Tl(2) (1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp HCM BÀI GIẢNG THỦY LỰC PGS.TS LÊ SONG GIANG Bm CƠ LƯU CHẤT P 304 B4 CHƯƠNG DÒNG CHẢY ĐỀU TRONG KÊNH HỞ Các khái niệm Tính tóan dòng chảy kênh hở Xác định hệ số nhám Mặt cắt lợi mặt thủy lực CÁC KHÁI NIỆM (1/1) ° ° Dòng chảy kênh hở: dòng chảy chiều có mặt thoáng (áp suất khác áp suất không khí trời) V 2 g E Các thông số: ° ° ° h – độ sâu i – độ dốc đáy (i=sin) Phân biệt: i  - keânh ° ° ° ° Q h P  i i  O1 - dốc nước Độ đốc nhỏ => Đường đo áp P-P trùng với mặt thoáng => Mặt cắt ướt tính toán = mặt cắt ngang thẳng đứng Trang thái chảy: ° ° E P ° Chảy tầng (ReR < 560) ° Chảy rối Dòng chảy đều: dòng chảy mà đặc trưng (vận tốc, độ sâu, diện tích mặt cắt ngang…) không đổi dọc theo dòng chảy Dòng chảy xảy kênh lăng trụ có i > TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐỀU TRONG KÊNH HỞ (1/3) 2.1 Công thức Chezy ° Tính toán dòng chảy kênh, người ta thường dùng công thức Chezy: V C Ri Hay ° K AC  R - module lưulượng Các thông số: ° ° ° Q  AC Ri K i A, R – Diện tích mặt cắt ướt chu vi ướt C – Số Chezy Công thức Manning C  R1/ n h 2.2 Các toán (xét kênh hình thang) b Phân tích: m  ° ° ° Số ptrình: (cthức Chezy) Cho thông số, hỏi thông số lạii, (hoặc hỏi Số thông số: (b, h, m, n, Q) thông số phải cho thêm điều kiện nữa) TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐỀU TRONG KÊNH HỞ (2/3) a Bài toán ° ° Bài toán: Cho b, h, m, n Biết i hỏi Q (hoặc biết Q hỏi i) Thuật giải: ° ° ° Tính A, P  R Tính C  K Tính Q K i b Bài toán ° ° hoặc i Q K2  Bài toán: Cho m, n, i Q Biết b hỏi h (hoặc biết h hỏi b) Thuật giải: ppháp gần đúng, chẳng hạn ppháp đồ thị ° ° ° ° Tính module lưu lượng kênh KC  Q itương ứng K(h) Cho h vài giá trị, tính module lưu lượng Vẽ đồ thị K = f(h) Dùng đồ thị xác định h cho K(h) = KC c Bài toán ° ° Bài toán: Cho m, n, i Q Hỏi b h, biết thêm  (=b/h) V Thuật giải: dùng ppháp gần đúng, chẳng hạn ppháp đồ thị TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐỀU TRONG KÊNH HỞ (3/3) d Tính toán dòng chảy cống tròn ° Dùng đồ thị h/D P/Png A/Ang K/Kng h B/D V/Vng R/ Rng Các thông số kênh mặt cắt hình tròn Ghi chú: ngập => h=D K ng D8 / n45 / 0.3117 D8 / n Các toaùn:  ° ° °  Cho h, D, n Biết i hỏi Q (hoặc biết Q hỏi i): h/D => K/Kng => K => Cho D, n, i, Q Hoûi h: => h/D => h Q KK C/Kng i => K C Q i XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NHÁM (1/2) 3.1 Trường hợp mặt cắt kênh đơn giản ° ° ° ° ° Phương pháp SCS (soil Conversation Service Method): ước định hệ số n cách chọn hệ số n cho kênh trường hợp tiêu chuẩn Sau tùy theo điều kiện thực tế mà hiệu chỉnh hệ số n cách cộng nhân với số hiệu chỉnh Phương pháp dùng bảng: hệ số n cho kênh thường gặp xác định theo kinh nghiệm thực nghiệm lập thành bảng để tra cứu Phương pháp dùng hình ảnh: từ kênh thực tế người ta đo đạc xác định hệ số n, sau chụp ảnh xếp thành loại Khi tính toán dựa vào hình ảnh kênh có sẵn n ước định hệ số nhám n 16 (x  1)hbiểu Phương pháp dùng đồ lưu tốc n 6,78(x  0,95) x U0.2 U 0.8  1/ n 0.047d Phương pháp công thức thực nghiệm: ° ° ° Simons vaø Sentruk (1976): Raudkivi (1976): Meyer vaø Peter (1948) 1/ n 0.013d65 1/ n 0.038d90 XAÙC ĐỊNH HỆ SỐ NHÁM (2/2) 3.2 Trường hợp mặt cắt kênh phức tạp ° ° Mcắt ướt kênh chia thành nhiều phần đơn giản hệ số nhám ne toàn mặt cắt tính từ hệ số nhám phần 23 N   Một số công thức: P n3  i ne  i 1 P   i  N 2 P n  i i   i 1   ne   P    PR5 ne  N Pi Ri5  ni i 1     12 A1 n1, P1 A2 A3 n3, P3 N ne  nA i 1 i A i n2, P2 MẶT CẮT LI NHẤT VỀ MẶT THỦY LỰC (1/1) ° ° ° ° ° Định nghóa: Mặt cắt lợi mặt thủy lực mặt cắt mà với lưu lượng cho trước vận tốc dòng chảy kênh đạt giá trị lớn nhất, diện tích mặt cắt ướt nhỏ Bài toán xác định mặt cắt lợi mặt A, P A thủy lực cách tổng quát cho V dạng P mặt cắt khó không thực tế Xét trường hợp mặt cắt hình thang Diễn biến số thông số mặt cắt theo bề rộng tương đối  cho hình V Mặt cắt ứng với H lợi mặt tlực H Tại H  dA 0   d      H    H 2  m2  m  dP  0  d    H  Ghi chú: Mặt cắt lợi mặt tlực nghóa lợi kinh tế  ° =b/ h  CHƯƠNG DÒNG KHÔNG ĐỀU BIẾN ĐỔI CHẬM TRONG KÊNH HỞ Các khái niệm Phương trình vi phân dòng không Mười hai dạng đường mặt nước Dựïng đường mặt nước pp sai phân hữu hạn Dòng nhập lưu 10