7527
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q= µнω |
|
2g(H + iТ lT − 0,85hT ) , |
(20) |
|||||
где н - коэффициент расхода при напорном режиме, определяемый по |
||||||||
формуле [4, 5]: |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
µн = |
|
1 |
|
|
|
|
||
|
|
, |
|
(21) |
||||
|
|
|
||||||
1 |
+ ζ вх + ζ дл |
|
||||||
ζвх - коэффициент сопротивления входа (для труб без оголовка ζвх =0,55; для раструбных оголовков с αр = 10-200 ζвх = 0,33; для раструбных с коническим звеном ζвх =0,2);
ζдл - коэффициент сопротивления на трение по длине, определяемый по нижеследующим формулам.
Для труб с любым поперечным сечением [5]:
|
2gn2 (l − l |
вх |
) |
|
|
ζдл = |
|
T |
|
(22) |
|
R |
4 / 3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
где n - коэффициент шероховатости, для технических гладких труб n =0,015; lвх – длина входного участка
lвх = 3,6hT , |
(23) |
R – гидравлический радиус.
Для круглых труб [5]:
|
|
2gn2 (l |
− l ) |
|
||||
ζдл |
= |
|
T |
|
вх |
(24) |
||
0,157D |
4 / 3 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
В случае затопленного выхода из трубы следует пользоваться |
||||||||
зависимостью [6]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Q= µнω 2g(H + iТ lT − hнб ) , |
(25) |
|||||||
где hнб – глубина в нижнем бьефе над нижней точкой для трубы в выходном сечении (рис. 2).
|
|
|
|
16 |
Из формулы (25) подпертая глубина |
|
|||
H = |
Q2 |
|
− iTlT + hнб |
(26) |
2 |
2 |
|||
|
2gµнω |
|
|
|
2.5. Расчеты нижнего бьефа
Глубина на выходе из коротких незатопленных труб при безнапорном и полунапорном режимах [5]:
hвых=k·hт·(ПQ)n, (27) где k, n – эмпирический коэффициент и показатель степени, опреде-
ляемые по таблице 2 [5];
ПQ – параметр расхода: для прямоугольных труб
ПQ |
= |
|
|
|
Q |
|
|
, |
|
|
(28) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
h b |
|
gh |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
T |
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
для круглых и овоидальных труб |
|
|
|
|||||||||||
ПQ |
= |
|
|
Q |
|
|
|
|
|
(29) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
D2 |
gD |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения k и n |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим протекания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип труб |
k |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Безнапорный ПQ ≤ 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Круглая |
0,75 |
|
1/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прямоугольная |
0,85 |
|
3/4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Овоидальная |
0,68 |
|
2/3 |
|
Полунапорный ПQ > 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Круглая |
0,70 |
|
1/3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прямоугольная |
0,64 |
|
3/4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Овоидальная |
0,57 |
|
1/3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формула (27) справедлива для iт=0,01. При увеличении или уменьшении уклона (iк < iт < 0,03) глубину на выходе следует соответственно уменьшать или увеличивать в случае безнапорного режима на 0,03hт, полунапорного – на 0,04 hт [5].
Скорость потока на выходе из безнапорных и полунапорных труб [5]: Для круглых труб c обычными выходными звеньями
при безнапорном режиме
Vвых=(1,28+15iт ) 3
gQ ,
D
при полунапорном режиме
Vвых= |
1,65 + 8iT |
3 |
gQ |
|
|
||
|
D |
|
D |
Для круглых труб с коническими выходными звеньями
Vвых=(1,28+15iт ) 3
gQa 
a ,
D
a=Dвых/D,
при напорном режиме
|
1,41+ 4i |
gQ3a2 |
||||
Vвых= |
T |
4 |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|||
|
|
|||||
|
D |
D gD |
||||
Для прямоугольных труб при безнапорном режиме
17
(30)
(31)
(32)
(33)
Vвых=(1,13+5iт )4 |
|
gQ |
|
|
ghT |
, |
(34) |
|||||
|
|
|
b |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
при полунапорном режиме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Q3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
gh |
|
|
|
||||
Vвых=(1,48+8iт )4 |
|
|
|
|
T |
|
, |
(35) |
||||
|
3 |
b |
3 |
|||||||||
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
18
Литература
1.СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги.
2.СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы.
3.СП 33-101-2003. Определение основных расчетных гидрологических характеристик.
4.Пособие по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений. – М.: Транспорт, 1992. – 408 с.
5.Водопропускные трубы под насыпями /Под ред. О.Я. Янковского. – М.: Транспорт, 1982. – 232 с.
6.Справочник по гидравлике/Под ред. В.А.Большакова. – Киев: Вища школа, 1984. – 343 с.
7.Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам. – М. – Л.: Гос. энергетическое изд-во, 1957. – 352 с.
В.В. Агеева, А.К. Битюрин
ГИДРАВЛИКА ДОРОЖНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям (включая рекомендации обучающимся по выполнению
лабораторных работ, организации самостоятельной работы и выполнению расчетнографических работ) для обучающихся
по дисциплине «Гидравлика дорожных сооружений» направлению подготовки 08.03.01 – Строительство направленность (профиль) – Автомобильные дороги
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http: // www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru