Мета: Набути вміння і навичок з виконання розрахунків плоских металевих затворів.

Міністерство аграрної політики та продовольства України

ВСП «Мелітопольський коледж Таврійського державного

агротехнологічного університету»

 

 

 

«Гідротехнічні споруди»

 

РОБОЧИЙ ЗОШИТ

Для проведення практичних робіт

З дисципліни

для студентів спеціальності 5.06010302 «Будівництво, обслуговування і ремонт гідромеліоративних споруд»

Номінація IV: Інноватика в організації практичного навчання студентів

 

 

Мелітополь, 2013 р.

Укладач: Фучаджиєва М. А., викладач спецдисциплін

ВСП «Мелітопольский коледж ТДАТУ», спеціаліст І категорії

 

Рецензент: Грудініна Т.Л., викладач спецдисциплін ВСП «Мелітопольский коледж ТДАТУ», спеціаліст вищої категорії.

 

В робочому зошиті з дисципліни «Гідротехнічні споруди» зі спеціальності 5.06010302 «Будівництво, обслуговування і ремонт гідромеліоративних споруд» включені шістнадцять практичних робіт які відповідають програмі кваліфікаційних характеристик молодшого спеціаліста техніка-гідротехніка. Обсяг навчального матеріалу з даної дисципліни дозволить в майбутньому отримати залишкові знання, необхідні для вирішення конкретних фахових завдань водогосподарського будівництва та підготувати студентів до виконання дипломних проектів.

ЗМІСТ

Вступ.......................................................................................................... 4

Практична робота №1 «Методи фільтраційних розрахунків»............... 6

Практична робота №2 «Регулювальні споруди на каналах».................. 11

Практична робота №3 «Водопровідні споруди на каналах.................... 15

Практична робота №4 «Основи розрахунку гідротехнічних тунелів.... 19

Практична робота №5 «Розрахунки і проектування спряжувальної
споруди на каналах................................................................................... 22

Практична робота №6 «Розрахунок і схематичне конструювання
плоского затвору»..................................................................................... 27

Практична робота №7 «Розрахунки і схематичне конструювання
затвора –автомата».................................................................................... 33

Практична робота №8 «Хвилеві дії на укоси ґрунтових гребель»......... 37

Практична робота №9 «Фільтрація крізь ґрунтову греблю»................. 41

Практична робота №10 «Стійкість укосів в ґрунтових гребель»........... 45

Практична робота №11 «Водопровідні споруди гідровузлів з
ґрунтовою греблею».................................................................................. 48

Практична робота №12 «Розрахунки трубчастого водовипуску»......... 53

Практична робота №13 «Розрахункове обґрунтування і конструювання глухих бетонних гравітаційних гребель».............................................................................. 57

Практична робота №14 «Розрахункове обґрунтування і конструювання бетонних водоскидних гребель................................................................................. 64

Практична робота №15 «Розрахунки водозабірних споруд»................ 68

Практична робота №16 «Методика розрахунків і схематичне
проектування відстійників»....................................................................... 75

Список використаної літератури.............................................................. 86

Додатки………………………………………………………………….……..87

 

 

ВСТУП

 

Розвиток гідромеліорації в Україні вимагає зниження вартості будівництва гі­дромеліоративних споруд, а також зниження витрат на їх експлуатацію. При цьому слід враховувати екологічну обстановку в зоні будівництва, збереження водних і зе­мельних ресурсів.

У вищих навчальних закладах І-ІІ рівнів акредитації домінуючою є практична підготовка, тому що тут готують фахівців, які повинні володіти достатніми практи­чними уміннями і навичками. Навчання спрямоване на оволодіння знаннями та на­вичками не взагалі, а на виконання конкретного види діяльності, що дозволяє краще та швидше випускникам адаптуватися в ринкових умовах.

Одним з видів практичної підготовки є лабораторно-практичні заняття. На ви­вчення дисципліни «Гідротехнічні споруди» згідно з програмою відводиться 216 го­дин, із них 96 годин на самостійне вивчення, 120 годин на заняття: 38 годин практи­чні заняття; 30 годин учбово-практичні; 10 годин лабораторні заняття; 40 годин на курсове проектування.

Мета вивчення предмета «Гідротехнічні споруди» – дати студентам теоретичні знання та допомогти набути практичних навичок з розрахунку, проектування, будів­ництва та експлуатації таких гідротехнічних споруд:

гребель різних типів; водоскидів різних типів; водопусків; затворів та підйомних механізмів; шлюзів-регуляторів, перепадів, швидкотоків, консольних скидів, акведуків, дюкерів, тунелів; водозабірних споруд і відстійників.

