Đồ án thiết kế đập tràn

Đồ án môn học Thủy lực công trình đồ án môn học Trờng Đại học Thủy Lợi Bộ môn Thủy Lực - thủy lực công trình - - Lớp : Đề số Họ tên sinh viên : Nội dung: Trên sông S đợc xây dựng đập tràn T để nâng cao mực nớc lấy vào kênh K Đầu kênh K có cống lộ thiên A để điều tiết lu lợng Đập tràn T Yêu cầu : Xác định cao trình đỉnh đập tràn Zođ ứng với Qtk Ztk sông Đập tràn hình cong không chân không Vẽ mặt cắt ngang đập tràn Lu lợng đơn vị cho phép sau đập [q] Xác định hình thức nối tiếp sau đập với cấp lu lợng Nếu có nớc nhảy xa, thiết kế công trình tiêu với lu lợng tính toán tiêu Loại công trình tiêu tùy chọn Thiết kế mặt cắt ngang kênh K Kênh có mặt cắt ngang hình thang cân với m = 1.5 n = 0.025 dẫn lợng Qktk Kiểm tra với Qmin= k1 * Qktk Qmax= k2 * Qktk Mặt cắt kênh thiết kế phải thỏa mãn yêu cầu sau: + 0.5 m/s v 1.5m/s b +3 h Độc dốc kênh i Với mặt cắt kênh chọn, xây dựng quan hệ Q hh kênh từ Qmin tới Qmax Xác định cao trình đáy cống bề rộng cống để lấy đợc lu lợng thiết kế kênh mực nớc sông nhỏ Chênh lệch mực nớc qua cống Z Lúc cống làm việc nh đập tràn đỉnh rộng Vẽ mặt cắt ngang dọc cống chọn, xây dựng quan hệ Q a cống ứng với mực nớc thiết kế sông Ztk Các số liệu cho trớc Quan hệ Q ~ Zh sau đập tràn cho bảng dới Q(m3/s ) 2400 2800 3200 3600 4000 4200 4500 5000 Zh (m) 24.45 25.35 26.19 26.86 27.47 27.95 28.30 28.71 Bề rộng sông thợng lu lấy 1,3 lần bề rộng toàn đập (kể mố) Bề rộng công trình tiêu bề rộng toàn đập Mỗi khoang đập lấy từ 10 ữ 30m ; mố đập lấy ữ 3m Sinh viên thực hiện: Đồ án môn học Thủy lực công trình Bể rộng lỗ cống lấy ữ 4m; chiều dày mố cống lấy 0.6 ữ 0.8m Cao trình đáy cống lấy cao trình đáy kênh Số liệu đập tràn [q] m3/s-m Zo1(m) 36 24.0 Các số liệu kênh cống Zo(m) Ztk(m) Qtk(m3/s) 21.0 46 3400 Qtk(m3/s) i K1 K2 Z (m) 50 0.0004 0.75 1.3 0.3 (Liờn h vi mỡnh qua email huynhnv03@wru.vn (sdt 0986012484) mỡnh s gi bn bng exel tớnh toỏn d liu ỏn ny) Sinh viên thực hiện: Đồ án môn học Thủy lực công trình MC LC đồ án Thuỷ lực công trình i Thiết kế đập tràn t ứng với qtk ztk sông s Chọn đại lợng đập tràn Xác định cao trình đỉnh đập tràn Zođ ứng với Qtk Ztk sông S Vẽ mặt cắt ngang đập tràn T ii Tính toán tiêu hạ lu đập tràn t Xác định hình thức nối tiếp sau đập tràn T với cấp lu lợng Xác định lu lợng tính toán tiêu : Qtn Thiết kế công trình tiêu hạ lu đập tràn T 10 iii Thiết kế mặt cắt ngang kênh sau cống a (kênh a) 10 iv Tính toán thủy lực cống đầu kênh a (đầu kênh K) 15 3, Vẽ mặt cắt ngang mặt cắt dọc cống A 17 4, Xây dựng quan hệ Q ~ a cống A ứng với mực nớc sông thiết kế ZsTK .17 đồ án Thuỷ lực công trình i Thiết kế đập tràn t ứng với qtk ztk sông s Chọn đại lợng đập tràn Đập T đập tràn thực dụng mặt cắt hình cong không chân không loại II Chọn số nhịp đập n = Chiều rộng