Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
4 Kích thước cơ bản phần mặt cắt đập tràn

4 Kích thước cơ bản phần mặt cắt đập tràn

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trang 46



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



Ngành : Kỹ thuật cơng



0,6



0,060



10,404



1,0404



10,182



1,0182



9,99



0,999



0,80



0,147



13,872



2,54898



13,576



2,49459



13,32



2,44755



1,00



0,265



17,34



4,5951



16,97



4,49705



16,65



4,41225



1,20



0,393



20,808



6,81462



20,364



6,66921



19,98



6,54345



1,40



0,565



24,276



9,7971



23,758



9,58805



23,31



9,40725



1,70



0,873



29,478



15,1378



28,849



14,8148



28,305



14,5355



2,00



1,235



34,68



21,4149



33,94



20,958



33,3



20,5628



2,50



1,960



43,35



33,9864



42,425



33,2612



41,625



32,634



3,00



2,842



52,02



49,2803



50,91



48,2287



49,95



47,3193



3,50



3,818



60,69



66,2041



59,395



64,7915



58,275



63,5697



4,00



4,930



69,36



85,4862



67,88



83,6621



66,6



82,0845



4,50



6,220



78,03



107,855



76,365



105,553



74,925



103,563



2- Phần chân đập tràn:

Cơng trình thủy điện Bản Chát là cơng trình có chiều cao đập lớn nên năng

lượng dòng chảy sau khi qua ngưỡng tràn là rất lớn. Ở phần bố trí tổng thể cơng trình

đầu mối đã chọn hình thức tiêu năng phóng xa.

Đặc điểm của hình thức tiêu năng này là lợi dụng mũi phun ở chân đập hạ lưu để

dòng chảy có lưu tốc lớn phóng xa khỏi chân đập. Với cơng trình Bản Chát đòi hỏi yêu

cầu ổn định cao nên ta lựa chọn hình thức mũi phun liên tục. Ưu điểm của mũi phun

này là cấu tạo đơn giản chiều dài phóng xa lớn.

Với cả 3 phương án tràn trên ta đều chọn góc nghiêng của mũi phun là α = 30 0, bán

kính cong mũi phun R = 9. hc. Các thơng số cao trình ngưỡng mũi phun (Zngph) và chiều

sâu nước trên ngưỡng tràn hc tính cho các phương án như sau:

 Cao trình ngưỡng mũi phun (Zngph):

Cao trình ngưỡng mũi phun phải đủ cao để khi tháo lũ qua tràn mực nước hạ lưu sẽ

không ngập mũi phun. Chọn cao trình ngưỡng mũi phun Z ngph=Zhlmax+3(m). Trong đó

Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Trang 47



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



Ngành : Kỹ thuật cơng



Zhlmax được xác định bằng cách tra quan hệ ZQ ứng với lưu lượng lớn nhất xả qua tràn

khi lũ về với tần suất kiểm tra.

Bảng 3.10 – Kết quả tính cao trình ngưỡng mũi phun.



Phương án



MNLKT



Qmax



Zhlmax



Zngph



(m)



(m3/s)



(m)



(m)



n×b



A



4×13



482,42



8560,16



381,185



384,185



B



4×14



481,62



8861,56



381,447



384,447



C



4×15



481,07



9238,34



381,775



384,775



 Xác định độ sâu nước trên đỉnh tràn ứng với MNLTK (h c):

Cột nước trên đỉnh tràn được xác định theo phương pháp của Agrôskin như sau:

F ( c ) 



-



Tính



q

Q



3/ 2

 Eo

 �b.E 03/2



(3.13)



Trong đó:

φ = 0,85-0,90 ( đập tràn có dạng thuận dòng, có cửa van). Chọn φ = 0,90.

E0: khoảng cách từ MNLTK đến cao trình mũi phun.

Tính



Dựa vào tra phụ lục 15-1 bảng tra thuỷ lực ta tìm được .

, E0=P+Hmax



Trong đó : P = Zngtr – Zđáy là chiều cao ngưỡng tràn, Hmax= MNLTK - Zngtr.

Tính tốn theo trình tự trên với số liệu đã có ở phần điều tiết cho các phương án tràn

ta được kết quả như sau:



Bảng 3.11 – Kết quả bán kính cong mũi phun.



Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Trang 48



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



Phươn



Q



Hmax



E0



g án



(m3/s)



(m)



(m)



A



B



C



6891,3

9

7287,2

4

7677,7

5



17,34



16,97



16,65



125,3



0,104



4



9



124.9



0,103



7



5



124.6



0,102



5



2



Ngành : Kỹ thuật công



R=9hc



Rchọn



(m)



(m)



(m)



0,0240



3



27



27



0,0236



2,95



26,55



26,5



0,0233



2,90



26,1



26



Các thông số cơ bản của mặt cắt tràn cho các phương án như sau:

Bảng 3.12 – Các thơng số cơ bản mặt cắt tràn

θ

Phương

án



Zngtr



h1



ZA



ZB



R



α



(m)



(0)



Zngph



0



n×b



()

(m)



(m)



(m)



(m)



A



4×13



462



7



446,16



392,77



48



27



30



384,185



B



4×14



462



7



445,65



393,29



48



26,55



30



384,447



C



4×15



462



7



445,17



393,57



48



26,1



30



384,775



Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Trang 49



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



Ngành : Kỹ thuật cơng



Zngtr

h1



ZA

A



ZB



R











T



B







Zngph



C



ZĐay



Hình 3.3 – Các thông số mặt cắt tràn và cấu tạo mũi phun liên tục.

3.4.2. Tính tốn xác định sơ bộ kích thước hố xói

Sau khi tính tốn các thơng số của mặt cắt tràn cho các phương án ta tính tốn thủy

lực để xác định kích thước hố xói từ đó có thể tính tốn khối lượng cơng trình tiêu năng

phục vụ cho so sánh phương án tối ưu. Trình tự tính tốn được thực hiện theo quy phạm

Liên Xơ cũ “ Tính tốn thủy lực đập tràn trọng lực cao BCH – 01 – 65 ”. Sơ đồ tính

tốn thủy lực dòng chảy trên mũi phun như



H



Zngtr



h1



hA



l1



ZA



VA



dA



Z1

P1



A



l2



ZB

Z3







VB



hB R

hC



B



hT







VC

l3



R



R



VT



C



l4





Zngph



T

Z4



Z day



Hình 3.4 – Sơ đồ tính dòng chảy trên mũi phun



Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Trang 50



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



Ngành : Kỹ thuật cơng



1 - Tính tốn lưu tốc (VA) và độ sâu dòng chảy (hA) tại mặt cắt A-A:

Lưu tốc và độ sâu dòng chảy tại mặt cắt A–A ; trong đó tổn thất thủy lực của dòng

chảy ở đỉnh khơng đáng kể, có thể bỏ qua:

VA = =



(3.14)



Trong đó :

hA: Độ sâu dòng chảy tại mặt cắt A-A

dA : Khoảng cách theo phương đứng của điểm A so với ngưỡng;

VA: Vận tốc dòng chảy tại mặt cắt A

H: cột nước trên đỉnh đập

: Góc nghiêng của mái hạ lưu đập tràn (ứng với các Btr)

Xác định hA bằng phương pháp thử dần

- Giả thiết hA, với q đã có trước ta xác định được VA=

- Theo công thức (3-14) ta cũng xác định được VA

- So sánh kết quả, nếu thoả mãn tức là hai giá trị V A bằng nhau thì ta xác định



được VA,hA. Nếu khơng thỏa, ta giả thiết lại hA sau đó tiếp tục giải như trên.

Bảng 3.13 – Kết quả tính tốn lưu tốc và độ sâu dòng chảy tại mặt cắt A-A.

