Hướng dẫn giải bài tập thủy lực (Tập 1): Phần 2

Tiếp theo phần 1, phần 2 của Tài liệu Bài tập Thủy lực tiếp tục nghiên cứu tập 1 gồm 2 chương cuối bao gồm tóm tắt lý thuyết đầy đủ và bài tập có chọn lọc. Đây là Tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên của Bộ môn Thủy lực Trường Đại học Thủy lợi. Mời các bạn cùng tham khảo Tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hướng dẫn giải bài tập thủy lực (Tập 1): Phần 2 C h ư ơ n g V III DÒNG CHẢY ĐỂU K H Ô N G ÁP T R O N G KÊNHI. TÓM TẢT LÝ THUYẼT a) Khái niệm chinìịị. Kênh chia ra làm hai loại: kênh hớ (thường gặp) và kênh kín (cácđường hầm cháy không áp. ông thoát nước chảy không áp trong thành phố v.v ...). Đặc điếm (XV •chung là: dỏ sâu h., (đc) sán cluiv cỉềit) à còt nước lưu tốc —— (tức tỷ đông năng) kliông đoi 2gdọc iheo dòng cháv. Do đó, trong dòng chảy đều không áp, ba độ dốc; độ dốc đáy kênh i,độ dốc dường mật nước (lức độ dốc đo áp) và độ dốc thúy lực J là bằng nhau: a v* j=jp=i ( 8 - 1) Lưu tốc trung bình trong kênh xác định theo cõnư ihức Sezi: V = C ÍR Ỉ = C Í R ì ,{m/s) (8-2) Lưu lirợns tính iheo côiìg thức: Q = VO) = 0 ) C - / rT . (8-3) Hinh 8-ỉ C}ọi: môđun lưu lượng: K = 0 )( / r (8-4)và mòđuii lưu lốc: W = C R (8-5)ta được hai công thức cơ bán đế tính thuỷ lưc cho dòng chảy đều, không áp trong kenh: Ọ = K vT ( 8 -6 ) v = w -/ĩ (8-7) Hệ số Sezi c có thê tính theo các công thức đã có ớ chương IV hoặc lấv ớ các phụ lục4-5. 4-6. Khi thiết kế kênh, ngoài những yêu cáu vể mặt thúy lưc, còn phải thoả mãn một yêucầu rất quan trọng sau đây: lưu tốc thưc tẽ V trong kẻnh (tính theo 8-7) phái nằm tronggiới hạn sau: |V k M < v < [v v J (8 -8 )iro n g đó: là Illll l a i iiii p l h ị ) .í / của dòng cháv, c ó th ể lấy ớ c á c p h ụ lục 8-1.8 -2 . C ò n [V|^|] là lưu IDC uiới han k h ô n g lã n g , c ỏ ihc xác d ịn h trị s ố c ú a [V|.|J ih e o c õ n glliứ c c ú a li.A J a iiia i iii: 183 (8-9) V0 ,0 2 2 V ^trong đó: p - độ đục của dòng chảy, {kg/m^y, w - độ thô thuỷ lực trung bình của bùn cát {mỉsy, cách tính w xem ở bài tập (8-10); M (m/s) là m ột tham số, lấy như sau: M = w khi w > 0.002 m/s-, M = 0,002 m/s khi w < 0,002 m/s. Hai loại bài toán thường gặp khi tính toán kênh (hệ sô nhám n coi như đã biết): 1. Mặt cắt ngang của kênh đã biết, các đại lượng cần xác định là V, Q hoặc i: Từ điều kiệnđã cho, ta tmh ra w, K (theo 8-4, 8-5), sau đó tínhđược V, Q từ các công thức ( 8 - 6 ), (8-7). Độ dốc i có thể xác định theo công thức: i= ( 8 - 10) K coCRhoặc; ( 8 - 11 ) Độ hạ thấỊ< của đáy kênh hoặc của đường m ặt nước trên chiều dài 1 (hình 8-1) tínhtheo công thuc: A Z = i/ (8-12) 2. Các bài toán m à xuất phát từ những điểu kiện cho trước Q, V (khống chế), i, phảixác định các kích thước mặt cắt ngang của kênh. Đ ây là bài toán hay gặp trong thiết kế.Dưới đây sẽ xét riêng cách tính cho kênh hở và kênh kín. h) Tírlì toán thủy lực kênh h ở ® Hình dạng của kênh hay gặp nhất là hìnhthang, hình chữ nhật, hình nửa tròn v.v... ít gặphơn. ở đ y chủ yếu nói về kênh hình thang. Các yêu tố thủy lực của mặt cắt ngang củakênh hình thang xác định như sau (hình 8 - 2 ): Hình 8-2 - Diện tích mặt cắt ướt: (0 = (b + mh)h = ( p + m)h (X-13) - Chu vi ướt: x = b + 2 v l + m ^h = (P + m )h ...