tràn nớc nhịp đập b =10m Chọn mố bên mố trụ đập lợn tròn Chiều dày mố trụ d = 2m Chiều dày mố bên d = 1m Chiều dày a = 1m l Đập có góc = 450, góc = 600 tỷ số p = 0.9 Tổng chiều dài đập (kể mố) là: Bđập = 2d+(n-1)d+nb (m) =2x1+(9-1)x2+9x10= 108 (m) Lu lợng đơn vị dòng chảy hạ lu đập : qtk = Sinh viên thực hiện: Qtk 3400 = = 31.48 [ 36] Bdap 108 Đồ án môn học Thủy lực công trình Xác định cao trình đỉnh đập tràn Zođ ứng với Qtk Ztk sông S a Tính cột nớc tràn thiết kế Htk đập T: Vẽ quan hệ Q ~ Zh sau đập tràn theo số liệu ( hình ) Bảng Q(m3/s) 2400 2800 3200 Zh(m) 24.45 25.35 26.19 3600 26.86 4000 4200 4500 5000 27.47 27.95 28.30 28.71 Biết Qtk đập : Qtk = 3400 (m3/s) , tra đồ thị Q ~ Zh đợc Zhtk= 26.56m Độ sâu nớc sông sau đập tràn: hhtk = Zh tk Z = 26.56 21 = 5.56m Vì cao trình đỉnh đập tràn cha biết Zođ cha biết, ta giả thiết đập T chảy tự co hẹp bên, nên : H 0TK Qtk = * m * n * b * g 2/3 (1) Trong (1) : Qtk = 3400 (m3/s) nb = 9*10 = 90 (m) g = 4.43 hệ số lu lợng đập T (đập loại II chọn mt / c = 0.48 ) : m = m t / c * hd * H = 0.48 * 0.978 *1 = 0.469 Sinh viên thực hiện: Đồ án môn học Thủy lực công trình Hình - đờng quan hệ q ~ zh Giả thiết gt = 0.93 Thay tất vào (1) ta tính đợc Hotk = 7.25 (m) Kiểm tra lại gt cách tính : tt = 0.2 * mb + (n 1) * mt * H 0TK n *b (2) Trong (2) : mb=0.7 (mố bên lợn tròn) mt=0.45 (mố trụ lợn tròn) Thay tất vào (2) ta tính đợc : 0.7 + (9 1) * 0.45 tt = 0.2 * * 7.25 = 0.93 * 10 So sánh gt với tt , ta thấy gt tt Vậy Hotk = 7.25 (m) Cột nớc tràn thiết kế đập tràn T là: H TK = H 0TK v 02 (3) 2g Giả thiết vận tốc tới gần V0 , ta có : H TK = H 0TK = 7.25m b) Cao trình đỉnh đập tràn T: Z0đ Z d = Z TK H TK = 46 7.25 = 38.75m Chiều cao đập so với đáy sông thợng lu đập: P1 = Z d Z 01 = 38.75 24 = 14.75m Chiều cao đập so với đáy sông hạ lu đập: P = Z d Z = 38.75 21 = 17.75m + Kiểm tra lại vận tốc V0 : Vì TL = 1.3 * Bdap * ( P1 + H TK ) = 1.3 * 108 * (14.75 + 7.25) = 3088.8m2 > * n * b * H TK = 2611.05m2 Nên bỏ qua vận tốc V0 + Ta kiểm tra đập T chảy tự hay chảy ngập: Vì Z hTK = 26.56m < Z d = 38.75m Vậy giả thiết tràn T chảy tự Kết quả: HTK đập = 7.25m Sinh viên thực hiện: Đồ án môn học Thủy lực công trình Cao trình đỉnh đập tràn Zođ = 38.75 m Vẽ mặt cắt ngang đập tràn T Có HTK = 7.25m, tra phụ lục (14-2) ứng với đập loại II, ta đợc giá trị X , Y , ứng với HTK = 7.25m, ta tính đợc toạ độ X, Y mặt cắt ngang đập tràn T là: X = X H TK , Y = Y H TK Kết tính toán đợc ghi bảng Bảng X 0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.7 2.5 X 0.725 1.451 2.176 2.901 4.352 5.802 7.253 8.704 10.154 12.330 14.506 18.132 Y 0.043 0.01 0.005 0.023 0.098 0.189 0.321 0.42 0.655 0.992 1.377 1.14 Y 0.312 0.073 0.036 0.167 0.711 1.371 2.328 3.046 4.751 7.195 9.987 8.268 Biết P = 17.75 m, HTK = 7.25m , tra bảng (14-7) đợc R = 9.2 m T kt qu bng v R= 9.2 m, ta vẽ đợc mặt cắt ngang mặt đập tràn T nh hình vẽ s v s Zod X l O' Zo1 Zo Y Hình - mặt cắt ngang đập tràn Sinh viên thực hiện: Đồ án môn học Thủy lực công trình ii Tính toán tiêu hạ lu đập tràn t Xác định hình thức nối tiếp sau đập tràn T với cấp l u lợng Ta chọn giá trị Q tràn qua đập T biến đổi từ QSmin ữ QSmax Đối với lu lợng Q ta cần tính đại lợng sau: a, Tính hc , hc Từ công thức: F ( c ) = q * E 03 / (3) hệ số lu tốc = 0.95 Với: Lu lợng đơn vị hạ lu : q = Q B dap Năng lợng đơn vị dòng chảy: E = P + H Trong cột nớc tràn toàn phần H0 tính theo công thức: Q H0 = * m * n * b * g 2/3 Để tính H0 ứng với giá trị Q khác nhau, ta tạm lấy hệ số nh sau: m = mt/c=0.48 = 0.95 T F(c) tra bảng (15-1) c c hc = c * E0 hc= c * E0 Kết tính toán hc, hc đợc ghi bảng b, Tính hh Có Q tra đồ thị Q ~ Zh ta tìm đợc Zh tơng ứng Có Zh ta tính đợc độ sâu hh hạ lu đập tràn T là: hh = Zh - Z0 Kết qủa đợc ghi bảng c, Tính hk Có Q ta tính đợc q = Q Q = , tra bảng (9-1) ta đợc hk , tính theo công B dap 2d '+(n 1)d + b q thức hk = Kết tính hk đợc ghi bảng g Bảng Q (m3/s) 2400 H0 (m) 5.59 Sinh viên thực hiện: E0 (m) 23.33 hh (m) 3.45 hk (m) 3.69 hC (m) 1.12 hc (m) 8.87 hc- hh (m) 5.42 Ghi khụng cú nc nhy Đồ án môn học Thủy lực công trình 3200 3400 4200 5000 6.77 7.05 8.11 9.11 24.51 24.79 25.86 26.86 5.19 5.56 6.95 7.71 4.47 4.66 5.36 6.02 1.47 1.54 1.89 2.20 10.34 10.66 11.87 12.97 5.15 5.11 4.92 5.26 cú nc nhy phúng xa cú nc nhy phúng xa cú nc nhy phúng xa cú nc nhy phúng xa Zod Zo1 MAT CAT A - A Zo Sinh viên thực hiện: Đồ án môn học Thủy lực công trình hình mặt cắt ngang mặt đập Xác định lu lợng tính toán tiêu : Qtn Căn vào kết bảng 3, ta chọn đợc sơ Qtn = 5000m3/s Để có đợc Qtn xác ta phải tính lại hc hc nh sau : Tính xác cột nớc toàn phần Hotn đập T theo công thức : Qtn Ho tn = * m * n *b * 2g 2/3 (1) Giả thiết gt = 0.91; mgt = 0.48, thay vào công thức (1) tính đợc H0tn = 9.376 m Có Hotn v02 tính đợc H tn = Hotn Coi Vo nên H tn Hotn = 9.376m 2g Có Htn , Hotn tính đợc + (n 1) * mt 0.7 + (9 1) * 0.45 tt = 0.2 * mb * Hotn = 0.2 * * 9.376 = 0.9104 n *b * 10 m = mt / c * hd * H (4) Trong (4) : mtc=0.48 l = 450, góc = 600 , p = 0.9 tra bng (14-3) đợc hd = 0.978 = 450, H tn 9.376 = = 1,293 tra bng (14-4) đợc H = 1.027 H tk 7,25 Thay tất vào (2) đợc: mtt = 0.48*0.978*1.027 = 0.482 Vy tt gt mtt mgt cột nớc Hotn tính Có Hotn xác, tính Eo = P + Hotn = 17.75 + 9.376 = 27.123 m Từ F ( c ) = q 5000 = = 0.345 tra bảng (15-1) đợc : 3/ * E0 108 * 0.95 * 27.1233 / c = 0.081 hc = c *Eo = 0.081*27.123 = 2.204m c" = 0.48 hc = c *Eo = 0.48*27.123 = 13.02m Độ sâu phân giới : hk = Q2 5000 = = 6.02m gb 9.81 *10 Từ kết tính toán ta có: hc=13.02m > hh =7.71m > hk =6.02m > hc =2.204m Sau đập có nớc