Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Trường hợp tính toán

Trường hợp tính toán

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



Z1

Zp Zl



h



Zh



Zv



h2



h1



Z2



hh



Hình 6-2. Sơ đồ tính khẩu diện cống ngầm

Trong đó :



+ QTK = 5,01 (m3/s) : Là lưu lượng lớn nhất lấy qua cống

+ MNC = +11,3 (m) : Cao trình mực nước chết.

+ ZKC =+ 10,8 (m) : Cao trình khống chế tưới tự chảy đầu kênh.

+ Z1 (m): Tổn thất thuỷ lực qua cửa vào.

+ Zp (m) : Tổn thất thuỷ lực cục bộ tại vỉ trí phai.

+ ZL (m) : Tổn thất thuỷ lực cục bộ qua lưới chắn rác.

+ ZV (m) : Tổn thất thuỷ lực cục bộ tại cửa van.

+ Z2 (m) : Tổn thất thuỷ lực cục bộ ở cửa ra.



Khi đó chênh lệch mực nước khống chế là : [Z] = MNC – ZKC = 11,5-10,8 = 0,7 (m)



2- Tính tốn bề rộng cống

Bề rộng kênh phải đủ lớn để lấy được lưu lượng QTK = 5,01 (m3/s) khi chênh lệch

mực nước thượng và hạ lưu [Z] = 0,7 (m). Vậy phải đạm bảo điều kiện sau đây :

Zi  [Z]

Trong đó :+ Zi = Z1 + ZP + ZL + ZV + Z2 + iL : Là tổng tổn thất thuỷ lực qua cống.

+ i : Là độ dốc đáy cống tính theo cơng thức dòng đều.

+ L = 161 (m) : Là tổng chiều dài cống.

Vì các tổn thất phụ thuộc vào bề rộng cống b nên ta giả thiết các giá trị b i đi tính

các tổn thất và vẽ quan hệ b i  Zi . Dựa vào đường quan hệ b i  Zi ứng với Zi 

[Z] ta tìm được bề rộng cống thoã mãn yêu cầu.

Ứng với các giá trị bi tính các tổn thất như sau :



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



114



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



a. Tính tổn thất cửa ra

Khi tính tốn coi dòng chảy ra khỏi bể tiêu năng vào kênh chính hạ lưu như dòng

chảy qua đập tràn đỉnh rộng chảy ngập. Khi đó tổn thất cửa ra được xác định như sau :

Z2 =



Q2

Vb2



2 g ( n b.hh ) 2

2g



(6-3)



Trong (6-3) : + b : Là bề rộng cuối bể tiêu năng. Lấy b = bk = 2,5 (m).

+ Q = Qmax = 5,01 (m3/s) : Lưu lượng lớn nhất qua cống.

+ n=0,95 : Hệ số lưu tốc của đập tràn đỉnh rộng chảy ngập. Lấy n= 0,95.

+ hh = 1,734 (m) : Độ sâu dòng chảy trong kênh hạ lưu khi dẫn lưu lượng Qmax.

+ Vb: Vận tốc dòng chảy trong bể tiêu năng. Phụ thuộc chiều sâu bể hb.

Sơ bộ chọn chiều sâu bể d = 0,5 (m) khi đó hb d + hh = 0,5 + 1,734 = 2,234 (m).

Vậy : Vb = Q/(hb.bk) = 5,01/(2,234.2,5) = 0,897(m/s).

5, 012

1.0,897 2

Thay số vào (6-3) ta có: Z2 =



2.9,81(0,95.2,5.1, 734) 2

2.9,81



= 0,034 (m).