Предмет «Гідротехнічні споруди» тісно пов’язаний з такими предметами як гідравліка, гідрологія і гідрометрія, геологія і гідрогеологія, геодезія, сільськогоспо­дарська меліорація, експлуатація і автоматизація гідромеліоративних систем, сільсь­когосподарське водопостачання, технічна механіка, креслення, математика, будіве­льні матеріали.

Для закріплення теоретичного матеріалу і набуття практичних навичок з роз­рахунків і проектування студенти виконують лабораторні і практичні роботи.

Перед вивчення матеріалу треба ознайомитись з програмою предмета, підіб­рати навчальні посібники та довідкову літературу. Для кращого засвоєння матеріалу рекомендується конспектувати його і записувати короткі конкретні відповіді на пи­тання для самоперевірки. Бажано також ознайомитись с гідротехнічними спорудами поблизу місця проживання, з їх конструкцією та експлуатацією.

З метою оптимізації навчальної діяльності студентів створений робочий зошит, у якому подано методику і послідовність звітності з практичних занять. Робочий зошит дає можливість скоротити час оформлення звітів і більше часу приділити ви­конанню робіт, вивченню конкретних особливостей розв’язку задач та аналізу отриманих показників.

З кожної виконаної роботи складається звіт за поданою формою. Схема та ес­кізи повинні виконуватись олівцем, а записи синім або чорним чорнилами з дотри­манням державних стандартів.

Завдання до кожного практичного заняття містить необхідні вимоги до знань, умінь та навичок студентів необхідних для засвоєння даної теми

Звіти, виконані в робочому зошиті захищаються студентом підчас заняття. Оцінювання знань викладач проводить за п’ятибальною системою, про що робить відмітку в кінці звіту.

Практична робота №1

 

Тема: Методи фільтраційних розрахунків.

Мета: Набути вміння і навичок з проектування флютбетів гідротехнічних споруд.

 

Опрацювати теми:

- Фільтрація води в нескельних та скельних основах.

- Фільтраційні деформації. Дренажі.

- Фільтрація води в берегових приминаннях.

- Методи фільтраційних розрахунків.

Необхідно знати:

- Напірну і безнапірну фільтрації.

- Поняття про флютбет, та його частини.

- Елементи підземного контуру гідротехнічних споруд.

Необхідно вміти:

- Приймати розміри окремих елементів флютбету.

- Визначити фактичну довжину підземного контуру.

- Визначити необхідну довжину підземного контуру флютбету.

- Вміти будувати п’єзометричну лінію.

- Визначити необхідну товщину водобою у початковій точці і у кінці водобою.

- Проектувати схему флютбету шлюзу-регулятора.

Завдання:

Виконати фільтраційний розрахунок бетонного шлюзу-регулятора на зрошувальному каналі методом подовження контурної лінії, якщо відомо, що споруда відноситься до IV класу капітальності, вода в нижньому б’єфі відсутня, Напір перед шлюзом необхідно прийняти по таблиці 2, згідно свого варіанту. Визначити необхідну довжину підземного контуру флютбету, товщину водобою, накреслити схему шлюзу і побудувати п’єзометричну лінію на схемі (рисунок 1).

Вихідні дані:

 

1. Напір перед шлюзом ____________________________.

2. Матеріал водобою ______________________________.

3. Об’ємна маса матеріалу водобою _________________.

4. Ґрунт в основах ________________________________.

 

Рисунок 1 – Розрахункова схема

 

Послідовність розрахунку

 

1. Приймаються розміри окремих елементів флютбету в залежності від напору довжина понуру (1... 2) Н

водобою (2... 4) Н

рисберми (3... 5) Н

 

l_п = ______ = ____ м. t_н = ____ м.

l_в = ______ = ____ м. t_в = ____ м.

 

2. Визначається фактична довжина підземного контуру за формулою

де Σ l _в – сума довжин вертикальних ділянок підземного контуру, м:

Σ l _т – сума довжин горизонтальних ділянок підземного контуру, м;

 

Σ l _в = ________________________м.

Σ l _т = ________________________ м.

L_ф = _____________________ = _____ м.

 

3. Визначається необхідна довжина підземного контуру флютбету за формулою:

L_o = C_oH,

де С_о – уклонний коефіцієнт (таблиця 3);

Н – напір на шлюз – регулятор, м;

 

4. Якщо L_ф = ____ м < L_о = ______ м, то прийнята довжина підземного контуру недостатня для погашення напору фільтраційного потоку і її необхідно збільшити до L_o, для цього передбачається забивка шпунта.