nhảy phóng xa phải thiết kế tiêu hạ lu ứng với Qtn để đa nớc nhảy phóng xa nớc nhảy ngập Sinh viên thực hiện: Đồ án môn học Thủy lực công trình Thiết kế công trình tiêu hạ lu đập tràn T Công trình tiêu hạ lu đập tràn đào bể tiêu Ta cần tính chiều sâu bể (d) chiều dài bể (Lb) để đa nớc nhảy phóng xa nớc nhảy ngập + Sơ chọn d1 = 5.03 m + Tính lại hc , hc E01 = Eo + d1 = 27.123 + 5.03 = 32.153 m F ( c ) = q 5000 = = 0.2673 15 c" = 0.4291 3/ 3/ * E0 108 * 0.95 * 32.153 hc = c *Eo = 0.4291*32.153 = 13.8m + Tính Z q2 q Z = 2 (5) b hh 2.g 2.g ( hc" ) Trong (5) : q = Q 5000 = = 46,296m / s ; b=0.9 ; hh = 7.71 ; g = 9.81m/s2 bdap 108 = 1.05 ; hc = 13.8m Thay vào (5) đợc Z = 1.748m Chiều sâu bể: d = hc - hh - Z = 1.95*13.8 -7.71 -1.748 = 5.03m Vậy d = 5.03m d1 = 5.03m (giả thiết đúng) + Tính chiều bể : Lb = L1 + Ln Trong với đập thực dụng mặt cắt hình cong loại I, II L1 = ; = 0.75 Ln = 4.5 * hc = 4.5 * 13.8 = 62.08m Lb = 0.75 * 62.08 = 46.56m Kết : iii d = 5.03m Lb = 46.56m Thiết kế mặt cắt ngang kênh sau cống a (kênh a) Kênh sau cống A có mặt cắt ngang hình thang cân với m = 1.5 ; n= 0.025; i = 0.0004; = 4.5 lu lợng thiết kế Qktk = 50 m3/s Tính btk hotk kênh Có m = 1.5 4m0 = 8.424 Tính f ( Rln ) = m0 i 8.424 * 0.0004 = = 0.00337 , tra phụ lục (8-1) đợc 50 Qtkk Rln = 2.114 Tính = b h m0 2.106 = 5.53; = 1.224 = = 0.351 , tra phụ lục (8-3) đợc Rln Rln + m 4.5 + 1.5 Sinh viên thực hiện: 10 Đồ án môn học Thủy lực công trình b Chiều rộng thiết kế đáy kênh chính: btk = * Rln = 5.53 * 2.114 = 11.69m Rln h Chiều sâu nớc thiết kế kênh chính: h0TK = * Rln = 1.224 * 2.114 = 2.588m Rln Sinh viên thực hiện: 11 Đồ án môn học Thủy lực công trình Zo1 l Hình - sơ đồ dòng chảy qua đập tràn công trình tiêu P Zo h h Z Kiểm tra điều kiện làm việc kênh Sinh viên thực hiện: 12 Đồ án môn học Thủy lực công trình Kênh sau cống A muốn làm việc tốt phải thoả mãn yêu cầu : 0.5 V 1.5m/s với cấp lu lợng kênh Muốn kiểm tra điều kiện ta làm nh sau : a Khi lu lợng kênh K K Qmin = k1 QTK = 0.75 * 50 = 37.5m / s Tính f ( Rln ) = m0 i 8.424 * 0.0004 = = 0.004493 , tra phụ lục (8-1) đợc k 37.5 Qmin Rln =1.9 Lập tỷ số h bTK 11.69 = 1.16 = = 6.165 , tra phụ lục (8-3) đợc ' Rln 1.9 Rln h ' K Chiều sâu nớc kênh ứng với Qmin : h0 = Rln = 1.16 * 1.9 = 2.2m R ln K Tính vận tốc Vmin kênh ứng với Qmin : Vmin = (bTK Kiểm tra lại điều kiện: K Qmin 37.5 = = 1.137m / s + m.h0 ).h0 (11.69 + 1.5 * 2.2) * 2.2 0.5 Vmin = 1.137 1.5m/s 3< btk 11.69 = = 5.317 < thoả mãn ho 2,2 K = 50m / s b Khi lu lợng kênh QTK Biết bTk =11.69m ; h0 TK = 2.588m, ta tính đợc : VTK = (bTK K QTK 50 = = 1.24m / s + m.h0TK ).h0TK (11.69 + 1.5 * 2.588) * 2.588 Kiểm tra lại điều kiện: 0.5 VTK = 1.24 m/s 1.5 m/s 3< Sinh viên thực hiện: btk 11.69 = = 4.518 < thoả mãn hotk 2.588 13 Đồ án môn