Vậy : Z2 = 0,034(m)

b. Tính tổn thất cục bộ qua khe van

Do khoảng cách từ van đến cửa ra L2= 95 m, nên có thể lấy chiều sâu cột nước ngay sau

tháp van là

hv = h1 = 1,768 m

Tổn thất qua khe van

 i là hệ số tổn thất xác định theo quy phạm tính tốn thủy lực cống dưới sâu



Ta bố trí 1 van cơng tác, 1 van sửa chữa. Hệ số tổn thất qua mỗi van theo PL1 - quy

phạm tính tốn thủy lực cống dưới sâu



 v = 0,05 nếu bn/bc 0,1

 v = 0,1 nếu bn/bc 0,2

Nếu 0,1< bn/bc<0,2 nội suy theo 2 truơng hợp trên

Trong đó: bn – chiều rộng khe van lấy bn = 0,3m

 .v

Zv =2. v. v

2.g



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



2



; vv =



Q

Q

=

 v bc .hv



115



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



Bảng: Kết quả Tính tổn thất qua khe van

bc



Vv



(m)

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

2.1

2.2

2.3



bv/bc

0.3

0.27

0.25

0.23

0.21

0.2

0.19

0.18

0.17

0.16

0.15

0.14

0.14

0.13



v

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.09

0.09

0.08

0.08

0.08

0.07

0.07

0.07



(m/s)

2.834

2.576

2.361

2.18

2.024

1.889

1.771

1.667

1.574

1.491

1.417

1.349

1.288

1.232



Zv (m)

0.0819

0.0676

0.0568

0.0484

0.0418

0.0364

0.03

0.025

0.021

0.0179

0.0153

0.0133

0.0115

0.0101



c. Tổn thất cục bộ qua lưới

2



Zl =  l .



 .v l

2.g



 l : hệ số tổn thất, xác định theo cẩm nang tính tốn thủy lực

Theo Kirmer:



s

l   .sin  .( ) 4/3

b

Trong đó:



s – chiều dày 1 thanh lưới s = 10 mm = 0.01m

b- khoảng cách giữa các thanh lưới, b = 100mm = 0.1m

 - phụ thuộc hình dạng thanh, chọn thanh hình chữ nhật,  = 2.42



 - góc nghiêng của lưới so với phương ngang,  =750



vl =



Q

Q

=

l

bc .hl



với:hl = hv + Zv



Bảng: Tính tổn thất cục bộ qua lưới



bc

(m)

SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



Hl



VL



Zv (m)



116



Zl

LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

2.1

2.2

2.3



1.85

1.84

1.82

1.82

1.81

1.8

1.8

1.79

1.79

1.79

1.78

1.78

1.78

1.78



2.7083

2.4812

2.2879

2.1217

1.9773

1.851

1.7415

1.6436

1.5558

1.4765

1.4047

1.3393

1.2797

1.225



0.0819

0.0676

0.0568

0.0484

0.0418

0.0364

0.03

0.025

0.021

0.0179

0.0153

0.0133

0.0115

0.0101



0.041

0.034

0.029

0.025

0.022

0.019

0.017

0.015

0.013

0.012

0.011

0.01

0.009

0.008



d. Tổn thất qua khe phai

Zp = 2.p.



 .v p



2



2.g



p : hệ số tổn thất, tính tương tự như hệ số tổn thất qua khe van

Sơ bộ lấy bề rộng khe phai là 20cm.

Q



Q



vp =  = b .h với:

p

c

p



hp = hl + Zl



Bảng : Kết quả Tính tổn thất qua khe phai

bc

(m)

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8



bp/bc

0.2

0.18

0.17

0.15

0.14

0.13

0.13

0.12

0.11



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



p

0.1

0.091

0.083

0.077

0.071

0.067

0.063

0.059

0.056



Hp

1.8085

1.802

1.7969

1.7929

1.7896

1.7869

1.7848

1.7829

1.7814



ZL

0.041

0.034

0.029

0.025

0.022

0.019

0.017

0.015

0.013



117



Vp

2.7703

2.5275

2.3234

2.1495

1.9996

1.8692

1.7544

1.653

1.5624



Zp

0.0782

0.0593

0.0458

0.0362

0.0291

0.0237

0.0196

0.0164

0.0138

LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



1.9

2

2.1

2.2

2.3



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



0.11

0.1

0.1

0.09

0.09



0.053 1.78 0.012 1.4814

0.05 1.7789 0.011 1.4082

0.05 1.7779 0.01 1.3419

0.05 1.777 0.009 1.2815

0.05 1.7763 0.008 1.2263



0.0118

0.0101

0.0092

0.0084

0.0077



e. Tổn thất tại cửa vào

Tổn thất cửa vào được xác định theo công thức đập tràn đỉnh rộng chảy ngập :

Q2

V02

Z1 =



2 g ( . . ) 2

2g



(6-5)



Trong (6-5): + Q = 5,01 (m3/s).