 

Глибина забивки шпунта дорівнює:

 

Будується п'єзометрична лінія. Для цього визначається протитиск фільтраційного потоку в точках підземного контуру за формулою

,

де lc – приведена відстань від кінця водобою до необхідної точки підземного контуру, м

 

Відстань lc дорівнює сумі довжини вертикальних ділянок і одній третині довжин горизонтальних ділянок до необхідної точки підземного контуру

l₁ = _____ м.

l₂ = _____ м.

l₃ = _______ = ____ м.

l₄ = ________ = ____ м.

l₅ = ________ = ____ м.

l₆ = ________ = ____ м.

l₇ = ________ = ____ м.

l₈ = ________ = ____ м.

l₉ = ________ = ____ м.

 

Тоді величина протитиску буде дорівнювати:

h₁ = ____________ = ___ м.

h₂ = ____________ = ___ м.

h₃ = ____________ = ___ м.

h₄ = ____________ = ___ м.

h₅ = ____________ = ___ м.

h₆ = ____________ = ___ м.

h₇ = ____________ = ___ м.

h₈ = ____________ = ___ м.

h₉ = ____________ = ___ м.

 

Усі отримані дані відкладаються на схемі (рисунок 1) від лінії 0 – 0 уверх, усі точки послідовно з’єднуються і отримується п’єзометрична лінія.

 

5. Визначається необхідна товщина водобою у початковій точці 5 і у кінці водобою точки 4 за формулою

,

де n – коефіцієнт запасу, для IV класу капітальності споруд приймається n = 0,8;

g – об'ємна маса води g = 9,81 кН/м³;

Н₂ = 0, так як води в нижньому б’єфі немає;

g₁ = об'ємна маса матеріалу водобою;

g₁ = g_в = _____ кН/м³;

h_x – повний тиск, м.

 

Для початкової точки водобою (точка 5 на рис. 1):

h₅ = ___________ = _____ м

 

Для кінцевої точки водобою (точка 4 на рис. 1):

h₄ = ___________ = _____ м;

 

Відповідно товщина дорівнює

t₅ = ________________ = _____ м;

t₄ = ________________ = _____ м.

Розрахунок показує, що отримані дані t₅ = ________ t₄ = _________, вони перевищують / менше за попередні дані (підкреслити необхідне)

в точці 5 t₅ = ____ м.

в точні 4 t₄ = ____ м.

 

6. Виконати креслення бетонного шлюзу-регулятора в масштабі згідно свого варіанту.

 

Величина протитиску для побудови п’єзометричної лінії:

 

Номер точки
Величина протитиску

 

Висновок: _______________________________________________________________________

 

Контрольні питання

 

1. Які причини фільтрації води?

Відповідь______________________________________________

2. Які основні характеристики фільтраційного потоку?

Відповідь______________________________________________________________________

3. Які частини має флютбет та їх призначення?

Відповідь______________________________________________________________________

4. Охарактеризуйте підземний контур флютбету.

Відповідь____________________________________________________________________

__________________________________________________________________

5. Які види навантажень діють на гідротехнічні споруди?

Відповідь____________________________________________________________________

 

Оцінка_______ Дата ___ ____________ 20___р. Викладач_____________

Практична робота№2

 

Тема: Регулюючі споруди на каналах.

Мета: Набути вміння і навичок з виконання гідравлічних розрахунків і схематичного проектування відкритих регуляторів

 

Опрацювати теми:

- Канали.

- Регулюючі споруди на каналах.

Необхідно знати:

- Статичний і гідравлічний розрахунок регулюючих споруд.

- Призначення і класифікація регулювальних споруд.

- Вузли регуляторів.

- Збірні регулювальні споруди.

- Уніфікацію регулювальних споруд.

Необхідно вміти:

- Визначити ширину у стисненому перерізі шлюзу-регулятора.

- Визначити коефіцієнт бічного стиснення.

- Визначити загальну ширину водовипуску.

- Проектувати схему відкритого шлюзу-регулятора.

Завдання:

Визначити розміри і кількість отворів відкритого шлюзу-регулятора на зрошувальному каналі.

 

Вихідні дані:

1. Ширина дна каналу (b) ________ м.

2. Коефіцієнт закладання укосів (m) ________.

3. Кут між віссю зрошувального каналу і магістрального (α) ________.

4. Глибина води в зрошувальному каналі (h) ________ м.

5. Розрахункова витрата води, (згідно варіанту) (Q) ________ м³/с.

 

Рисунок 2 – Розрахункова схема

Послідовність розрахунку

 

1. Приймається різниця рівнів води в б'єфах z = ________
припускається що z = z₀, приймається z =________.

 

2. Визначається ширина у стисненому перерізі шлюзу-регулятора за
формулою:

,

де ε – коефіцієнт бічного стиснення;

В – загальна ширина водовипуску;

δ – коефіцієнт, значення якого залежить від кута α між віссю зрошувального і магістрального каналів.

 

α
δ		0,97	0,95	0,93	0,90	0,86

 

У даному випадку при a = ____ маємо d =_____;

j – коефіцієнт швидкості, значення якого можна приймати рівним
j =_______.

 

Підставляючи числові значення знаходиться:

В_ст = _____________________________________________ = _____ м.

 

3. Визначається коефіцієнт бічного стиснення, за формулою:

,

де а_ст – коефіцієнт, значення якого залежить від форми оголовків биків (для прямокутної форми а_ст = 0,1; для криволінійної – а_ст = 0,05), у даному випадку приймаємо бики півциркульної форми; тому а_ст = 0,10;

Н – напір на порозі водовипуску.

 

Н = h + z,

H =______________=___м.

 

Отже:

e =__________________________=______.

 

4. Визначається загальна ширина водовипуску, за формулою:

,

В =___________ = ______м.

 

5. Приймаються два отвори стандартної ширини b_ст = __________ м. кожний і бичок товщиною 0,5м. Тоді загальна будівельна ширина водовипуску буде:

В_б =__________________ = _____м.

 

Таку ж ширину має дно зрошувального каналу. Це спрощує з’єднання з ними водовипуску. З’єднання водовипуску з зрошувальним каналом проектується за допомогою зворотних стінок.

 

6. Виконується схематичне проектування водовипуску (рисунок 1).

 

Стандартні розміри прогонів і висот створів (СНиП 2.06.01 – 86)

 

Прогін, м	0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,25; 1,5; 1,75; 2,0; 2,25; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 4,5; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10,0; 12,0; 14,0; 16,0; 18,0; 20,0; 22,0; 24,0; 27,0; 30,0
Висота, м	0,6; 0,8; 1,0; 1,25; 1,50; 1,75; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; 10,0; 11,0; 12,0; 13,0; 14.0; 15,0; 16,0; 17,0; 18,0; 19,0; 20,0

 

 

Висновок: _______________________________________________________________________

 

Контрольні питання

 

1. Як класифікуються споруди зрошувальної і осушувальної систем та регулювальні споруди іригаційної системи?

Відповідь____________________________________________________________________

2. Що таке аварійний водоскид? Вказати його конструкцію.

Відповідь______________________________________________________________________

3. У чому переваги і недоліки збірних шлюзів-регуляторів?

Відповідь______________________________________________________________________

4. Як виконуються розрахунки шлюзів – регуляторів? Яка їх конструкція?

Відповідь______________________________________________________________________

5. Що таке вузол шлюзів?

Відповідь______________________________________________________________________

 

Оцінка_______ Дата ___ ____________ 20___р. Викладач_____________

Практична робота №3

 

Тема: Водопровідні споруди на каналах.

Мета: Набути вміння і навичок з гідравлічного розрахунку дюкеру.

 

Опрацювати теми:

- Канали.

- Водопровідні споруди на каналах.

Необхідно знати:

- Призначення і класифікація водопровідних споруд.

- Розрахунки водопровідних споруд.

- Методи розрахунків пропускної здатності, стійкості, водопровідних споруд.

Необхідно вміти:

- Визначати відмітку рівня води перед та за дюкером.

- Визначати різницю рівнів води.

- Визначати коефіцієнт опору системи.

- Визначати діаметр труби дюкеру.

- Проектувати схематичні конструкції водопровідних споруд.

 

Завдання:

Виконати гідравлічний розрахунок дюкеру, який перетинає зрошувальний канал.

 

Вихідні дані:

1. Відмітка дна каналу: перед дюкером – ______м;

за дюкером – ______ м.

2. Глибина води у підвідному каналі Н = ____ м.

3. Глибина води у відвідному каналі Н₁ = ____ м.

4. Витрата Q = ____ м³/с.

5. l ₁ = ___ м, l ₂ =___ м, l ₃ = ___ м.

6. Коефіцієнт опору закруглення z_зак = ___.

 

 

 

Рисунок 3 – Розрахункова схема

Послідовність розрахунку

1. Визначається відмітка рівня води перед дюкером:

Н_РВП =_______________________________________________м.

