3 Tính Toán Thuỷ Lực Bậc Nước. - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Luận Văn - Báo Cáo >
3. Thạc sĩ - Cao học >

3 Tính toán thuỷ lực bậc nước.

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.71 MB, 200 trang )

Đồ án tốt nghiệp kỹ sưTrang 47Ngành : Công trình- Bậc : Bậc nước gồm nhiều cấp. Cần phải thiết kế làm sao để trong mỗi cấpđều có nước nhảy ngập ổn định. Vì vậy, cuối mỗi cấp thường có tường tiêu năng,làm việc như một bể tiêu năng. Trong mỗi cấp còn có tường đứng, bản đáy và tườngbiên. Tường đứng làm việc như một đập tràn, là loại tường trọng lực có khe lún táchkhỏi bản đáy. Bản đáy trong mỗi bậc làm nhiệm vụ như bản đáy của bể tiêu năngcòn tường biên thường là tường trọng lực.- Phần ra : Phần ra là cấp cuối cùng. Cấu tạo của nó về cơ bản giống các cấp ởgiữa. Nhưng để thuận lợi cho tiêu năng thì bể tiêu năng cuối cùng này thường làmcó dạng khuếch tán trong bể có thể đặt mố hoặc làm tường cuối bể (tùy theo địahình cụ thể).Hình 6-3 : Bậc nước nhiều cấp.1 Tường nước đổ; 2 Phần nước đổ xuống; 3 Giếng tiêu năng; 4 Tường dọc.6.3.2 Mục đích :Mục đích của tính toán thủy lực bậc nước là xác định được kích thước của mỗicấp với điều kiện thủy lực có lợi.6.3.3 Trình tự tính toán :Hình 6-4 : Sơ đồ tính toán bậc nước.* Giả thiết số cấp N và chiều cao tường d của mỗi cấp :Chiều cao mỗi cấp xác định theo công thức :Sinh viên : Lê Ngọc DiệpLớp 44C4Đồ án tốt nghiệp kỹ sưTrang 48P=Ngành : Công trìnhP0+dN(6-11)Trong đó :P0 – Tổng độ chênh về địa hình từ đầu cấp thứ nhất đến cấpcuối cùng.N – Số cấp.d – Chiều sâu trước bậc tính toán.* Xác định độ sâu co hẹp h1 :v1 = ϕ 2g(H o + P − h 1 )(6-12)q = ϕ .h 1 2g(H o + P − h 1 )(6-12’)Trong đó :v1 – Vận tốc ngang ở chỗ tia dòng đổ xuống.q – Lưu lượng đơn vị.P – Chiều cao của tường nước đổ.α.v 2H0 = H +- Độ sâu của nước trên ngưỡng vào của bậc2gnước có tính đến cột nước lưu tốc tới gần.ϕ - Hệ số lưu tốc.Với q đã biết sẽ tính được h1.* Tính độ sâu liên hiệp h2 của h1 :hh1 h2 =1 + 8 k2  h13 − 1(6-13)Trong đó :hk - Độ sâu phân giới của dòng chảy trong bể.hk = 3Kiểm tra tỷ lệαq 2g(6-14)h2> 2 (nếu không thoả mãn thì phải giả thiết lại P).h1* Chọn chiều cao của tường d :d được chọn sao cho :Sinh viên : Lê Ngọc DiệpLớp 44C4Đồ án tốt nghiệp kỹ sưTrang 49H1 + d > h 2Ngành : Công trình(6-15)Theo kinh nghiệm của giáo sư V.A. saupman, với điều kiện d ≥ 0,25h2 vàd + H1 = 0,9h2 thì trong bể có nước nhảy ổn định và ở cấp cuối cùng mới cần chọn(d + H1) ≥ (1,1 ÷ 1,15)h2 để bảo đảm an toàn cho dòng chảy vào kênh tháo phía sau(trong đó H1 – cột nước trên đỉnh tường).* Xác định chiều dài bể :Chiều dài bể gồm chiều dài phun xa của luồng nước và chiều dài nước nhảy :l = l1 + β.ln(6-16)Trong đó :l1 – Chiều dài phun xa của luồng nước.ln – Chiều dài nước nhảy.β - là hệ số, lấy từ 0,7 ÷ 0,8.