Основные задачи при расчете каналов на равномерное движение воды

Трапецеидальный (прямоугольный) канал характеризуется следующими шестью величинами b, h, т (эти три величины целиком определяют размеры живого сечения канала), п, i, Q (или υ = Q/ω). Некоторые из приведенных величин бывают заданы теми или другими условиями проектирования. Задача гидравлического расчета обычно состоит в том, чтобы, зная пять из названных величин, найти шестую. Ниже излагаются установившиеся в практике шаблоны решения.

При расчете каналов чаще всего встречается три основных типа задач.

1-й тип

Дано: b, h, m, n, i. Определить: Q.

1) зная размеры живого сечения, находим ω и χ по зависимостям (157) и (158);

2) находим по формуле (1) R;

3) зная R и п, по данным (148) находим C;

4) зная С и R, определяем по (141) υ;

5) зная υ и ω, находим по (4) Q.

2-й тип

Дано: Q, b, h, m, n. Определить: i.

1) так же, как и выше, находим величины ω, χ, R, С;

2) зная ω, находим υ по формуле (4);

3) по формуле (144) находим i.

3-й тип

В число искомых величин входят b и h, т.е. сечение канала не задано.

Дано: Q, m, n, i. Определить: b, h, принимая профиль канала гидравлически наивыгоднейшим.

Задача решается графоаналитическим методом. Для этого:

1) задаются профилем канала (трапецеидальным или прямоугольным);

2) определяют соотношение b и h, соответствующее гидравлически наивыгоднейшему сечению:

для трапецеидального сечения по (167);

для прямоугольного сечения по (168);

3) далее, если нет ограничений по ширине; а по глубине есть (например, наличие грунтовых вод), задаемся рядом значений h, определяем для них значения ширины по дну b (или наоборот). По выше перечисленным формулам проводим для гидравлически наивыгоднейшего сечения расчет расхода Q, сводя вычисления в таблицу.

Т а б л и ц а 3