học Thủy lực công trình Hình quan hệ q ~ ho kênh Sinh viên thực hiện: 14 Đồ án môn học Thủy lực công trình K c Khi lu lợng kênh Qmax K K Qmax = k * QTK = 1.3 * 50 = 65m / s Tính f ( Rln ) = m0 i 8.424 * 0.0004 = = 0.002592 , tra phụ lục (8-1) đợc Rln = 3.229m k 65 Qmax h bTK 11.69 = 1.48 = = 3.621 , tra phụ lục (8-3) đợc Rln 3.229 Rln Lập tỷ số h K Chiều sâu nớc kênh ứng với Qmax : hmax = * Rln = 1.48 * 3.621 = 4.777 m Rln K Tính vận tốc Vmax kênh ứng với Qmax : Vmax = (bTK K Qmax 65 = = 0.72m / s + m * h0 max ) * h0 max (11.69 + 1.5 * 4.777) * 4.777 Kiểm tra lại điều kiện : 0.5 Vmax = 0.72m/s 1.5 m/s 3< btk 11.69 = = 2.448 < thoả mãn ho max 4.777 K K Xây dựng quan hệ Q h0 kênh từ Qmin đến Qmax Từ kết tính toán ta lập đợc bảng sau : Bảng Q(m3/s) Q Kmin = 37.5 Q KTK = 50 Q Kmax = 65 h0 kênh (m) h0 = 2.2 h0 TK = 2.588 h0 max = 4.777 Với kết tính toán bảng ta vẽ đợc đờng quan hệ Q h0 kênh chính, kết hợp với mặt cắt ngang kênh hình vẽ số iv Tính toán thủy lực cống đầu kênh a (đầu kênh K) Cống đầu kênh A cống lộ thiên có cao trình đáy cống cao trình đáy kênh Tính toán thuỷ lực cống đầu kênh A ta phải làm nh sau : Xác định cao trình đáy cống : Khi mực nớc sông S nhỏ (mực nớc sông S ứng với Qsmin=2400m3/s) cống làm việc nh đập tràn đỉnh rộng (cửa cống kéo lên khỏi mặt nớc), cao trình đáy cống ứng với lu lợng thiết kế kênh QkTK = 50m3/s đợc xác định theo công thức : Zđc = Zsmin - (h0 TK + Z) Trong : (4) ho TK = 2.588m Z = 0.3m Sinh viên thực hiện: 15 Đồ án môn học Thủy lực công trình Ta tính: Zsmin = Zođ + Hsmin a Tính cột nớc tràn Hsmin đập tràn T ứng với Qsmin = 2400m3/s Dựa vào kết bảng 3, ta tính lại xác cột nớc tràn Hs0 đập tràn T = Qtn = 2400m3/s tràn qua đập (Bài toán tính cột nớc H đập tràn thực dụng) Qsmin + Công thức tính cột nớc tràn toàn phần đập tràn thực dụng : H os s Qmin = m.n.b g (6) Trong : gt = 0.94 ; mtt = 0.46 ; nb = 90 Thay vào (6) đợc H s 0m Cột nớc tràn: H s =H s o Vo2min Coi Vo nên 2g s H H os = 5.79m +Kiểm tra lại Vo tt =1.3.Bđập.(P1+ Hsmin) =1.3*108*(14.75+5.79) = 2882.98m2 > 4.nb.Htk =2611.05m2 nên bỏ qua vận tốc Vo + Kiểm tra gt mtt + (n 1) mt s 0.7 + (9 1) * 0.45 tt = 0.2 mb H o = 0.2 * 5.79 = 0.945 nb 90 mtt = mtc.hd.h (*) Với mtc = 0.48 ; hd = 0.978 s H 5.79 14 ) = = 0.798 ( h = 0.978 o = 45 ; H tk 7.25 Thay vào (*) đợc mtt = 0.459 So sáng ta thấy tt gt mtt mgt (giả thiết đúng) Vậy Hsmin = 5.79m b Cao trình đáy cống A Cao trình mặt nớc sông S nhỏ : s s Z = Z od + H = 38.75 + 5.79 = 44.53m Cao trình đáy cống A: Zđc = Zsmin - (ho TK + Z) = 44.53 - (2.588 + 0.3) = 41.65 m 2, Xác định bề rộng cống để lấy đợc QKTK ứng với Zsmin Khi cánh cống kéo lên khỏi mặt nớc, cống lộ thiên A làm việc nh đập tràn đỉnh rộng có s H = Z Z dc = hoTK + Z = 2.588 + 0.3 = 2.888m a Xác định số cửa cống cống