P/A



A



B



C



n×b



H



q



Zng



ZA



dA



(m)



(m)



(m3/s.m)



(m)



(m)



(m)



4×13



4×14



4×15



17.34



16,97



16,65



cosθ



446,1

132,53



462



6



462



5



15,84



462



7



(m/s)



(m)



0,669



7



5,52



24,0980

16,35



0,669



445,1

127,96



hA



24,0084



445,6

130,13



VA



2



5,4



24.1895

16,83



0,669



1



5.29



2 – Tính tốn lưu tốc (VB) và độ sâu dòng chảy (hB) tại mặt cắt B – B:

Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Trang 51



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



Ngành : Kỹ thuật cơng



Trong đoạn này mặt tràn là mặt phẳng nên có thể dùng phương pháp V.I Tsanomxki

dựa vào phương trình cơ bản chuyển động khơng đều :

(3.15)

Hay



(3.16)



Trong đó :



l : chiều dài đoạn tính tốn.

i0



: độ đốc đáy tràn đoạn tính tốn; i0 = sin



  : hiệu số tỷ năng của hai mặt cắt i , i +1 có khoảng cách l.

(3.17)

(3.18)

Vtb =

htb =



(3.19)

(3.20)



Hệ số xác định theo công thức: (3.21)

- độ nhám tương đối mặt tràn, tràn làm bằng bê tông tương đối nhẵn nên

=2,5mm

R – bán kính thủy lực

Biết hi và Vi ở đầu đoạn ( chính là mặt cắt A-A nên h i = hAvà Vi = VA) , giả thiết

Vi+1 tính hi+1 = , dựa vào phương trình (3.15) xác định . Tương tự ta tiếp tục tính cho

đoạn thứ hai và lấy h cuối đoạn thứ nhất làm h đầu đoạn thứ hai,… cuối cùng xác định

đường mặt nước cho cả đoạn l

l=



(3.22)



Trong đó : m – số đoạn tính tốn

Giả thiết Vi+1 > VA và tìm được khoảng cách giữa hai mặt cắt.



Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Trang 52



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



Ngành : Kỹ thuật cơng



Tiếp tục tính cho đến khi ta tìm được lưu tốc V B và chiều sâu dòng chảy h B tại mặt

cắt B-B ứng l = l2

Tính toán cụ thể cho từng phương án được thể hiện trong Bảng 3.14 đến 3.16.



Bảng 3.14 – Kết quả tính VB và hB cho phương án tràn BTràn= 4×13(m).

n×b=4×13m,q=132.53(m3/s),io=0.73,Δ=2.5(mm),l2=71.84(m),θ=480

h



V



϶



Δ϶



Vtb



Htb



R



M/c



λ

(m)



A



5.52



1



5.00



2



4.70



3



4.50



4



4.30



5



4.00



6



3.70



7



3.50



B



3.34



(m/s)



(m)



(m)



(m/s)



24.0



33.0



0



5



26.5



39.1



6.1



25.2



1



5



0



5



28.2



43.6



4.5



27.3



0



7



2



5



29.4



47.2



3.5



28.8



5



2



5



2



30.8



51.2



4.0



30.1



2



9



7



4



33.1



58.6



7.3



31.9



3



3



3



8



35.8



67.8



9.2



34.4



2



7



4



8



37.8



75.4



7.5



36.8



7



2



5



4



39.6



82.4



7.0



8



8



6



Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



3.42



(m)



0.003



0



7



2.7



0.003



8



7



2.6



0.003



9



7



2.6



0.003



2



7



2.5



0.003



3



8



2.4



0.003



2



8



2.3



0.003



2



5



38.7



5.5



0.002



5



7



9



4.85



4.60



4.40



4.14



3.84



3.60



∑li



(m)



(m)



if



(m)



2.9



5.25



li



0.023



8.63



0.029



6.44



0.034



5.10



0.039



5.90



0.047



0.060



0.067



0.000



15.0

7

20.1

7

26.0

7



10.7



36.8



5



2



13.7



50.6



9



1



11.3



62.0



8



0



9.67



71.6

7



Lớp : 51C-



Trang 53



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



Ngành : Kỹ thuật cơng



Bảng 3.15 – Kết quả tính VB và hB cho phương án tràn BTràn= 4×14(m).

n×b=4×14m,q=130.129(m3/s),Io=0.73,Δ=2.5(mm),l2=70.46(m),θ=480

M/



h



C



(m)



A



5.40



1



5.10



2



4.80



3



4.50



4



4.20



5



4.00



6



3.70



7



3.50



B



3.31



V



϶



Δ϶



Vtb



Htb



R

λ



(m/s)



(m)



24.1



33.2



0



1



25.5



li



∑li



(m)



(m)



if



(m)



(m/s)



(m)



(m)



36.5



3.3



24.8



5.2



3.0



0.003



0.021



2



9



8



1



5



0



6



8



27.1



40.6



4.0



26.3



4.9



2.9



0.003



0.023



1



7



8



1



5



0



3



6



28.9



45.6



4.9



28.0



4.6



2.7



0.003



0.028



2



3



6



1



5



9



3



7



30.9



51.7



6.1



29.9



4.3



2.6



0.003



0.035



8



4



1



5



4



8



4



3



32.5



56.6



4.8



31.7



4.1



2.5



0.003



0.042



3



2



8



6



0



8



4



4



35.1



65.5



8.9



33.8



3.8



2.4



0.003



0.051



13.1



46.6



7



2



0



5



4



8



4



8



3



4



37.1



72.8



7.2



36.1



3.6



2.3



0.003



0.063



10.9



57.5



8



0



8



8



0



8



4



8



2



6



39.3



81.2



8.4



38.2



3.4



2.2



0.003



0.076



12.8



70.4



1



3



3



8



0



9



5



2



9



5



4.78



5.77



7.07



8.79



7.10



10.5

5

17.6

2

26.4

1

33.5

1



Bảng 3.16 – Kết quả tính VB và hB cho phương án tràn BTràn= 4×15(m).

n×b=4×15m,q=127.963(m3/s),io 0.73,Δ=2.5(mm),l2=69.43(m),θ=480



Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Trang 54



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



M/



V



h



C



(m)



A



5.29



1



5.00



2



4.80



3



4.50



4



4.20



5



3.90



6



3.60



7



3.40



϶



Δ϶



Vtb



Htb



Ngành : Kỹ thuật cơng



R

λ



B



(m)



(m)



24.1



33.3



9



6



25.5



li



∑li



(m)



(m)



if



(m)



(m/s)



(m)



(m)



36.7



3.3



24.8



5.1



3.0



0.003



0.022



9



3



7



9



4



5



6



3



26.6



39.4



2.7



26.1



4.9



2.9



0.003



0.025



6



3



1



3



0



6



7



9



28.4



44.2



4.7



27.5



4.6



2.8



0.003



0.030



4



2



9



5



5



7



7



6



30.4



50.1



5.9



29.4



4.3



2.7



0.003



0.037



7



2



0



5



4



5



7



8



32.8



57.4



7.3



31.6



4.0



2.6



0.003



0.047



10.7



34.7



1



8



6



4



4



3



7



3



8



4



35.5



66.8



9.3



34.1



3.7



2.5



0.003



0.060



13.9



48.6



4



0



3



8



4



0



8



2



2



7



37.6



74.4



7.6



36.5



3.5



2.3



0.003



0.074



11.7



60.3



4



7



6



9



0



9



8



6



0



6



39.1



80.3



5.8



38.4



3.3



2.3



0.003



0.086



6



3



6



0



3



1



9



9



3.27



4.76



3.84



6.85



8.52



8.60

15.4

5

23.9

7



69.4

9.11



8



Tổng hợp kết quả tính tốn ta có kết quả VB,hB cho các phương án tràn như sau

Bảng 3.17 – Thơng số tính đường mặt nước từ A đến B cho các phương án.

Phương

án



n×b



q

Cosθ



L2



VA



hA



VB



hB



(m)



(m/s)



(m)



(m/s)



(m)



sinθ



3



(m)



(m /s.m)



A



4×13



132.53



0.669



0.743



71.84



24.00



5.52



39.68



3.34



B



4×14



130.129



0.669



0.743



70.46



24.10



5.40



39.31



3.31



Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Trang 55



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



C



4×15



127.963



0.669



0.743



Ngành : Kỹ thuật cơng



69.43



24.19



5.29



39.16



3.27



3 – Tính tốn lưu tốc (VC) và độ sâu dòng chảy (hc) tại mặt cắt co hẹp C-C:

Ta dùng phương trình Bernouilli viết cho 2 mặt cắt B-B và C-C với mặt chuẩn 0-0 đi

qua điểm thấp nhất của đoạn cong để xác định VC:



yB  hB cos  



VB2

p V2 V2

 hC  u  C  2 tb lB C

2g

 2 g Ctb Rtb



(3.23)



Trong trường hợp khi bán kính cong của mũi phóng đủ lớn so với chiều sâu dòng

chảy RH/h1 < 8 (với cả 3 trường hợp Btr) thì trị số có thể tính theo hệ thức:

(3.24)

u

( tỉ số v tra đồ thị theo quy phạm 81-90)



vtb , Rtb , Ctb - lần lượt là các trị số trung bình của vận tốc, bán kính thủy lực và hệ số

seedi trên đoạn mũi phóng.



1 1/6

.R

+Ctb = n

, trong đó: n hệ số nhám, n= 0,014

Giải phương trình bằng cách thử dần để tìm h C và tìm VC. Trị số vế trái của phương

trình ta hồn tồn có thể xác định được, còn vế phải thì trước hết giả thiết h C để tính

VC = và các trị số khác, thay vào ta tìm được trị số vế phải. So sánh trị số của vế phải

và vế trái, nếu bằng nhau là đúng, nếu khơng thì giả thiết lại hC cho phù hợp

Bảng 3.18 – Thơng số để tính tốn VC, hC cho các phương án tràn

q

P/A



(m3/s.m



L3



ZB



ZC



YB



v/u



VB



hB



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m/s)



(m)



21,68



392,7



384,1



8,58



1,3



39,68



3,34



cosθ



)

A



132,53



0,669



Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Trang 56



Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư

trình



B



130,13



0,669



21,32



C



127,96



0,669



20,95



Ngành : Kỹ thuật cơng



7



9



393,2



384,4



9



5



393,5



384,7



7



6



8,84



1,3



39,31



3,31



8,81



1,3



39,16



3,27



Bảng 3.19 – Kết quả tính tốn VC, hC cho các phương án tràn.

P/



VB



hB



VT



A



(m/s)



(m)



(m)



39,6



3,3



91,0



8



4



6



39,3



3,3



89,8



1



1



1



39,1



3,2



89,1



6



7



6



hc



Vc



Vtb



htb



Ctb



Pu/γ



VP



Rtb



A



B



C



(m)

4,13



4,07



4,02



(m)



(m)



(m)



32,0



35,8



3,7



9



8



4



31,9



35,6



3,9



4



3



6



31,8



35,5



3,6



5



0



4



(m)

2,37



2,42



2,45



82,4

9

82,7

5

82,9

5



32,73 91,07



32,12 89,83



31,88 89,15



4 - Xác định lưu tốc(VT) và chiều sâu dòng chảy (hT) tại mặt cắt T-T cuối mũi phóng

Ta dùng phương trình Bernouilli viết cho 2 mặt cắt C-C và T-T với mặt chuẩn 0-0 đi

qua điểm thấp nhất của đoạn cong để xác định VT:

pu vC2

vtb2

vT2

hC 



 yT  hT .cos  H 



.lC T

 2g

2 g Ctb2 .Rtb



(3.25)



Thay các giá trị hC và VC vào (5-25) ta được phương trình đối với h T và VT, giải

phương trình đó ta được kết quả hT và VT. Kết quả tính tốn trong bảng sau:

Bảng 3.20 – Thơng số để tính toán VT, hT cho các phương án tràn

q

P/A



L4



yT



(m)



(m)



Pu/γ



VC



hC



(m/s)



(m)



CosαH

3



(m /s.m)

Sinh viên : Vũ Thị Mỹ Hạnh

TL4



Lớp : 51C-



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

4 Kích thước cơ bản phần mặt cắt đập tràn

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×