Комплексные задачи по гидравлике сооружений

Заказать задачу

Сборник задач по гидравлике: Учеб. пособие для вузов /Под ред. В. А. Большакова.- 4-е изд., перераб. и доп.-Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1979. 336 с.

X.1. Прямоугольный лоток, облицованный, досками, с горизон­тальным дном перегорожен щитом с открытием а = 0,4 м (рис. Х.1). Определить длину l участка лотка ниже щита, на котором не будет гидравлического прыжка при заданных величинах, приведенных в табл. Х.1.

Х.2. Произвести гидравлический расчет одноступенчатого перепа­да в призматическом русле прямоугольного поперечного сечения (рис. Х.2), укрепленного кирпичной кладкой среднего качества при исходных данных, приведенных в табл. Х.2.

Х.3. Канал трапецеидального сечения с бетонированными стенками и горизонтальным дном оканчивается перепадом (рис. Х.3). Построить кривую свободной поверхности в канале выше перепада на первом участке канала длиной    l = 300 м и определить форму сопряжения бьефов, длину отгона и тип укрепления русла (при сопряжении по типу отогнанного прыжка) ниже перепада, на втором участке канала, при Q = 12 м³/с; i₂ = 0,0005; Р = 2 м; b₁ = 4 м и ниже следующих задан­ных величинах, приведенных в табл. Х.З.

Х.4. В малом земляном канале с частичной планировкой дна и откосов имеется преграда в виде водослива (рис. Х.4), высота которо­го Р = 2 м; ширина b = 6 м; боковые стенки вертикальные. По­строить кривую свободной поверхности потока выше преграды на всем участке неравномерного движения и определить форму сопряжения струи ниже преграды при Q = 9 м³/с; b = 3м; и заданных величинах, приведенных в табл. Х.4. При сопряжении с отогнанным прыжком запроектировать водобойный колодец, если: а) преграда выполнена в виде водослива с широким порогом; б) преграда выполнена в виде водо­слива практического профиля прямолинейного очертания, δ = 1 м.

Х.5. Произвести гидравлический расчет бетонного быстротока прямоугольного поперечного сечения (рис. Х.5) при исходных данных, приведенных в табл. Х.5.

В процессе расчета найти нормальную глубину протекания потока на быстротоке h₀ (подбором и по относительному гидравлическому радиусу), глубина в начале быстротока h_изг, критическую глубину h_к. Разбив быстроток на четыре участка, построить способом В. И. Чарномского кривую свободной поверхности, определить, является ли быстроток длинным или коротким (найдя в последнем случае фактическую глубину в конце быстротока). Считая, что отводящее русло имеет то же поперечное сечение, что и быстроток, установить форму сопряжения бьефов; при необходимости устройства гасителя энергии произвести расчет водобойной стенки. Вычертить принципиальную схему проте­кания потока.

Х.6. Бетонный лоток прямоугольного сечения шириной b₁ = 4 м. оканчивается перепадом высотой Р = 2,5 м (рис. Х.6).

Отводящий лоток — также прямоугольного сечения, шириной b₂ = 4 м и глубиной h_н.б. = 1,4 м. Построить кривую свободной поверхности на всем участке неравномерного движения выше перепада и определить форму сопряжения струи в нижнем бьефе при заданных величинах, приведенных в табл. Х.6. При отогнанном прыжке: а) рассчитать комбинированный водобойный колодец; б) определить длину отгона прыжка.

Х.7. Бетонный лоток прямоугольного сечения шириной b = 8 м пропускает расход Q = 23 м³/с; уклон верхней части лотка i₁; средней i₂; нижней i₃ (рис. Х.7). Установить форму кривой свободной поверх­ности в верхней части лотка; построить кривую в средней части на дли­не l = 100 м и определить форму сопряжения струи в нижней части лотка. При сопряжении отогнанным прыжком запроектировать: а) во­добойную стенку; б) водобойный колодец.

Значения уклонов приводятся в табл. Х.7.

Х.8. Трапецеидальный канал с бетонированными стенками и укло­ном i₁ = 0 оканчивается перепадом высотой Р = 3 м, от которого вода отводится каналом той же формы и размеров, но с прямым укло­ном i₂ (рис. Х.8). Построить кривую свободной поверхности на первом участке длиной l₁ = 250 м до глубины h₁. Установить форму сопряже­ния потока ниже перепада. Расход Q = 20 м³/с; b₁ = b₂ = 4,5 м; m₁ =  m₂ = 0,5.