+ Chiều dài phun xa của luồng nước l1 được xác định theo công thức :l1 = v2yg(6-17)Trong đó :v - vận tốc trung bình trên ngưỡng, xác định theo công thức :v=qH1(6-18)y - được xác định theo công thức :y = P + 0,5H1(6-19)+ Xác định chiều dài nước nhảy ln :ln = 3,2h2.(6-20)(Theo tài liệu sách thiết kế và thi công hồ chứa nước loại vừa và nhỏ NXB Nôngnghiệp Hà Nội, trang 360).6.3.4 Tính toán cụ thể :Ở đây ta tính toán thủy lực bậc nước tương ứng với 3 phương án chiều rộngtràn khác nhau : Btr = 15; 20; 25 (m).Với trường hợp này do bậc nước được làm nối tiếp sau dốc nước do đó độ sâudòng chảy ngay trước khi vào bậc thứ nhất được lấy là độ sâu dòng chảy ở cuốidốc.Sinh viên : Lê Ngọc DiệpLớp 44C4Đồ án tốt nghiệp kỹ sưTrang 50Ngành : Công trình6.3.4.1 Tính toán với phương án Btr = 15 m :* Các số liệu cho trước :- Chiều rộng bậc nước = chiều rộng tràn = chiều rộng dốc nước = 15 (m).- Lưu lượng tháo : Q = 238 (m3/s).- Cột nước trước khi vào bậc = cột nước cuối dốc , H = h cd = 1,618 (m).- Lưu tốc tại mặt cắt cuối dốc :v=Q238== 9,806(m/s)B.H 15.1,618(6-21)- Cột nước toàn phần :Ho = H +α.v 21.9,806 2= 1,618 += 6,519(m) .2g2.9,81* Xác định chiều cao mỗi cấp :Chọn chiều cao các bậc bằng nhau P1 = P2 = … = Pn = P.Với độ chênh địa hình là P0 = 23 (m).Giả thiết số bậc N = 5.Chiều sâu hố của mỗi cấp (chiều cao tường) d = 2,0 (m).Chiều cao mỗi cấp xác định theo công thức (6-8) :P23P = o +d =+ 2,0 = 6,60 (m) .N5* Tính toán với cấp thứ nhất :+ Độ sâu co hẹp h1 được xác định theo công thức (6-12’) :q = ϕ .h 1 2g(H o + P − h 1 )Trong đó :q – Lưu lượng đơn vị, q =Q 238== 15,867 (m3/s.m).B 15P – Chiều cao của tường nước đổ, P = 6,60 m .Ho – Cột nước toàn phần trên tràn, Ho = 6,519 m .ϕ - Hệ số lưu tốc, tra đồ thị hình 10-23.a – trang 159 (sổ taytính toán thuỷ lực) vớih cd 1,618== 0,25 .P6,60=> ta được ϕ = 0,82 .Sinh viên : Lê Ngọc DiệpLớp 44C4Đồ án tốt nghiệp kỹ sư=>Trang 51Ngành : Công trình15,867 = 0,82.h 1 . 2.9.81(6,519 + 6,60 − h 1 ) .Giải phương trình trên ta được h1 = 1,277 (m).+ Tính độ sâu liên hiệp h2 theo công thức (6-13) :2h1 8 q   − 1h2 =1+2 g.h 1  h 1 2 1,277 8 15,867 =1+ − 1 = 5,73(m).29,81.1,277  1,277 + Kiểm tra điều kiện chảy ngập và kinh tế :h25,73== 4,49 .h 1 1,277Thoả mãn điều kiện ngập lặng và kinh tế.+ Tính cột nước ở trên ngưỡng tràn cuối cấp thứ nhất (trên đỉnh tường tiêunăng).qH o1 =  M2/3(6-22)Ở đây hệ số lưu lượng M = 1,86 lấy như đối với đập tràn đỉnh nhọn.=>H o1q = M2/3 15,867 = 1,86 2/3= 4,175(m) .2Do đóαV 21  15,867 H 1 = H o1 − 1 = 4,175 − = 3,784(m) .2g2.9,81  5,73 + Tính chiều sâu bể (chiều cao của tường tiêu năng) :d = h 2 − H 1 = 5,73 − 3,784 = 1,95(m) .Vậy d < dgt => chiều sâu bể giả thiết là hợp lý.+ Tính chiều sâu nước trong hố :h b = d + H 1 = 2,0 + 3,784 = 5,78(m) .Hệ số an toàn về chiều sâu là :h b 5,78== 1,01 .h 2 5,73* Tính toán cấp thứ hai và các cấp tiếp theo :Sinh viên : Lê Ngọc DiệpLớp 44C4Đồ án tốt nghiệp kỹ sưTa cóTrang 52Ngành : Công trìnhHo1 = 4,175 (m). H 01 4,175== 0,63  Tra đồ thị hình 10-23.b –6,60 Pϕ = 0,83 , trang159 (sổ tay tính toán thủy lực).Tính toán tương tự như trên ta được :h1 = 1,420 (m).h2 = 5,345 (m).Kiểm tra điều kiện ngập lặng và kinh tế :h 2 5,345== 3,77 .h 1 1,420Thoả mãn điều kiện ngập lặng và kinh tế.+ Chiều sâu cột nước trên ngưỡng cuối bậc thứ hai :H o2 = H 01 = 4,175(m) .2H 2 = H o2Do đóαV221  15,867 −= 4,175 − = 3,726(m) .2g2.9,81  5,345 + Chiều sâu bể :d = h 2 − H 2 = 5,345 − 3,726 = 1,62(m) .Vậy dtt < dgt => chiều sâu bể giả thiết là hợp lý => chọn d = dgt = 2,0 (m).+ Tính chiều sâu nước trong hố :h b = d + H 2 = 2,0 + 3,726 = 5,73(m) .Hệ số an toàn về chiều sâu là :h b 5,726== 1,07 .h 2 5,345+ Tính chiều dài bể (theo công thức 6-16) :lbể = l1 + β.lnl1 =q 2(P + 0,5.H 1 ) 15,867 2(6,60 + 0,5.3,784).=.= 5,52(m) .H1g3,7849,81l n = 3,2.h 2 = 3,2.5,345 = 17,10(m) .β - hệ số chọn từ 0,7 ÷ 0,8 , chọn β = 0,8.=>lbể = 5,52 + 0,8.17,10 = 19,20 (m).Sinh viên : Lê Ngọc DiệpLớp 44C4Đồ án tốt nghiệp kỹ sưTrang 53Ngành : Công trìnhTa chọn chiều dài của bể là lbể = 19,5 m.* Tính toán cấp cuối cùng :Kênh tháo hạ lưu có chiều rộng Bk = 30 m. Bể tiêu năng của cấp cuối cùngđược nối tiếp vào kênh hạ lưu.+ Các thông số của kênh hạ lưu :Bề rộng kênh Bk = 30 m.Hệ số mái kênh : m = 1,5.Độ dốc đáy kênh : i = 0,000125.Độ nhám lòng kênh : n = 0,025.+ Tính độ sâu dòng đều trong kênh :Sử dụng phương pháp mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực ta được :f(R ln ) = 0,000396 .Rln = 4,7341 (m).Lập tỷ sốb30== 6,337 .R ln 4,7341Với m = 1,5 phụ lục 8-3 ta được=> h0 = (h= 1,1408 .R lnh) .Rln = 1,1408.4,7341 = 5,4006 (m) = hh.R ln+ Xác định độ chênh cột nước Z tại chỗ ra của bể tiêu năng khi chiều sâu nướctrong kênh tháo là hh = 5,4006 (m) :Zo ==>Qϕ .B k .h h 2g=2380,95.30.5,4006. 2.9,81= 0,3491 (6-23)Zo = 0,1219 (m) .+ Lưu tốc dòng chảy khi ra khỏi bể :vo =Cho nên =>Q238== 1,07(m/s) .B k (d + h h ) 30.(2,0 + 5,4006)v o21,07 2Z = Zo −= 0,1219 −= 0,06(m) .2g2.9,81(6-24)(6-25)+ Chiều sâu nước trong bể :hb = d + hh + Z = 2,0 + 5,4006 + 0,06 = 7,46 (m) . (6-26)Sinh viên : Lê Ngọc DiệpLớp 44C4Đồ án tốt nghiệp kỹ sưTrang 54Ngành : Công trìnhHệ số an toàn về chiều sâu :hb7,46== 1,40 . Vì độ an toàn về chiều sâu khá lớn nênh 2 5,338có thể giảm chiều sâu của bể dưới. Ta có thể chọn chiều sâu của bể dưới cùng d =1,70 m6.3.4.2 Tính toán với phương án Btr = 20 m và Btr = 25 m :Tính toán tương tự như trường hợp Btr = 15 m .Kết quả cụ thể được thể hiện trong bảng (6-6) Phụ lục 1.Bảng 6-7 : Tổng hợp kết quả.BtrSố bậcNd(m)152025555P(m)(m)2.01.81.66.66.46.2Chiều dài bể(m)Tínhtoán19.216.8115.12ChọnTK19.51715.5BKênh hạ lưuimn(m)3040500.0001250.0001250.0001251.51.51.50.0250.0250.0256.4 Cấu tạo chi tiết các bộ phận tràn.Dựa vào địa hình vùng tuyến tràn và hình thức tràn ta thấy khối lượng đào đắpvà vật liệu xây dựng của kênh dẫn và tường cánh sẽ không thay đổi nhiều đối vớicác phương án Btr. Vì vậy, trong phần thiết kế sơ bộ này chỉ thiết kế phần ngưỡngtràn, đoạn nối tiếp và tiêu năng để tính toán so sánh lựa chọn phương án.6.4.1 Ngưỡng tràn :- Cao trình ngưỡng tràn : ∇Ngưỡng = +122,5(m).- Chiều dài ngưỡng tràn theo chiều dòng chảy : Theo quy phạm tính toán thủylực đập tràn QPTL. C8 – 76, chiều dài ngưỡng tràn cần thỏa mãn điều kiện :(2 ÷ 3 ).H ≤ d ≤ (8 ÷ 10).HVới :(6-27)H : cột nước tràn.Chọnd = (3 ÷ 4).HBảng 6-8 : Sơ bộ chọn chiều dài ngưỡng ứng với các Btr.Btr (m)Sinh viên : Lê Ngọc DiệpHtr (m)δ (m)Lớp 44C4Đồ án tốt nghiệp kỹ sưTrang 55Ngành : Công trình154,6314203,9014253,4114- Bản đáy được làm bằng bê tông cốt thép mác M200 (BTCT M200) dày 0,8(m); hai đầu tràn có chân khay.50ht40408014012030120801400250Bản đáy ngưỡngTường bênHình 6-5 : Cấu tạo ngưỡng tràn.- Độ dốc đáy: i = 0.- Chiều cao ngưỡng P = 0.- Mặt cắt cơ bản của tràn là hình chữ nhật.- Tường bên làm bằng BTCT M200, có kích thước như hình vẽ, cao trìnhđỉnh tường bằng cao trình đỉnh đập.6.4.2 Dốc nước :- Dốc nước có độ dốc i = 5%.- Chiều rộng dốc không đổi và bằng chiều rộng tràn.- Chiều dài dốc Ld = 50 m.- Mặt cắt ngang của dốc có dạng hình chữ nhật, chiều dày bản đáy và chiềucao tường bên phụ thuộc vào chiều sâu của dòng nước trong dốc và địa chất nền.- Trong thiết kế sơ bộ có thể xác định chiều cao tường bên theo công thức :ht = hhk + aTrong đó :Sinh viên : Lê Ngọc Diệp(6-28)hhk – Chiều sâu dòng nước trong dốc có kể đến hàm khí.Lớp 44C4

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Thiết kế hồ chứa nước ngành 2 – huyện lương sơn – tỉnh hòa bình (thuyết minh + bản vẽ)
  • 200
  • 3,174
  • 17
• Định giá Bất Động Sản
  • 104
  • 0
  • 0
• Quản trị rủi ro trong ngân hàng
  • 30
  • 842
  • 11
• Giáo trình quản lý dự án
  • 51
  • 1
  • 5
• BIA SÀI GÒN VỚI CƠ HỘI KINH DOANH TẠI THỊ TRƯỜNG LÀO VÀ CAMPUCHIA
  • 19
  • 0
  • 0
• HD phân tích đầu tư chứng khoán
  • 64
  • 0
  • 0
• Hoạt động cung cấp dịch vụ du lịch tại Công ty TNHH Một Thành Viên Dịch Vụ Du lịch Bến Thành
  • 33
  • 2
  • 1
• Chương 2. Môi trường marketing quốc tế
  • 25
  • 0
  • 0
• Đề tài: Phân tích hiệu quả hoạt động Quảng cáo tại công ty BIBICA
  • 32
  • 0
  • 0
• HD tham gia giao dịch Bất Động Sản
  • 2
  • 260
  • 0
• Bất Động Sản cơ bản
  • 33
  • 1
  • 3

Tải bản đầy đủ (.doc) (200 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(5.13 MB) - Thiết kế hồ chứa nước ngành 2 – huyện lương sơn – tỉnh hòa bình (thuyết minh + bản vẽ)-200 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×