 

2. Визначається відмітка рівня води за дюкером

Н_РВЗ =________________________________________________м.

 

3. Визначається різниця рівнів води:

4. Визначається коефіцієнт опору системи за формулою:

Sz = z_вх + z_зак.n + z_т + z_вих,

де z_вх – коефіцієнт опору входу, дорівнює 0,05…0,5; для труб з добре закругленим плавним входом z = 0,1;

z_зак – коефіцієнт опору закруглення;

n – кількість закруглень; у даному випадку n = 2;

z_т – коефіцієнт опору тертя;

z_вих – коефіцієнт опору виходу, дорівнює 1.

 

Коефіцієнт опору тертя визначають за формулою:

,

де l – коефіцієнт гідравлічного тертя. Для бетонних і залізобетонних труб, l = 1/45;

d – діаметр труби, м;

l – довжина труби, м;

l = l ₁ + l ₂ + l ₃ = _________________ = _____ м.

 

Тоді:

.

 

Sz=____________________________________.

 

 

5. Методом підбору визначається діаметр труби дюкеру,

користуючись формулою:

,

де Q – витрата, м³/с;

w – площа живого перерізу труби, м²; для круглої труби w = 0,785 d²;

g – прискорення сили тяжіння, м/с²;

Z – різниця рівнів води, м;

z – коефіцієнт опору системи.

 

Тоді:

 

________________________________________________________________________

 

Взявши значення діаметру труби d, досягається рівність обох частин. Рівняння задовольняється, коли d = м. Приймається d = м.

 

Висновок: _______________________________________________________________________

 

Контрольні питання

 

1. Яку класифікацію мають водопровідні споруди, та яке їх призначення?

Відповідь__________________________________________________________________

2. Що таке акведук, вказати його конструкцію?

Відповідь____________________________________________________________________

3. Що таке збірні водопровідні споруди?

Відповідь____________________________________________________________________

4. Яку класифікацію мають канали?

Відповідь____________________________________________________________________

__________________________________________________________________

5. Які методи боротьби з фільтрацією види із каналів?

Відповідь____________________________________________________________________

__________________________________________________________________

 

Оцінка_______ Дата ___ ____________ 20___р. Викладач_____________

 

Практична робота № 4

 

Тема: Водопровідні споруди на каналах.

Мета: Набути вміння і навичок щодо визначення величини гірського тиску і розмірів облицювань тунелів.

 

Опрацювати теми:

- Канали.

- Водопровідні споруди на каналах.

- Гідротехнічні тунелі.

Необхідно знати:

- Призначення гідротехнічних тунелів.

- Поперечні перерізи гідротехнічних тунелів.

- Гірський тиск.

- Облицювання тунелів, призначення, конструкції.

- Способи проходки тунелів.

Необхідно вміти:

- Визначати проліт оболонки тиску.

- Визначати висоту оболонки тиску.

- Визначати величину от вісного тиску.

- Визначати величину горизонтального тиску.

- Проектувати облицювання окремих конструктивних деталей тунелів.

 

Завдання:

Визначити величину гірського типу.

 

Вихідні дані:

 

1. Рід породи ____________________________.

2. Коефіцієнт міцності, (ƒ_кр)________________.

3. Щільність породи (γ_п)___________________т/м.

4. Ширина отвору (В₀)____________________м.

5. Висота отвору, (Н₀)__________________м.

 

Рисунок 4 – Розрахункова схема

Послідовність розрахунку

 

1. Визначається проліт оболонки тиску:

де φ – кут внутрішнього тертя породи.

 

.

 

Отже:

L = ____________________________ = _____.

 

2. Визначається висота оболонки тиску:

де β – коефіцієнт, значення якого приймається рівним:

при В₀ < 6 м, β = 0,7;

при В₀ ≥ 6 м, β = 1;

У даному випадку β =

 

Отже, h = _________________ = ______ м.

 

3. Визначається величина відвісного тиску.

 

4. Визначається величина горизонтального тиску:

 

__

___________________________________ = _______ т/м² = _____кН/м²

 

 

Висновок: _______________________________________________________________________

Контрольні питання

1. Яке призначення мають гідротехнічні тунелі?

Відповідь________________________________________________________________

2. Назвіть основні типи тунелів

Відповідь____________________________________________________________________

3. Що таке гірський тиск?

Відповідь______________________________________________________________________

4. Як проводять облицювання тунелів? Вказати їх призначення і конструкції.

