камере при промывке, равной =0,38м; пусть =0,7м.
БОКОВОЙ ВОДОЗАБОР
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ НПУ
Отметку нормального подпертого уровня гидроузла назначают из условия обеспечения командования над уровнем магистрального канала в период максимального водозабора.
Для данного расхода канала Qкан. м /с известны:
■ максимальный расход:
- 1% обеспеченности - 370,0 м3/с;
- 5% обеспеченности - 284,0 м3/с;
■ расчетные расходы:
- магистрального канала — 15,4 м3/с;
- регулятора – 23,7 м3/с;
-отметка уровня воды в конце канала- УВк.к.= 21,5 м;
-расстояние на которое необходимо подать воду-Lк=11700 км;
-уклон расчетного канала-iк=0,00015;
-коэффициент шероховатости для облицовок канала n=0,016;
-ширина канала по дну –bк=6,0м;
-коэффициент заложения откосов-mк=2,0.
Находим глубину ,соответствующую данному расходу канала. Определение выполняем методом подбора,задаваясь значением глубины и определяя соответствующий расход.
Для трапециидального сечения канала в расчетах используем:
1) Площадь поперечного сечения: ;
2) Смоченый периметр: ;
3) Гидравлический радиус: ;
4) Коэффициент Шези: ;
5) Расход канала: ;
Табл.1-Определение глубины воды в канале.
1,5 | 13,5 | 12,69 | 1,06 | 72,14 | 11,68 | 15,4 | |
1,82 | 17,54 | 13,55 | 1,29 | 74,63 | 17,01 | 15,4 | |
1,7 | 15,98 | 12,7 | 1,26 | 74,27 | 15,42 | 15,4 |
Таким образом, глубина воды в канале для Qкан.=15,42м /с равна = 1,7м.
Определяем отметку дна в конце канала:
=21,5-1,7=19,8 м.
Определяем отметку дна в начале канала:
Отметка порога водоприемника,с учетом выполнения криволинейного порога для осаждения наносов перед головным регулятором магистрального канала, будет равна:
Потери на входе в магистральный канал определяем по зависимости:
Где -коэффициент неравномерного распределения скоростей воды в русле. Принимается равным 1,05;
V-скорость на входе в магистральный канал, равная
Где -площадь живого сечения головного регулятора на входе в магистральный канал.
Принимая во внимание рекомендации Н.Ф.Данелия о величине скорости на пороге водоприемника, которая должна быть в пределах 1,5-2,0м/с,размещении галерей и перекрытия над ними, потери на входе в регулятор определяем исходя из принятой скорости на пороге водослива по зависимости:
Суммарные потери на входе в регулятор и магистральный канал:
.
Принимаем:
1.2. РАСЧЕТ ВОДОПРИЕМНИКА.
Напор на водоприемнике назначаем:
Расчет водоприемника ведем по формуле затопленного водослива с широким порогом на расход Qрег.=23,7м /с.:
,
Где -коэффициент бокового сжатия;
-коэффициент скорости;
b-ширина одного отверстия, м;
n-принятое число отверстий, n=2;
-глубина на пороге:
-потери на входе в регулятор,м
Ширину одного отверстия вычисляем из формулы расхода затопленного водослива с широким порогом:
Принимаем b=4,0м.
Таким образом общая ширина входа с учетом толщины быков будет равна:
Где n-число отдельных отверстий;
b-ширина одного отверстия;
d -тощина промежуточных ж/б быков водозабора,принимаем 0,8м.
За водоприемником размещается переходной участок,в конце которого располагаем головной регулятор магистрального канала. Перед этим регулятором устраиваем криволинейный порог и промывную галерею.
Промывная галерея рассчитывается на расход:
Высоту галереи, исходя из условий удобства осмотра и ремонта, по всей длине принимают равной 1,0÷1,5м, а ширину назначают из условия получения в ней скорости не менее 1,5÷2,0м/с при заданном промывном расходе.
Площадь поперечного сечения промывной галереи определяют по формуле:
Принимаем высоту промывной галереи ,а ее ширину .
РАСЧЕТ НАНОСОПЕРЕХВАТЫВАЮЩИХ ГАЛЕРЕЙ.
Исходя из рекомендаций профессора Н.Ф.Данелия определяем:
,
Где Н-глубина перед плотиной,м:
относительная ширина всех галерей, располагаемых под пролетами водоприемника,м
n-количество галерей,располагаемых под пролетами водоприемника.
Принимаем высоту галерей а ее высоту .
Галереи работают в напорном режиме и рассчитываются по формуле:
Где -напор над центром выходного отверстия,м
-площадь поперечного сечения галереи, м²:
-коэффициент расхода:
,
Суммарный коэффициент местных сопротивлений составит
,
Где коэффициенты местных сопротивлений:
На вход- плавный поворот- по длине -
Где R-гидравлический радиус, м: ;
χ- смоченный периметр,м:
n-коэффициент шероховатости, для бетонных труб принимаем 0,014;
С-скоростной коэффициент Шези:
=50м-длина галереи.
,
,
.
Расход одной галереи:
.
Таким образом, рекомендуемый расчетный расход галерей, равный расходу водоприемника 23,7 м³/с, может быть пропущен через две галереи.
Тогда общая ширина перед галереями
и отношение находится в рекомендуемых пределах. Относительная ширина галерей, расположенных под водозаборными пролетами, составляет
и отношение находится в рекомендуемых пределах.
Скорость потока в галереях должна обеспечивать транспортирование всех влекомых наносов, включая максимальные фракции
Крупность камня, транспортируемого в галереях,при данной скорости потока может достигать величины:
,
Что больше максимального диаметра наносов 0,25м<0,49м.
РАСЧЕТ ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ.
Возвышение гребня плотины определяется по формуле:
,
где -ветровой нагон воды в верхнем бьефе,м;
-высота наката ветровых волн обеспеченностью 1%,м
а-запас возвышения гребня плотины, м.
Ветровой нагон воды определяем по формуле:
,
где -коэффициент,зависящий от скорости ветра,ориентировочно определяется по зависимости: ;
-расчетная или поверочная скорость ветра м/с;
L-длина разгона волны в водохранилище,м;
Н-глубина воды в водохранилище при расчетном(НПУ) уровне,м;
g-ускорение свободного падения;
-угол между продольной осью водохранилища и направлением ветра,принимается=0° для фронтально проходящих волн.
Значение ,стоящее в знаменателе,первоначально принимаем=0,ввиду его малости по сравнению с величиной Н.
При =20м/с =2,1 ;
.
Высоту наката на откос ветровой волны обеспеченностью 1% по накату ,при глубине <<H>> следует определять по формуле:
,
Принимаем и для ж/б крепления.
коэффициент,принимаемый в зависимости от скорости ветра и коэффициента заложения защищаемого откоса.Для и принимаем значение 1,5.
-высота волны обеспеченностью 1% для глубоководной зоны,определяемая по зависимости:
,
где -средняя высота волны,определяемая для глубоководной зоны,где дно не влияет на основные элементы волн,т.е. при ,м;
Н –глубина при расчетном уровне воды,м.
По графику для значений безразмерных величин определяем соответствующие им значения и принимаем меньшие:
и
Величина средней высоты волны:
.
Величина среднего периода волны: .
Средндюю длину волн определяют по формуле:
-коэффициент, определяемый в зависимости от безразмерной величины .
Для =122,625 принимаем значение =2,082.
Высота волны 1% обеспеченности для глубоководной зоны:
-коэффициент, зависящий от пологости волны и заложения откоса .
Для = и =3,0 принимаем =1,38.
Принимаем а=0,5м.
Возвышение гребня плотины:
Отметка гребня плотины будет равна:
Принимаем ↓ГП=27,2м.
|
|
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!