+  : hệ số lưu tốc,  = 0,96

+  : hệ số co hẹp bên tại cửa vào,  = 0,95

+  = bc.h : diện tích mặt cắt ướt sau cửa vào

 = bc.h= bc.( h1 + Zv + ZL + Zp )



V0 



Q

Q



ω b c .(h1  Zv  Z L  Z p )

Bảng : Kết quả Tính tổn thất ở cửa vào

Vo



bc (m)

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

2.1

2.2

2.3



Zv (m)

0.0819

0.0676

0.0568

0.0484

0.0418

0.0364

0.03

0.025

0.021

0.0179

0.0153

0.0133

0.0115

0.0101



Zl

0.0405

0.034

0.0289

0.0249

0.0216

0.0189

0.0168

0.0149

0.0134

0.012

0.0109

0.0099

0.009

0.0083



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



Zp (m)

0.0782

0.0593

0.4584

0.0362

0.0291

0.0237

0.0196

0.0164

0.0138

0.0118

0.0101

0.0092

0.0084

0.0077



h (m)

1.9686

1.9289

2.3121

1.8775

1.8605

1.847

1.8344

1.8243

1.8162

1.8097

1.8043

1.8004

1.7969

1.7941



118



 (m2)

1.9686

2.1217

2.7745

2.4408

2.6047

2.7705

2.9351

3.1013

3.2692

3.4384

3.6086

3.7808

3.9531

4.1263



(m/s)

2.5449

2.3613

1.8057

2.0526

1.9234

1.8083

1.707

1.6155

1.5325

1.4571

1.3883

1.3251

1.2674

1.2142



Z1 (m)

0.0668

0.0575

0.0336

0.0434

0.0381

0.0337

0.03

0.0269

0.0242

0.0219

0.0199

0.0181

0.0166

0.0152



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



f. Tính tổn thất dọc đường

Khi tính tổn thất dọc đường coi trong cống là dòng đều với độ sâu dòng chảy là :

h1 = hh + Z2

Khi đó tổn thất dọc đường là : hd = i.L

Trong đó :



+ L = 161 (m) : Tổng chiều dài cống.



*Xác định sơ bộ chiều dài cống:

 Q 



+ i : độ dốc đáy cống tính như sau : i = 

 .C. R 



2



(6-4)



Trong (6-4).: + Q =5,01 (m3/s).

+ , C, R : Là diện tích mặt cắt ướt, hệ số sedi, bán kính thuỷ lực tính với

bề rộng cống là bi và chiều sâu dòng chảy là

h1 = hh + Z2 = 1,734+ 0,034 = 1,768 (m).

Tính C theo cơng thức sedi : C =



1 1/6

R với độ nhám n = 0,025.

n



Bảng: Kết quả tính tổn thất dọc đường



Bảng

tính

thất



bc







(m)

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

2.1

2.2

2.3



(m2)

1.77

1.94

2.12

2.3

2.48

2.65

2.83

3.01

3.18

3.36

3.54

3.71

3.89

4.07



 (m)

4.7

4.771

4.85

4.933

5.02

5.109

5.196

5.286

5.378

5.472

5.567

5.663

5.759

5.856



SVTH: PHẠM HỒNG HẢI



R (m)