Відповідь______________________________________________________________________

5. Охарактеризуйте умови застосування тунелів.

Відповідь________________________________________________________________________

 

Оцінка_______ Дата ___ ____________ 20___р. Викладач_____________

Практична робота №5

 

Тема: Розрахунки і проектування спрягаючих споруд на каналах.

Мета: Набути вміння і навичок з виконання гідравлічних розрахунків і схематичного проектування окремих частин спряжу вальних споруд.

 

Опрацювати теми:

- Канали.

- Спрягаючі споруди на каналах.

Необхідно знати:

- Класифікацію спрягаючих споруд та їх застосування.

- Конструкції спрягаючи споруд.

- Гідравлічні і статичні розрахунки спрягаючи споруд.

Необхідно вміти:

- Визначити горизонтальну складову швидкість входу падаючої струмини у воронку розмиву.

- Визначити довжину конуса розтікання падаючої струмини.

- Визначити глибину води у воронці розмиву.

- Визначити дальність відлітання струмини.

- Визначити розміри воронки розмиву консольного перепаду.

 

Завдання:

Визначити розміри воронки розмиву консольного перепаду.

 

Вихідні дані:

 

1. Розрахункова витрата Q = ___ м /с.

2. Швидкість в кінці лотока бистротоку v = ____ м/с.

3. Глибина води в кінці лотока бистротоку h = ____ м.

4. Ширина лотока бистротоку b = ____ м.

5. Швидкість води у відвідному каналі v₁ = ____ м/с.

6. Глибина води у відвідному каналі h₁ = _____м.

7. Коефіцієнт закладання укосів воронки розмиву m =____.

8. Ґрунт по трасі водоскидного тракту — ______.

9. Висота падіння Р =___ м.

 

Рисунок 5 – Розрахункова схема

Послідовність розрахунку

 

1. Визначається горизонтальна складова швидкість входу падаючої струмини у воронку розмиву:

V_x = φu,

де φ – коефіцієнт швидкості, який беруть залежно від висоти; додаток А, табл. 12;

u – швидкість води в кінці консолі, яка дорівнює швидкості в кінці лотка бистротоку, м/с; u = v = 6,07 м/с.

 

Тоді:

V_x = ________________ = ____ м/с.

 

2. Визначається вертикальна складова швидкість входу падаючої струмини у воронку розмиву:

де φ – коефіцієнт швидкості;

g – прискорення сили тяжіння;

h – глибина води в кінці консолі, яка дорівнює глибині води в кінці лотка бистрооку;

Р – висота падіння струмини із консолі, м.

 

Тоді:

V_y =_________________________________________ = _______.

 

3. Визначається рівнодіюча швидкість входу струмини в воду:

________________________________ = _______.

 

4. Визначається довжина конуса розтікання падаючої струмини:

де N – коефіцієнт, який беруть залежно від висоти падіння Р; додаток А, табл. 3;

q – питома витрата, яка визначають за формулою:

 

__________________ = _____ м³/с;

 

V₀ – рівнодійна швидкість входу струмини в воду, м/с;

V₁ – швидкість води у відвідному каналі, м/с;

 

Підставляючи числові значення, знаходиться:

L = ________________________ = ____ м.

5. Визначається кут нахилу струмини до горизонту:

 

6. Визначається глибина води у воронці розмиву:

 

7. Визначається глибина розмиву:

,

де h₁ – глибина води у відвідному каналі, м.

 

у = ________________ = ____ м.

 

8. Визначається дальність відлітання струмини:

де u_ср – середня горизонтальна швидкість, м/с, яка визначається за формулою:

 

 

у´ – висота падіння, м;

 

у´ = h + P + D =

l =

 

9. Визначається ширина воронки:

де V₁ – швидкість води у відвідному каналі, м/с.

 

10. Визначається довжина розширення воронки в напрямку консолі:

де с – ширина воронки, м;

m – коефіцієнт закладання укосів воронки;

D – глибина води у воронці розмиву, м.

= ______________м.

 

Довжина розширення воронки в напрямку консолі не повинна перевищувати дальність відлітання струмини l. Поставлена задача розв’язана вірно, якщо ця вимога забезпечується:

= _____м < l = ____.

 

Висновок: ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________

Контрольні питання

 

1. Яку класифікацію мають спрягаючі споруди та яке їх застосування?

Відповідь__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

2. Яку конструкцію мають бистротоки, яке їх призначення?

Відповідь______________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

3. Яку класифікацію мають перепади, які умови їх застосування?

