b Vận tốc và lưu lượng sẽ thay đổi như thế nào nếu mặt cắt kênh cùng diện tích và mái dốc nhưng có dạng lợi nhất về thủy lực.. b Nếu như người ta thiết kế một kênh hình thang với mái dốc
Trang 1PGS TS Lê Văn Dực www.datechengvn.com
CHƯƠNG 1
trong kênh
Bài 2 Cho một ống dẫn bằng bê tông, mặt cắt tròn có đường kính d = 1,2m; độ dốc đáy kênh i =
0,0008, n = 0,014, tải lưu lượng Q = 1m3/s
a) Xác định độ sâu dòng đều ho ? b) Xác định độ sâu dòng chảy sao cho lưu tốc và bán kính thủy lực đạt cực đại, tính Vmax và
Rmax tương ứng ?
và Kmax tương ứng ?
Bài 3 Cho một kênh hình thang bằng đất có chiều rộng đáy kênh b = 2m, chiều sâu ngập nước h
= 1,3m, mái dốc m = 1,5, hệ số nhám n = 0,025 và độ dốc i = 0,001
a) Xác định vận tốc trung bình và lưu lượng của kênh ? b) Vận tốc và lưu lượng sẽ thay đổi như thế nào nếu mặt cắt kênh cùng diện tích và mái dốc nhưng có dạng lợi nhất về thủy lực
độ sâu dòng chảy đều ho = 3m
a) Tính lưu tốc V và lưu lượng dòng chảy đều Q
b) Nếu như người ta thiết kế một kênh hình thang với mái dốc kênh m=2 có cùng độ nhám,
độ dốc và diện tích ướt với đường ống cống ở trên, sao cho đạt điều kiện có lợi nhất về mặt thủy lực Hỏi Lưu lượng Qmax chảy qua kênh hình thang ?
Bài 5 : Cho kênh mặt cắt hình thang với bề rộng đáy b=10m; mái dốc m=2; hệ số nhám n = 0,02;
ho = 5m, i= 0,0001
a) Xác định lưu tốc V và lưu lượng dòng đều Q
b) Khi người ta tăng lưu lượng dòng chảy gấp đôi (Q1 = 2.Q), hỏi độ sâu dòng đều ho tương ứng
dốc đáy kênh i= 4.10-4, hệ số nhám n=0,005; độ sâu dòng chảy đều ho = 6m
a) Tính lưu tốc V và lưu lượng dòng chảy đều Q
sâu dòng chảy đều tương ứng
Bài 7 : Cho một kênh tháo nước có mặt cắt ngang hình tròn với đường kính D=2m; hệ số nhám
n=0,02; độ dốc kênh i = 10-4; độ sâu dòng đều là ho = 3D/4
a) Hỏi lưu tốc V và lưu lượng dòng chảy đều Q
Bài 8 : Một kênh mặt cắt ngang hình chữ nhật có hệ số nhám là n; độ dốc i; lưu lượng là Q; tỉ số
β (= b/h) giữa bề rộng b của kênh và độ sâu dòng chảy h
a) Hãy tìm công thức xác định diện tích mặt cắt ướt A
Digitally signed by Lê Văn Dực
DN: cn=Lê Văn Dực,
o=datechengvn, ou=Chủ nhân,
email=lvduc544@vnn.vn, c=VN
Date: 2014.01.06 07:50:31
+07'00'
Trang 2b) Áp dụng cho n=0,014; i=0,001; Q=1000m3/s và tỉ số β = 1 ; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5 Nhận xét gì về sự biến thiên của diện tích mặt cắt ngang A
Bài 9 : Giả sử một kênh mặt cắt ngang hình tròn, chảy vừa đầy (không áp), Từ công thức tính tổn
thất năng lượng dọc đường Darcy :
hd = λ
D
L 2g
V2
mặt cắt ngang; λ hệ số tổn thất dọc đường theo Darcy; g gia tốc trong trường
nhám n tính theo Manning đối với dòng chảy đều trong kênh
Bài 10 :
a) Tìm (chứng minh) biểu thức tính độ nhám tương đương cho mặt cắt phức tạp nếu giả thiết rằng lưu lượng trên toàn mặt cắt bằng tổng lưu lượng trên từng mặt cắt đơn giản Biết rằng
hệ số Chezy tính theo Manning ( C =
n
R1/6 )
5m
m
m
m m
n 1
n 2
n 3
7m
Hình 10
b) Áp dụng : Cho mặt cắt phức tạp như chỉ ra trên Hình 10 Có mái dốc m =1; n1 = 0,03; n2 =
dòng chảy đều dựa vào hệ số nhám tương đương đã tính được
a) Độ sâu dòng chảy đều ho
b) Diện tích mặt cắt ướt A
c) Nếu như người ta thiết kế một kênh hình thang với mái dốc kênh m=1,5 có cùng độ nhám,
độ dốc và diện tích mặt cắt ướt với đường hầm ở trên, sao cho đạt điều kiện có lợi nhất về
số nhám n=0,01; độ sâu dòng đều ho = 4 m
a) Tính lưu tốc V và lưu lượng dòng chảy đều Q
b) Nếu như người ta thiết kế một kênh hình thang có lưu lượng đã tính ở câu a) và có cùng mái dốc m như trên, sao cho đạt điều kiện có lợi nhất về mặt thủy lực Hỏi bề rộng đáy kênh b, độ sâu dòng chảy h ?
