Về tính toán thủy lực cống lấy nước dưới đập có van điều tiết ở hạ lưu

Bài viết "Về tính toán thủy lực cống lấy nước dưới đập có van điều tiết ở hạ lưu" giới thiệu các bài toán thủy lực cần giải quyết và thuật toán tương ứng khi thiết kế, kiểm tra dưới cống dưới đập có van điều tiết ở hạ lưu. Hy vọng nội dung bài viết là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Về tính toán thủy lực cống lấy nước dưới đập có van điều tiết ở hạ lưuVÒ tÝnh to¸n thuû lùc cèng lÊy níc díi ®Ëp cã van ®iÒu tiÕt ë h¹ lu. PGS. TS. NguyÔn ChiÕn KS. L¬ng ThÞ Thanh H¬ng Bé m«n Thuû c«ng - Trêng §¹i häc Thuû LîiTãm t¾t: Trong bµi giíi thiÖu c¸c bµi to¸n thuû lùc cÇn gi¶i quyÕt vµ thuËt to¸n t¬ng øng khithiÕt kÕ, kiÓm tra c¸c cèng díi ®Ëp cã van ®iÒu tiÕt ë h¹ lu. Mét ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n thuû lùccho mét líp réng r·i c¸c cèng lo¹i nµy còng ®îc giíi thiÖu vµ khuyÕn c¸o ¸p dông. I. §Æt vÊn ®Ò. Cèng lÊy níc díi ®Ëp lµ mét h¹ng môc kh«ng thÓ thiÕu cña c¸c hå chøa thuû lîi. ë níc ta,tõ tríc ®Õn nay d¹ng cèng hép b»ng bª t«ng cèt thÐp cã th¸p van phÝa thîng lu ®· ®îc x©ydùng phæ biÕn. Tuy nhiªn, trong thêi gian gÇn ®©y, víi c¸c cèng lÊy níc cã quy m« võa vµ nhá®· ¸p dông t¬ng ®èi nhiÒu lo¹i kÕt cÊu cèng trßn b»ng thÐp bäc bª t«ng, cã cöa van ®iÒu tiÕt h¹lu. u ®iÓm chÝnh cña lo¹i nµy lµ t¹o ®îc chÕ ®é ch¶y cã ¸p æn ®Þnh trong cèng, kh¶ n¨ng kÝnníc rÊt cao, dÔ thi c«ng, thuËn tiÖn trong qu¶n lý, vËn hµnh. Trong bµi nµy xem xÐt c¸c vÊn ®Ò vÒ tÝnh to¸n thuû lùc cèng cã van ®iÒu tiÕt h¹ lu vµ giíithiÖu ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n. II.C¸c bµi to¸n vÒ tÝnh thuû lùc cèng ngÇm cã van ®iÒu tiÕt ë h¹ lu. 1. TÝnh to¸n khÈu diÖn cèng. ViÖc tÝnh to¸n khÈu diÖn (®êng kÝnh cèng d) ®îc tiÕn hµnh trong ®iÒu kiÖn mùc níc håthÊp (thêng lµ mùc níc chÕt), cöa van më hoµn toµn ®Ó lÊy lu lîng thiÕt kÕ cèng Q. Víi chÕ ®é ch¶y trong cèng lµ cã ¸p,c«ng thøc chung ®Ó tÝnh to¸n khÈu diÖn lµ: Q      2  g  Z (1) Trong ®ã: Q - Lu lîng qua cèng; - hÖ sè lu lîng cña cèng; - diÖn tÝch mÆt c¾t ngangtÝnh to¸n, thêng lÊy lµ mÆt c¾t cuèi cèng; Z - cét níc t¸c dông. Trong trêng hîp chung, khi cèng bao gåm c¶ ®o¹n cèng hép ë phÝa tríc th¸p, tøc lµ mÆt c¾tcèng