Відповідь____________________________________________________________________

__________________________________________________________________

4. Яка конструкція входу і виходу спрягаючих споруд?

Відповідь______________________________________________________________

__________________________________________________________________

____________________________________________________________________

5. Яке призначення застінного дренажу спрягаючих споруд та яка його

конструкція?

Відповідь______________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

 

 

Оцінка_______ Дата ___ ____________ 20___р. Викладач_____________

Практична робота №6

 

Тема: Розрахунок і схематичне конструювання плоского затвору.

Мета: Набути вміння і навичок з виконання розрахунків плоских металевих затворів.

 

Опрацювати теми:

- Загальні відомості про затвори.

- Затвори водозливних отворів.

- Затвори глибинних отворів.

Необхідно знати:

- Класифікацію затворів.

- Конструкцію затворів.

- Склад механічного обладнання та його призначення.

- Навантаження на затвори.

- Особливості гідравлічного режиму роботи затворів.

Необхідно вміти:

- Будувати епюру гідростатичного тиску води на затвор.

- Розраховувати обшивку.

- Визначати вагу зусиль підйому посадки плоских затворів.

- Підбирати переріз швелера.

 

Завдання:

Розмістити два ригеля однакового поперечного перерізу, підібрати переріз швелера, визначити товщину металевої обшивки і підйому зусилля плоского затвора.

 

Вихідні дані:

1. Матеріал затвору _____________________________________________.

2. Спосіб з’єднання обшивки з контуром ___________________________.

3. Допустима напруга на згинання матеріалу обшивки і швелерів (δ) ___.

4. Матеріал закладних частин ____________________________________.

5. Матеріал полозу _____________________________________________.

6. Ширина отвору (b) ___________________________________________.

7. Напір перед затвором (Н) ______________________________________.

Рисунок 6 – Розрахункова схема

Послідовність розрахунку

 

1. Будується епюра гідростатичного тиску води на затвор.

 

2. Визначається відстань по вертикалі від рівня води до ліній ділення епюри на частини рівного тиску за формулою:

де Н – напір перед затвором, м;

k – порядковий номер ригеля, рахуючи зверху;

h – число ригелів. Підставляючи числові значення, знаходиться:

 

h_г = _____________ м.

 

3. Визначається відстань

 

y₁ = м.

y₂ = м.

 

4. Визначається сила тиску води на один метр довжини ригеля:

 

.

 

5. Визначається максимальний згинаючий момент за формулою:

,

де l – розрахункова довжина ригеля:

 

м.

 

Тоді:

 

M = __________________ = ______ кНм.

 

6. Визначається необхідний момент опору:

.

 

7. За необхідним моментом опору W_н, підбирається переріз швелера відповідно ГОСТ 8240-72, додаток Б, табл. 5, і для нього виписується відповідне значення моменту опору W_x і моменту інерції І_х.

Беремо швелер № ____, для якого:

W_x = _____ см³ =__________________ м³; І_х =______ см⁴.

 

8. Визначається напруга на згин, яка буде виникати в ригелі:

.

 

Значення вірне якщо менше допустимого [σ].

Допускається перенапруження 1-5%.

 

9. Визначається прогин ригеля:

,

де Р – сила тиску води на весь ригель кН;

l – розрахункова довжина ригеля, см;

Е – модуль пружності; Е = ___________.

 

Сила тиску на весь ригель, кН:

 

P = ql = _________ = _______ кН.

 

Тоді:

f = ________________________________ = ______ см.

 

10. Визначається відносний прогин:

_______________ = _____.

Значення вірне, якщо менше допустимого .

 

11. Проектується конструкція балочної клітки затвору.

Рисунок 7 – Схема балочної клітки

12. Визначається товщина металевої обшивки за формулою Баха:

Якщо відношення а₁/b₁<3, то:

.

 

Якщо відношення а₁/b1>3, то:

,

де а₁ – довший бік балочної панелі, м;

b₁ – коротший бік балочної панелі, м;

φ₁ – коефіцієнт, який враховує характер кріплення обшивки; якщо обшивка прикріплюється по всьому контуру, то φ = 0,75; якщо обшивка прикріплюється тільки по обох боках, то φ = 1;

Р – тиск води в центрі балочної панелі, кН/м²;

[σ] – допустима напруга матеріалу обшивки на згинання, кН/м²;

k – коефіцієнт, k = b₁/a₁.

 

Розрахунок проводиться для найбільш навантаженої ділянки, розміщеної між ригелями. Згідно зі схемою балочної клітки мається:

a₁ = ___ м; b₁ = y₂ – y₁= __________ = _____ м.