При отогнанном прыжке запроектировать водобойный колодец, при отсутствии прыжка построить кривую свободной поверхности в отво­дящем канале с уклоном i₂, значения которого приведены в табл. Х.8.

Х.9. Прямоугольный бетонный канал шириной b = 4 м и при рас­ходе Q = 16 м³/с перекрыт щитом с открытием а = 0,5 м (рис. Х.9). Определить форму сопряжения струи ниже щита и построить кривую свободной поверхности в канале выше щита на всей длине с неравно­мерным движением при заданном уклоне i, значения которого приведе­ны в табл. Х.9.

Х.10. Трапецеидальный земляной канал с постоянным уклоном дна, находящийся в хорошем состоянии, имеет на участке между сечениями 1—1 и 2—2 постепенно изменяющуюся ширину по дну (рис. Х.10). Установить форму кривой свободной поверхности в канале и построить кривую на участке канала длиной  l = 30 м между сече­ниями 1—1 и 2—2 при Q = 9 м³/с; m₁ = m₂= 1,5; i = 0,0004 и за­данных величинах, приведенных в табл. Х.10.

Х.11. В земляном канале трапецеидального сечения, находящемся в хорошем состоянии, имеется преграда в виде водослива практического профиля высотой Р = 3,5 м; боковые стенки водослива вертикальные; ширина водослива b = 10 м (рис. Х.II). Построить кривую свободной поверхности потока выше преграды на длине l = 500 м и установить форму сопряжения струи ниже преграды при заданных величинах, приведенных в табл. X.11. В случае сопряжения с отогнанным прыжком запроектировать: а) комбинированный водобойный колодец; б) водо­бойную стенку.

Х.12. Донное щитовое отверстие (рис. X.12) прямоугольного се­чения шириной b предназначается для создания весной отогнанного прыжка в нижнем бьефе и повышения тем самым напора гидростанции, отсасывающая труба которой выходит ниже щитов этого отверстия (в пределах бурного течения). Определить высоту поднятия щита а и расход воды под ним, необходимый для получения отогнанного прыжка на длине не меньше l = 20 м, если h_н.б. = 2,8 м; i = 0,002 при заданном напоре Н, значения которого приведены в табл. Х.12.

Х.13. В бетонном лотке прямоугольного сечения с уклоном i₁ = 0 установлен щит с открытием а = 0,8 м (рис. Х.13); на расстоянии l₁ от щита начинается участок лотка длиной l₂ = 200 м с прямым уклоном i₂ = 0,08. Построить кривую свободной поверхности на участках лотка l₁ и l₂ при заданных величинах, приведенных в табл. Х.13.

Х.14. На оросительном канале предполагается устроить бетонный быстроток прямоугольного сечения постоянной ширины со щитом в го­лове быстротока для регулирования расхода (рис. Х.14). Построить кривые свободной поверхности потока за щитом и на быстротоке, если а = 0,8 м; Q = 18 м³/с; z_п = 14,6 м; l₁ = 40 м; m₁ = m₂ = 0; b₁ =  b₂ = b₃ = 3 м; i₁ = 0; остальные заданные величины приведены в табл.14. Определить за быстротоком в случае отогнанного прыжка размеры: а) водобойного колодца; б) водобойной стенки.

Х.15. Определить отверстие малого моста (без учета аккумуляции), построить кривую свободной поверхности потока, подобрать тип укреп­ления канала и рассчитать гаситель энергии каскада косогорных соору­жений одинаковой формы поперечного сечения (рис. Х.15), если Q =  25 м³/с; b = 4 м; H = 2,5 м; Р = 4 м; i₀₁ = 0,003; i₀₂ = 0,007; i₀₃ = 0,2; i₀₄ = 0,005; l₁ = 50 м; l‘₂ = 300 м; l»₂ = 40 м; l_м = 12 м; l₃ = 15 м для русла: а) трапецеидальной формы (m = 1); б) прямо­угольной формы (m = 0).

X.16. Определить отверстие малого моста (без учета аккумуляции), подобрать тип укрепления канала и построить кривую свободной по­верхности потока каскада косогорных сооружений (рис. Х.16) одинаковой формы поперечного сечения, если Q = 10 м³/с; b = 3 м; Н = 2,5 м; Р = 3 м; l₂ = 50 м; l‘₃ = 20 м; l_м = 12 м; l»₃ = 30 м; i₀₁ =  0,003; i₀₂ = 0,15; i₀₃ = 0,008; i₀₄ = 0,02 для русла: а) прямоуголь­ной формы сечения; m = 0; б) трапецеидальной формы сечения; m =1,5.

Заказать задачу