A Với QkTK=50m3/s qua cống, để tránh dòng chảy tập trung, ta chọn số cửa cống A n = cửa Lu lợng thiết kế qua cửa cống : c QTK = Sinh viên thực hiện: K QTK 50 = = 25m / s n 16 Đồ án môn học Thủy lực công trình b Xác định chiều rộng b cửa cống Ta chọn cống A có tờng cánh hẹp dần với góc = 45o (cotg = 1) Tính chiều rộng bc cửa cống nh sau : Xác định chế độ chảy đập đỉnh rộng : Biết cột nớc thợng lu cống Hmin = 2.89m, biết độ sâu hạ lu cống hh = h0TK =2.588m, độ sâu hn = hh=2.588m vận tốc : V0 = k QTK 50 = = 1.08m / s (btk + m * H ) * H (11.69 + 1.5 * 2.89) * 2.89 V02 * 1.08 + = 2.89 + = 2.95m 2g * 9.81 Độ sâu H = H Lập tỷ số hn h 2.588 = = 0.878 > ( n ) pg = 0.75 , đập đỉnh rộng chảy ngập H0 2.95 Ho Chiều rộng bc cửa cống đợc xác định theo công thức : bc = c QTK n * hn * g * ( H hn ) = K QTK n * hn * n * g * ( H hn ) (6) Trong (6), độ sâu hồi phục Z2 nhỏ nên đợc bỏ qua Giả thiết hệ số lu lợng đập đỉnh rộng mgt = 0.36 Tra bảng (14-13) đợc n = 0.983 Thay giá trị biết vào (6) ta có : bc = 50 0.983 * 2.588 * 2 * 9.81 * (2.95 2.588) Kiểm tra lại mgt Lập tỷ số = = 3.7 m n bc * 3.7 = = 0.633 , tra Phụ lục (14-8) mục b ta đợc bTK 11.69 mtt= 0.362 mgt Vậy chiều rộng bc = 3.7m tính đợc Chiều rộng tràn nớc cống A : b = n * bc = 2*3.7 = 7.4m 3, Vẽ mặt cắt ngang mặt cắt dọc cống A Cống A có n = cửa, chiều rộng cửa bc = 3.7m, tờng cánh thu hẹp dần với góc = 450 Mố cống có chiều dày d = 0,8m, đầu mố vát nhọn với góc đỉnh = 900 Chiều rộng đáy kênh thợng, hạ lu cống btk = 11.69m Mặt cắt ngang cắt dọc cống A đợc thể hình vẽ số 4, Xây dựng quan hệ Q ~ a cống A ứng với mực nớc sông thiết kế ZsTK Khi cánh cửa cống đóng xuống nớc với độ mở cống a, cột nớc thợng lu cống là: HTK = ZsTK - Zđc = (Zođ + HsTK) - Zđc = 4.4m Lu lợng tháo cống Q, ta xây dựng quan hệ Q ~ a nh sau : Chọn giá trị QK biến đổi từ Qkmin = 37.5 đến Qkmax = 65 Coi dòng chảy hạ lu cống A dòng chảy nên từ Qk biết tra đồ thị Q ~ h o hình vẽ số 3, ta tìm đợc hh = ho tơng ứng Có Qk ta tính đợc độ sâu phân giới hk theo công thức : Sinh viên thực hiện: 17 Đồ án môn học Thủy lực công trình hk = hk CN (1 Trong (7) cần tính : hK CN = CN + 0.105 CN ) (7) m * hK CN q2 Q ; CN = ;q= K g bTK bTK Độ sâu hk độ sâu phân giới kênh sau cống A, muốn biết cống A chảy tự hay chảy ngập ta cần xác định độ sâu hc hc cống nh sau : qc Tính F ( c ) = * H 03 / V0 = Qk V02 (8) ; q c = ; = 0.95 ; H = H TK + n * bc 2g Q0 (bTK + m * H TK ) * H TK Có F(c) (8) tra bảng (16-1) đợc c "c Từ tính đợc hc hc : hc = c * H0 hc = "c * H0 So sánh độ sâu biết: hc , hh , hk , hc cốngchảy tự F(c) (8) tra bảng (16-1) đợc a a sau tính a = * H tk H H Tính hz chảy ngập theo công thức: hz2 + A * H hz B = (9) Với : A = * B = hh2 + * * * q c g * q c2 g * hh Q k Khi tính A B lấy = 1; = 0.95; g = 9.81m/s2 ; q c = n * b c Sau tính c = hc Q = H * n * bc * H g * ( H hz ) Có c tra bảng (16-1) đợc Sinh viên thực hiện: (10) a a tính đợc độ cao mở cống a = ( ) * H H H 18 Đồ án môn học Thủy lực công trình A-A A bc bc bc btk d btk bc Zđc Zđc A s Z tk s Z Zđc a hh c hc mặt cắt dọc , ngang, mặt cống a hình quan hệ Q ~ a cống a (2 cửa) Sinh viên thực hiện: 19 Đồ án môn học Thủy lực công trình Kết tính toán quan hệ Q ~ a cống A đợc ghi bảng Bảng a H a (m) 0.487 0.139 0.61 Trạng thái chảy êm 0.100 0.520 0.163 0.72 êm 0.481 0.116 0.550 0.187 0.82 êm 2.589 0.554 0.135 0.583 0.217 0.95 êm 2.721 0.626 0.154 0.613 0.247 1.09 êm hk (m) hh (m) hc (m) hc (m) F(c) c K Qmin = 37.5 1.005 2.20 0.379 2.159 0.361 0.085 Q1K = 43.75 1.113 2.40 0.446 2.307 0.421 K QTK = 50 1.215 2.59 0.514 2.443 Q2K = 57.5 1.332 2.80 0.598 K Qmax = 65 1.444 4.85 0.684 Q (m3/s) c Căn vào kết bảng ta vẽ đợc quan hệ Q ~ a cống lộ thiên A hình vẽ số Ngày hoàn thành: 17/05/2008 Sinh viên thực hiện: 20 [...]... 0.3m Sinh viên thực hiện: 15 Đồ án môn học Thủy lực công trình Ta tính: Zsmin = Zođ + Hsmin a Tính cột nớc tràn Hsmin của đập tràn T ứng với Qsmin = 2400m3/s Dựa vào kết quả ở bảng 3, ta tính lại chính xác cột nớc tràn Hs0 min của đập tràn T khi = Qtn = 2400m3/s tràn qua đập (Bài toán tính cột nớc H của đập tràn thực dụng) Qsmin + Công thức tính cột nớc tràn toàn phần của đập tràn thực dụng : 2 H os min.. .Đồ án môn học Thủy lực công trình b Chiều rộng thiết kế của đáy kênh chính: btk = * Rln = 5.53 * 2.114 = 11.69m Rln h Chiều sâu nớc thiết kế của kênh chính: h0TK = * Rln = 1.224 * 2.114 = 2.588m Rln Sinh viên thực hiện: 11 Đồ án môn học Thủy lực công trình Zo1 l Hình 4 - sơ đồ dòng chảy qua đập tràn công trình tiêu năng P Zo h h Z 2 Kiểm tra... QkTK=50m3/s qua cống, để tránh dòng chảy tập trung, ta chọn số cửa cống A là n = 2 cửa Lu lợng thiết kế qua mỗi cửa cống là : c QTK = Sinh viên thực hiện: K QTK 50 = = 25m 3 / s n 2 16 Đồ án môn học Thủy lực công trình b Xác định chiều rộng b của mỗi cửa cống Ta chọn cống A có tờng cánh hẹp dần với góc = 45o (cotg = 1) Tính chiều rộng bc của mỗi cửa cống nh sau : Xác định chế độ chảy của đập đỉnh rộng : Biết... quan hệ Q h0 của kênh chính từ Qmin đến Qmax Từ kết quả tính toán ở trên ta lập đợc bảng sau : Bảng 4 Q(m3/s) 0 Q Kmin = 37.5 Q KTK = 50 Q Kmax = 65 h0 của kênh (m) 0 h0 min = 2.2 h0 TK = 2.588 h0 max = 4.777 Với kết quả tính toán ở bảng 4 ta vẽ đợc đờng quan hệ Q h0 của kênh chính, kết hợp với mặt cắt ngang của kênh chính ở hình vẽ số 5 iv Tính toán thủy lực cống đầu kênh a (đầu kênh chính K) Cống... Sinh viên thực hiện: (10) a a và tính đợc độ cao mở cống a = ( ) * H H H 18 Đồ án môn học Thủy lực công trình A-A A bc bc bc btk d btk bc Zđc Zđc A s Z tk s Z min Zđc a hh c hc mặt cắt dọc , ngang, mặt bằng cống a hình 6 quan hệ Q ~ a của cống a (2 cửa) Sinh viên thực hiện: 19 Đồ án môn học Thủy lực công trình Kết quả tính toán quan hệ Q ~ a của cống A đợc ghi ở bảng 5 Bảng 5 a H a (m) 0.487 0.139 0.61... thiên có cao trình đáy cống bằng cao trình đáy kênh chính Tính toán thuỷ lực cống đầu kênh A ta phải làm nh sau : 1 Xác định cao trình đáy cống : Khi mực nớc trong sông S là nhỏ nhất (mực nớc sông S ứng với Qsmin=2400m3/s) và cống làm việc nh một đập tràn đỉnh rộng (cửa cống kéo lên khỏi mặt nớc), cao trình đáy cống ứng với lu lợng thiết kế của kênh chính QkTK = 50m3/s đợc xác định theo công thức : Zđc... 0.459 So sáng ta thấy tt gt và mtt mgt (giả thiết đúng) Vậy Hsmin = 5.79m b Cao trình đáy cống A Cao trình mặt nớc sông S nhỏ nhất : s s Z min = Z od + H min = 38.75 + 5.79 = 44.53m Cao trình đáy cống A: Zđc = Zsmin - (ho TK + Z) = 44.53 - (2.588 + 0.3) = 41.65 m 2, Xác định bề rộng cống để lấy đợc QKTK ứng với Zsmin Khi cánh cống kéo lên khỏi mặt nớc, cống lộ thiên A làm việc nh một đập tràn đỉnh... Q ~ a của cống A ứng với mực nớc sông thiết kế ZsTK Khi cánh cửa cống đóng xuống nớc với độ mở cống là a, cột nớc ở thợng lu cống là: HTK = ZsTK - Zđc = (Zođ + HsTK) - Zđc = 4.4m Lu lợng tháo cống là Q, ta xây dựng quan hệ Q ~ a nh sau : Chọn 5 giá trị QK biến đổi từ Qkmin = 37.5 đến Qkmax = 65 Coi dòng chảy ở hạ lu cống A là dòng chảy đều nên từ Qk đã biết tra đồ thị Q ~ h o ở hình vẽ số 3, ta tìm... (11.69 + 1.5 * 2.588) * 2.588 Kiểm tra lại điều kiện: 0.5 VTK = 1.24 m/s 1.5 m/s 3< Sinh viên thực hiện: btk 11.69 = = 4.518 < 6 đã thoả mãn hotk 2.588 13 Đồ án môn học Thủy lực công trình Hình 5 quan hệ q ~ ho của kênh chính Sinh viên thực hiện: 14 Đồ án môn học Thủy lực công trình K c Khi lu lợng trong kênh là Qmax K K Qmax = k 2 * QTK = 1.3 * 50 = 65m 3 / s Tính f ( Rln ) = 4 m0 i 8.424 * 0.0004 =... 9.81 Độ sâu H 0 = H min Lập tỷ số hn h 2.588 = = 0.878 > ( n ) pg = 0.75 , đập đỉnh rộng chảy ngập H0 2.95 Ho Chiều rộng bc của mỗi cửa cống đợc xác định theo công thức : bc = c QTK n * hn * 2 g * ( H 0 hn ) = K QTK n * hn * n * 2 g * ( H 0 hn ) (6) Trong (6), độ sâu hồi phục Z2 nhỏ nên đợc bỏ qua Giả thiết hệ số lu lợng của đập đỉnh rộng mgt = 0.36 Tra bảng (14-13) đợc n = 0.983 Thay các giá trị ... Q ~ a cống A ứng với mực nớc sông thiết kế ZsTK .17 đồ án Thuỷ lực công trình i Thiết kế đập tràn t ứng với qtk ztk sông s Chọn đại lợng đập tràn Đập T đập tràn thực dụng mặt cắt hình cong không... viên thực hiện: Đồ án môn học Thủy lực công trình MC LC đồ án Thuỷ lực công trình i Thiết kế đập tràn t ứng với qtk ztk sông s Chọn đại lợng đập tràn ... định cao trình đỉnh đập tràn Zođ ứng với Qtk Ztk sông S Vẽ mặt cắt ngang đập tràn T ii Tính toán tiêu hạ lu đập tràn t Xác định hình thức nối tiếp sau đập tràn T với cấp lu