Trang 3Bài 13: Người ta dự định xây dựng một kênh dẫn hở hình thang trên nền đất thịt n = 0,025 có hệ
số mái dốc m = 1,5 và độ dốc i = 0,002 để tháo một lưu lượng Q = 60m3/s sao cho mặt cắt có lợi nhất về mặt thủy lực Tính chiều rộng đáy kênh
hệ số nhám n=0,01; độ sâu dòng đều ho = 4 m
a) Tính lưu tốc V và lưu lượng dòng chảy đều Q
b) Nếu như người ta thiết kế một kênh hình thang đạt được cùng lưu lượng như trên (có cùng mái dốc m) sao cho đạt điều kiện có lợi nhất về mặt thủy lực Hỏi bề rộng đáy kênh b, độ sâu dòng chảy h ? Hỏi diện tích ướt Amin của kênh hình thang này? Tính phần trăm diện tích ướt chênh lệch
là i = 10-4, hệ số nhám n = 0,01, độ sâu dòng đều là ho = 6m
a) Tính lưu lượng dòng đều chảy trong kênh
b) Nếu người ta thiết kế một kênh có mặt cắt ướt hình thang, có cùng độ dốc, độ nhám và cùng tải một lưu lượng như kênh hình parabol (câu a) Xác định chiều rộng đáy kênh b và độ sâu
m = 1,5
c) Tính và so sánh diện tích ướt trong hai trường hợp trên ? kênh nào lợi hơn ?
a) Tính lưu lượng dòng đều cực đại Qmax?
n=0,02
a) Xác định độ sâu dòng đều sao cho lưu lượng cực đại ?
b) Tính lưu lượng cực đại Qmax ?
các đặc tính sau:
+ Hệ số nhám, n= 0,02;
+ Độ dốc đáy i=0,002;
+ Diện tích ướt Avà chu vi uớt P được cho trong bảng sau:
a) Tính độ sâu dòng đều ho và diện tích ướt A ?
b) Nếu người ta thiết kế một kênh hình thang mái dốc m=2; có cùng hệ số nhám, độ dốc đáy
và lưu lượng với kênh ở trên, tính bề rộng và độ sâu của kênh ứng với mặt cắt có lợi nhất về mặt thủy lực?
b) ? trường hợp nào có lợi hơn về mặt thủy lực?
Trang 4Bài 19: Một kênh có dạng hình tam giác cân có cạnh nghiêng với phương thẳng đứng một góc
60o Nếu lưu lượng trong kênh là Q = 80 l/s, với độ sâu so với đỉnh là h = 0,25m Cho C = 45 m1/2 /s Tìm độ dốc đáy kênh i ?
a) Tính lưu lượng dòng đều trong kênh ?
b) Tính vận tốc trong kênh ?
i = 0.0001; h1 = 5.0m; h2 = 10.0m; a = 10.0m; b = 20.0m Hệ số nhám tương đương ne tính theo công thức Horton Xác định lưu lượng Q ?
đầu kênh là Δz=0.8m; biết kênh có mặt cắt lợi nhất về mặt thủy lực, tính
a) Độ sâu, bề rộng và diện tích ướt của kênh ?
b) Tính năng lượng toàn phần E chảy qua mặt cắt ướt (lấy chuẩn cao độ là đáy kênh) trong một đơn vị thời gian?
B
n1
n2
h1
h2
a
b
Hình 21
h1
h2
Hình 20