Занятие 17 Расчет каналов обратная задача и труб

Занятие 17 Расчет каналов (обратная задача) и труб канализации Расчет каналов, когда неизвестны размеры поперечного сечения канала, ведётся методом подбора Вычисляется величина требуемого модуля расхода

В трубах канализации

Примеры решения задач Задача 1 Определить размеры трапецеидального канала. Дано: Q = 15 м 3/с; m = 2; i = 0, 0005; n = 0, 02.

Решение При неизвестных размерах сечения канала задача решается методом подбора. Определяется требуемая расходная характеристика Kтр = Q / √i = 15 / √ 0, 0005 = 669, 6 м 3/ с. Расчет ведется в табличной форме с использование формул и табличных данных: ; ; h, м b, м 1, 5 0, 7 2, 0 0, 9 2, 2 1, 0 2, 3 0, 9 , м 2 , м R, м C K, м 3/с

Решение (проверка) h, м b, м R, м C K, м 3/с , 1, 5 0, 7 5, 55 7, 41 0, 75 47, 23 227, 01 2, 0 0, 9 9, 80 9, 84 1, 00 50, 00 490, 00 2, 2 1, 0 11, 88 10, 84 1, 10 50, 90 634, 21 2, 3 1, 0 12, 88 11, 29 1, 14 51, 26 704, 93 2, 3 0, 9 12, 65 11, 19 1, 13 51, 17 688, 09 м 2 , м Размеры канала должны быть в пределах обозначенных величин, уточнить расчетом

Задача 2 Канализационная труба диаметром 1000 мм проложена с уклоном i = 0, 0006. Проверить, пропустит ли эта труба при наполнении h/d = 0, 7 расход сточной воды Q = 0, 5 м 3/с.

Решение: Расход в трубе канализации , - расходная характеристика при полном наполнении трубы; R = d / 4 = 1 / 4 = 0, 25 м; для труб канализации принимается n = 0, 013; C = 62, 15 (из таблиц); м 2; K = 0, 785*62, 15√ 0, 25 = 24, 53 м 3/с; Коэффициент А, соответствующий заданному наполнению, принимается по графику и при h/d = 0, 7 А = 0, 8; Q = 0, 8*24, 53*√ 0, 0006 = 0, 481 м 3/с, следовательно Q = 0, 5 м 3/с не может быть пропущен при заданном наполнении.

Задача 3 Определить диаметр железобетонной трубы D при расходе Q = 0, 5 м 3/с, с расчетным наполнением а = 0, 75, уклоне дна трубы i = 0, 002.

Решение Определяем расходную характеристику, соответствующую равномерному движению потока в трубе При наполнении а = 0, 75 относительная расходная характеристика будет равна М= 0, 912. Расходная характеристика, соответствующая движению потока полным сечением, определяется как Диаметр водоотводной трубы Для железобетонной трубы значение шероховатости n = 0, 012 Диаметр трубы Согласно стандарту железобетонных труб принимаем D = 0, 8 м.

Задача 4 Определить расход воды и среднюю скорость в железобетонной водоотводной трубе диаметром D = 0, 6 м при уклоне i 0 = 0, 004. Наполнение трубы А = 0, 65.

Решение Находим относительные расходные и скоростные характеристики при а=0, 65, М= 0, 756 и N= 1, 104. Значение n = 0, 012, Расходная характеристика при полном наполнении трубы Скоростная характеристика при полном наполнении трубы Расход в трубе Средняя скорость Определить глубину потока воды в асбоцементной трубе круглого сечения диаметром D = 0, 5 м при прохождении через нее расхода Q = 0, 35 м 3/с и уклоне трубы i 0 = 0, 008.

Задача 5 Определить глубину потока воды в асбестоцементной трубе круглого сечения диаметром D = 0, 5 м при прохождении через нее расхода Q = 0, 35 м 3/с и уклоне трубы i 0 = 0, 008.

Решение Вычисляем расходную характеристику, соответствующую равномерному движению потока в трубе Расходная характеристика, соответствующая полному заполнению трубы, приняв n = 0, 011 Относительная расходная характеристика При M =0, 879 наполнение трубы а = 0, 73. Глубина воды в трубе h =a. D = 0, 73· 0, 5 = 0, 365 м.

Задачи для самостоятельного решения Задача 6 Определить расход воды в трубе канализации диаметром 1000 мм, проложенной с уклоном 0, 0006 при наполнении h / d = 0, 8.

Задача 7 Рассчитать уклон канализационной трубы, если скорость потока в ней V = 1, 5 м/с, диаметр d = 300 мм, коэффициент шероховатости стенок n = 0, 013. Поток заполняет сечение трубы наполовину.

Задача 8 Определить размеры земляного канала гидравлически наивыгоднейшего сечения, пропускающего расход Q = 32 м 3/с, имеющего заложение откосов m = 1, 5 и уклон дна i 0 = 0, 004, n = 0, 018.

Решение Определим расходную характеристику, соответствующую равномерному движению потока, при глубине h 0 Параметр, характеризующий гидравлически наивыгоднейшее сечение Ширина канала Задаемся разными глубинами в канале h и вычисляем значения b, ω, χ, R, C и K, а полученные величины сводим в таблицу h, м ω, м X, м R, м С, м 1/2/с К, м 3/с 0, 5 0, 303 0, 527 2, 106 0, 25 440, 7 1, 0 0, 606 2, 11 4, 212 0, 5 494, 8 1, 5 0, 909 4. 739 6, 317 0, 75 529, 5 2, 0 1, 212 8, 42 1 555, 6 2, 5 1, 515 13, 163 10, 53 1, 25 576, 6

Согласно табличным значениям h и К строим график функции По графику для К 0 - 506 м 3/с, глубина h 0 - 2, 1 м. Ширина канала b = 2, 1 · 0, 606 = 1, 27 м. график функции K=f(h)

Ответы: № 6 - Q = 0, 555 м 3/с;