Bài giảng thủy lực công trình - Chương 6

Cống là tên chung chỉ công trình điều khiển mực nước hoặc lưu lượng. Lỗ tháo nướccủa cống thường được đóng mở bằng tấm chắn cửa hay còn gọi là van. Dòng chảy qua lỗcống chịu tác dụng của cột nước H hoặc chênh lệch mực nước thượng hạ lưu z.Ta đóng mở cửa, thay đổi diện tích tháo nước, sẽ điều khiển được mực nước (khi lưulượng cố định) hoặc điều khiển được lưu lượng (khi mực nước cố định).- Nếu mực nước thượng lưu thấp hơn đỉnh cống, và tấm chắn cửa cũng kéo lên khỏimực nước thượng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng thủy lực công trình - Chương 6Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy LợiCHƯƠNG 6 CHẢY QUA CỬA CỐNG ***A- CHẢY QUA CỐNG HỞ§6.1 CÁC HÌNH THỨC NỐI TIẾP SAU CỬA CỐNG§6.2 CÔNG THỨC TÍNH TOÁN CHẢY QUA CỐNGI. Chảy không ngậpII. Chảy ngập§6.3 CÁC BÀI TOÁN CHẢY DƯỚI TẤM CHẮN CỬA CỐNG HỞB - CHẢY QUA CỐNG NGẦM§6.4 ĐIỀU KIỆN CHẢY NỬA ÁP VÀ CÓ ÁPI. Độ sâu hạ lưu ở cửa ra cao hơn đỉnh cống (hn > d)II. Độ sâu hạ lưu thấp hơn đỉnh cống (hn < d)§6.5 CÔNG THỨC TÍNH CỐNG NGẦM CHẢY NỬA ÁP VÀ CÓ ÁPI. Chảy nửa ápII. Chảy có ápBài giảng thủy lực công trình Trang 83Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy LợiCHƯƠNG 6 CHẢY QUA CỬA CỐNG Flow under a sluice gate Cống là tên chung chỉ công trình điều khiển mực nước hoặc lưu lượng. Lỗ tháo nướccủa cống thường được đóng mở bằng tấm chắn cửa hay còn gọi là van. Dòng chảy qua lỗcống chịu tác dụng của cột nước H hoặc chênh lệch mực nước thượng hạ lưu z. Ta đóng mở cửa, thay đổi diện tích tháo nước, sẽ điều khiển được mực nước (khi lưulượng cố định) hoặc điều khiển được lưu lượng (khi mực nước cố định). - Nếu mực nước thượng lưu thấp hơn đỉnh cống, và tấm chắn cửa cũng kéo lên khỏi mực nước thượng lưu, thì dòng chảy qua cống là không áp, cống làm việc như một đập tràn. - Khi mực nước thượng lưu ngập hoàn toàn lỗ cống, thì hiện tượng chảy qua cống cănbản là hiện tượng ‘’chảy qua lỗ ‘’(hình 6-1)hoặc ‘’chảy qua vòi’’ (hình 6-2). H z Hình 6-1 Hình 6-2 Trong thực tế thường có những lỗ cống đặt ở sát đáy lòng dẫn hạ lưu, diện tích lỗ cốngtương đối lớn so với mặt cắt dòng chảy ở hạ lưu. Hiện tượng không phải đơn thuần là dòngchảy tự do qua lỗ ra khí trời hoặc chảy ngập lặng trong nước hạ lưu, mà ở đây dòng chảy rakhỏi cửa cống sẽ đi ra kênh dẫn nối tiếp với dòng chảy bình thường ở hạ lưu, theo nhữnghình thức nối tiếp khác nhau và các hình thức nối tiếp đó lại ảnh hưởng đến khả năng tháonước của cống. Vì vậy trong chương này ta phải dùng các kết qủa nghiên cứu về dòng chảy qua lỗ, vòivà nối tiếp thượng hạ lưu để nghiên cứu.Ta sẽ xét hai trường hợp: + Cống không có trần hoặc vòm, tiếp sau cửa cống là lòng dẫn hở. Ta gọi là chảydưới tấm chắn cửa cống hở (Hình 6-3). + Tiếp sau cửa cống là thân cống hình ống tương đối dài, dòng chảy trong thân cốngcó thể là đầy ống hoặc không đầy ống. Ta gọi là chảy qua cống ngầm (Hình 6-4).Bài giảng thủy lực công trình Trang 84 Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi Cống ngầmO Cống hở v02/2gHo H C hh a hcO C Hình 6-3 Hình 6-4 Bài giảng thủy lực công trình Trang 85Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi A- CHẢY QUA CỐNG HỞ§6.1 CÁC HÌNH THỨC NỐI TIẾP SAU CỬA CỐNG Xét sơ đồ dòng chảy ở hình 6-3 ta thấy:Dòng chảy ra khỏi cửa cống cách cửa cống một khoảng bằng chiều cao mở cống a thì đạtđến mức co hẹp nhất, ở đó đường dòng song song với đáy cống, có độ sâu hc. Dòng chảy tạiC-C ở chế độ chảy xiết. + Nếu độ sâu bình thường của dòng chảy hạ lưu hh < hk, thì nối tiếp sau cống khôngqua nước nhảy. + Thông thường dòng chảy hạ lưu là chảy êm hh>hk, dòng chảy sau cống sẽ nối tiếpvới hạ lưu qua nước nhảy. Gọi hc là độ sâu liên hiệp với hc. Tuỳ theo giá trị của hc với hh mà có các hình thứcnối tiếp sau: + hc’’ > hh : Nhảy xa: Sau mặt cắt C-C là đoạn chảy xiết rồi qua nước nhảy và nốitiếp với dòng chảy hạ lưu. + hc’’ = hh : Nhảy tại mặt cắt co hẹp: Dòng chảy đến mặt cắt co hẹp thì qua nướcnhảy và nối tiếp với dòng chảy hạ lưu. + hc’’ < hh : Nhảy ngập: Dòng chảy hạ lưu đè ngập mặt cắt co hẹp. Trong các chế độ nối tiếp không có nước nhảy, hoặc có nước nhảy xa và nước nhảy tạichỗ thì mặt cắt co hẹp C-C không bị ngập; độ sâu hạ lưu không ảnh hưởng đến phần dòngchảy từ mặt cắt co hẹp trở lên, tức không ảnh hưởng đến khả năng tháo nước của cống, nêngọi là chảy không ngập. Trường hợp mặt cắt co hẹp C-C bị ngập, dòng chảy qua cống gọi làchảy ngập. Trong chế độ nối tiếp bằng nước nhảy ngập, độ sâu hạ lưu ảnh hưởng đến hìnhdạng mặt nước qua cống, làm giảm khả năng tháo nước qua cống và gọi là chảy ngập.Bài giảng thủy lực công trình ...