cã thÓ thay ®æi theo chiÒu dµi cèng, th× hÖ sè lu lîng ®îc x¸c ®Þnh nh sau: 1 (2)  K   i K i2 2 h Trong ®ã :  Kh  ; h : diÖn tÝch mÆt c¾t ngang h¹ lu sau buång tiªu n¨ng h i : hÖ sè tæn thÊt cét níc t¹i vÞ trÝ t¬ng øng cã diÖn tÝch mÆt c¾t lµ i ;i cã thÓ lµ hÖ sè tænthÊt côc bé (t¹i cöa vµo, líi ch¾n r¸c, khe van, chç uèn cong t¹i cöa van, buång tiªu n¨ng, khi ®ãi lÊy ë tríc vÞ trÝ cã tæn thÊt côc bé),i còng cã thÓ lµ hÖ sè tæn thÊt däc ®êng, khi ®ã i lÊy lµdiÖn tÝch mÆt c¾t trung b×nh cña ®o¹n.  Ki : hÖ sè tÝnh ®æi vÒ mÆt c¾t tÝnh to¸n K i  i Mét sè ®iÓm cÇn chó ý khi tÝnh khÈu diÖn cèng theo c«ng thøc (1) vµ (2) nh sau: a) Do trÞ sè i phô thuéc vµo ®êng kÝnh mÆt c¾t tÝnh to¸n d, nªn bµi to¸n x¸c ®Þnh d ph¶i gi¶i b»ng thö dÇn. b) TrÞ sè hÖ sè tæn thÊt côc bé t¹i cöa van phô thuéc vµo lo¹i van ( van ®Üa, van ph¼ng kiÓu Lu®l« hay van c«n) vµ ®é më van, xem [3]. c) C¸c cèng ®Òu cã buång tiªu n¨ng ®Æt sau cöa van nªn ph¶i xÐt ®Õn hÖ sè tæn thÊt côc bé cña bußng van, lÊy theo tµi liÖu thÝ nghiÖm hay tham kh¶o c«ng tr×nh t¬ng tù. d) Khi cèng cã c¸c ®o¹n víi mÆt c¾t kh¸c nhau (thêng lµ ®o¹n cèng hép tríc th¸p vµ ®o¹n cèng trßn sau th¸p) th× hÖ sè tæn thÊt däc ®êng ®îc tÝnh riªng cho tõng ®o¹n. e) Sau khi x¸c ®Þnh ®îc ®êng kÝnh d cÇn kiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn ch¶y cã ¸p cña cèng theo c«ng thøc: 1  V  ZV      Z (3) 1   v Trong ®ã:  v - tæng c¸c hÖ sè tæn thÊt tÝnh ®Õn mÆt c¾t cuèi ®o¹n cöa vµo.  v - diÖn tÝch mÆt c¾t cuèi ®o¹n cöa vµo. Zv - hiÖu sè cao ®é mùc níc thîng lu vµ cao ®é trÇn cèng ë mÆt c¾t cuèi ®o¹n cöa vµo. C¸c trÞ sè kh¸c ( ë vÕ ph¶i) xem gi¶i thÝch ë c«ng thøc (1) vµ (2). 2. X¸c ®Þnh ¸p suÊt thuû ®éng sau cöa vµo ( ®Ó kiÓm tra kh¶ n¨ng sinh ch©n kh«ng vµ khÝ thùc) Theo [3], trÞ sè nhá nhÊt cña ¸p suÊt thuû ®éng trung b×nh thêi gian ë trÇn cña mÆt c¾t cuèi®o¹n cöa vµo x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: hP  Z V  C P max   2  Z (4) Trong ®ã : CPmax - hÖ sè gi¶m ¸p lín nhÊt t¹i cöa vµo C P max    V   C2  1   C  2 (5) ë ®©y, C : hÖ sè lu tèc t¹i mÆt c¾t sau cöa vµo, x¸c ®Þnh theo tµi liÖu nghiªn cøu thùc nghiÖm(xem [3] ); V, ZV,  , Z : nh ®· gi¶i thÝch ë trªn. Cã trÞ sè hP , viÖc kiÓm tra an toµn ...