0.3762

0.4076

0.4375

0.4659

0.4931

0.5191

0.5444

0.5686

0.5917

0.6139

0.6352

0.6557

0.6754

0.6944



C. R

C

33.99

20.8

34.44

22

34.85

23.1

35.22

24

35.55

25

35.86

25.8

36.15

26.7

36.41

27.5

36.65

28.2

36.88

28.9

37.09

29.6

37.28

30.2

37.47

30.8

37.64

31.4

cống



119



i

0.0185

0.0137

0.0105

0.0082

0.0066

0.0053

0.0044

0.0037

0.0031

0.0027

0.0023

0.002

0.0017

0.0015



iL

2.975

2.21

1.69

1.324

1.058

0.861

0.71

0.594

0.502

0.429

0.37

0.322

0.282

0.248



:Bảng

tổn

qua



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



Zv

bi

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6



Z2

0.034

0.034

0.034

0.034

0.034

0.034

0.034

0.03



iL

2.98

2.21

1.69

1.32

1.06

0.86

0.71



1.7

1.8

1.9

2

2.1

2.2

2.3



4

0.034

0.034

0.034

0.034

0.034

0.034



0.59

0.5

0.43

0.37

0.32

0.28

0.25



Zl



Zp



Z1



SZi



0.08

0.07

0.06

0.05

0.04

0.04

0.03



0.0405

0.034

0.029

0.025

0.022

0.019

0.017



0.0782

0.0593

0.4584

0.0362

0.0291

0.0237

0.0196

0.016



0.0668

0.0575

0.0336

0.0434

0.0381

0.0337

0.03

0.026



3.2768

2.4619

2.3013

1.5106

1.2229

1.0075

0.8405

0.697



0.03

0.02

0.02

0.02

0.01

0.01

0.01



0.015

0.013

0.012

0.011

0.01

0.009

0.008



4

0.0138

0.0118

0.0101

0.0092

0.0084

0.0077



9

0.0242

0.0219

0.0199

0.0181

0.0166

0.0152



0

0.6084

0.5265

0.4601

0.4061

0.3612

0.3237



(m)



3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

0.500

0.000

0



0.5



1.0



1.5



1.7



2



2.5



Hình 5. Biểu đồ quan hệ bi~  Z i

Với tổn thất khống chế [Z] = 0,7 (m) dựa vào biểu đồ kết hợp với điều kiện

khống chế ΣZi  Z  , ta có chiều rộng mặt cắt cống là : bc = 1,7 (m).

Vậy chọn chiều rộng của cống là : bc = 1,7 m .



3. Xác định chiều cao và cao trình đặt cống

+Chiều cao mặt cắt cống

Chiều cao mặt cắt cống được xác định như sau :

Hc = h + 

SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



(6-6)



120



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



Trong (6-6): + h = 1,8563(m) :.

+  = 0,5 �1 (m) : Là độ lưu không.

Thay vào (6-6) ta có :



Hc = h1 +  = 1,8563+ (0,5 �1) = 2,3 (m)



vậy ta chọn chiều cao của cống là :



Hc = 2,3 (m).



+ Cao trình đặt cống

- Cao trình đáy cống ở cửa ra:

Zcr = Zkc - hh = 10,8 - 1,734 = + 9,066 m.



(6-7)



- Cao trình đáy cống cửa vào:

Zcv = Zcr + i.L = 9,066 + 0,399 = + 9,465m.



(6-8)



- Cao trình đáy kênh dẫn hạ lưu:

Zđk = Zcr = + 9,066m .

Vậy chọn cao trình cửa ra :



ZCR = 9,066(m)

ZCV = 9,465(m)



4- Kiểm tra trạng thái chảy và tính tốn tiêu năng

a- Trường hợp tính tốn

Tính tốn cho trường hợp khi mực nước thượng lưu cao chỉ cần mở một phần cửa

van đã lấy được lưu lượng cần thiết. Do năng lựơng dòng chảy lớn nên sau van là dòng

chảy xiết và khi nối tiếp với dũng ờm ở hạ lưu dễ sinh ra nước nhảy. Vậy cần tính tốn

để :

+ Kiểm tra nước nhảy có xẩy ra trong cống khơng. Khi mực nước thượng lưu cao

khống chế không cho nước nhảy trong cống vì như vậy sẽ gây rung động. Khi mực nước

thượng lưu thấp không tránh khỏi nước nhảy trong cống nhưng gây rung động không

lớn lắm.

+ Xác định chiều sâu bể để nước nhảy ngay cửa ra của cống tránh hiện tượng xói

lở kênh hạ lưu.

Vậy chỉ cần tính toán với trường hợp ở thượng lưu là MNDBT = 26,53 (m), Lưu

lượng lớn nhất cần lấy qua cống là : Q = 5,01 (m3/s)

Độ sâu hạ lưu tương ứng là : hh = 1,734 (m).

Và sơ đồ tính tốn như Hình 6-4



SVTH: PHẠM HỒNG HẢI



121



LỚP SĐ 6



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Trường hợp tính toán

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×