 

Тоді: (порівняти).

 

Тиск води в центрі балочної панелі визначається за формулою:

де γ – об’ємна маса води; γ = 9,81 кН/м³;

h_ц – відстань по вертикалі від рівня води до центру балочної панелі, м;

 

 

Тоді: Р = .

.

Отже:

.

 

Товщина металевої обшивки повинна бути не менше 6 мм, береться
σ =___мм. Така сама товщина обшивки береться (з запасом) для всього затвора.

 

13. Визначаються зусилля, які потрібно затратити для підняття затвора.

S = 1,1 G + 1,2 T,

де G – сила ваги затвора, кН;

Т – сила тертя в опорно-ходових частинах, кН;

 

Сила ваги затвору визначається за формулою:

G = qHb,

де q – середня сила ваги затвора на 1 м² площі отвору, Н;

Н – напір перед затвором, м;

b – ширина отвору, м.

 

Середня сила ваги затвора визначається за формулою:

де Н_ц – розрахунковий напір у центрі отвору:

______ Н =_____ кН.

 

Тоді:

G = ____________ = ____ кН.

 

Сила тертя в опорно-ходових частинах визначається за формулою:

Т = f P,

де f – коефіцієнт тертя-ковзання, значення якого наведені у додатку А, табл. 4;

Р – сила гідротехнічного тиску води на затвор:

 

 

Тоді: Т = ______________________=____ кН.

 

Отже: S = ______________________________ = _____ кН.

 

 

Висновок: ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________

Контрольні питання

 

1. Який склад має механічне обладнання?

Відповідь__________________________________________________________________

2. Яку класифікацію мають затвори?

Відповідь__________________________________________________________________

3. Які стандартні прогони і висоти мають водозливні отвори?

Відповідь______________________________________________________________

4. Яке застосування та умови роботи мають плоскі затвори?

Відповідь________________________________________________________________

5. Описати конструкції ущільнюючих і напрямлених пристроїв затворів?

Відповідь________________________________

6. Описати опорно-ходові і загальні частини плоских затворів?

Відповідь______________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

7. Описати спосіб підбору ригелів для плоских затворів?

Відповідь____________________________________________________________

__________________________________________________________________

_________________________________________________________________

 

Оцінка_______ Дата ___ ____________ 20___р. Викладач_____________

Практична робота №7

 

Тема: Розрахунки і схематичне конструювання затвора-автомата.

Мета: Набути вміння і навичок з розрахунків і конструювання плоских затворів-автоматів.

 

Опрацювати теми:

- Затвори автомати меліоративних споруд.

- Експлуатація і монтаж затворів. Маневрування затворами.

Необхідно знати:

- Основні вимоги до автоматичних затворів меліоративних споруд.

- Класифікацію автоматичних затворів меліоративних споруд.

- Регулятори рівнів верхнього і нижнього б’єфів.

- Пропорціональні розподільники.

- Схеми маневрування затворами.

Необхідно вміти:

- Визначити ширину полотна затвора.

- Визначити довжини ричагів коректорів тяг.

- Визначити площу змоченої частини полотнища затвора.

- Визначити силу тиску води на обшивку затвора, вагу затвора.

- Виконати схему конструкції затвора.

 

Вихідні дані:

 

1. Витрата води в каналі в зоні дії затвора – автомата Q = ____ м³/с.

2. Глибина води в каналі за затвором h_б =_____ м.

3. Уклон води дна канала i = _______.

 

 

Рисунок 8 – Розрахункова схема

 

 

Послідовність розрахунку

 

1. Приймається розрахунковий напір h_р.

Для каналів з уклоном дна і = 0 ÷ 0,02 h_p = 2 h_б.

Для каналів з уклоном дна і > 0,02 h_p ≥ 3 h_б.

У даному випадку приймається h_p = ___________=_____м.

 

2. Приймається висота затвора h_з:

h_з = 1,36 h_р = ___________________.

 

3. Визначається ширина полотна затвора за формулою:

,

де m – коефіцієнт витрати при витіканні води із – під затвору, значення якого приймається рівним m = 0,52;

a – висота відкриття затвора:

а = 0,5h_p = ____________ = _____ м.

 

Отже:

b =_______________________________ = ______ м.

 

4. Визначається довжина тяг – відстань від центра шарніра на полотнищі затвора О_І

---

⇐ Предыдущая123456

Поделиться с друзьями:

---

Дата добавления: 2016-11-24; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 731 | Нарушение авторских прав

---

Лучшие изречения:

© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление