Ebook bài tập thủy lực (tập 1) phần 2

C h n g V III DềNG CHY U K H ễ N G P T R O N G KấNH I TểM TT Lí THUYT a) Khỏi nim chinỡ Kờnh chia lm hai loi: kờnh h (thng gp) v kờnh kớn (cỏc ng hm chỏy khụng ỏp ụng thoỏt nc chy khụng ỏp thnh ph v.v ) c im (XV chung l: d sõu h., (c) sỏn cluiv cit) \' cũt nc lu tc (tc t ụng nng) kliụng oi 2g dc iheo dũng chỏv Do ú, dũng chy u khụng ỏp, ba dc; dc ỏy kờnh i, dc dng mt nc (lc dc o ỏp) v dc thỳy lc J l bng nhau: a v* j=jp=i ( - 1) Lu tc trung bỡnh kờnh xỏc nh theo cừn ihc Sezi: V = C \R = C \ R ỡ ,{m/s) (8-2) Lu lirns tớnh iheo cụiỡg thc: Q = VO) = ) C - / rT (8-3) Hinh 8- C}i: mụun lu lng: v mũuii lu lc: K = )( / r (8-4) W = C \'R (8-5) ta c hai cụng thc c bỏn tớnh thu lc cho dũng chy u, khụng ỏp kenh: = K vT ( -6 ) v = w -/ (8-7) H s Sezi c cú thờ tớnh theo cỏc cụng thc ó cú chng IV hoc lv cỏc ph lc 4-5 4-6 Khi thit k kờnh, ngoi nhng yờu cỏu v mt thỳy lc, cũn phi tho mt yờu cu rt quan trng sau õy: lu tc thc t V knh (tớnh theo 8-7) phỏi nm gii hn sau: |V k M < v < [v v J iro n g ú: l Ill'll l a i iiii p l h ) \ớ / ca dũng (8 -8 ) chỏv, c ú th ly c ỏ c p h lc 8-1 -2 C ũ n [V|^|] l lu IDC uii han k h ụ n g ló n g , c ihc xỏc d n h tr s c ỳ a [V|.|J ih e o c n g lli c c ỳ a li.A J a iiia i iii: 183 (8-9) V0 ,0 2 V ^ ú: p - c ca dũng chy, {kg/m^y, w - thụ thu lc trung bỡnh ca bựn cỏt {msy, cỏch tớnh w xem bi (8-10); M (m/s) l m t tham s, ly nh sau: M = w w > 0.002 m/s-, M = 0,002 m/s w < 0,002 m/s Hai loi bi toỏn thng gp tớnh toỏn kờnh (h sụ' nhỏm n coi nh ó bit): Mt ct ngang ca kờnh ó bit, cỏc i lng cn xỏc nh l V, Q hoc i: T iu kin ó cho, ta tmh w, K (theo 8-4, 8-5), sau ú tớnhc V, Q t cỏc cụng thc ( - ), (8-7) dc i cú th xỏc nh theo cụng thc: i= ( - 10) K' coC'R hoc; ( - 11 ) h th< ca ỏy kờnh hoc ca ng m t nc trờn chiu di (hỡnh 8-1) tớnh theo cụng thuc: A Z = i/ (8-12) Cỏc bi toỏn m xut phỏt t nhng iu kin cho trc Q, V (khng ch), i, phi xỏc nh cỏc kớch thc mt ct ngang ca kờnh õy l bi toỏn hay gp thit k Di õy s xột riờng cỏch tớnh cho kờnh h v kờnh kớn h) Tớrlỡ toỏn thy lc kờnh h đ Hỡnh dng ca kờnh hay gp nht l hỡnh thang, hỡnh ch nht, hỡnh na trũn v.v ớt gp hn 'y ch yu núi v kờnh hỡnh thang Cỏc yờu t thy lc ca mt ct ngang ca kờnh hỡnh thang xỏc nh nh sau (hỡnh - ): Hỡnh 8-2 - Din tớch mt ct t: (0 = (b + mh)h = ( p + m)h (X-13) x = b + v l + m ^h = (P + m ')h (8-14) - Chu vi t: 184 Bỏn kớnh thy lc: R = B h X p+m ' (8-15) Chiộu rng mt nc: (8-16) B = b + 2mh = [...]... lợi nhất về thủy lực cho các trường hợp sau : Số Q, m n ị 1 44,0 0,75 0,014 0 ,0 0 2 0 0 2 15,0 2, 50 0 ,0 1 2 0,00160 3 10,0 1.00 0,017 0,00965 Đáp íô: 1) b = h = 2, 6m\ 2) b = 0,54w; h = l,40m ; 3) b = 2 ,ĩm \ h = 2, 8w; Bài 8 -29 Xác định thông số p của kênh parabỏn trong các trường hợp sau; Sô' Q, (m^/s) h, (m) n i 1 30 ,2 2,70 0,0300 0 ,0 0 0 2 2 19,4 2 ,0 0 0 ,0 2 0 0 0,0004 3 12, 0 1,40 0, 022 5 0,0006... ướt: co = 5+ 1 x 2 2 = 2 m 2) Chu vi ướt; x = 5 + 2 ( V l + l^ + 1) = 9 , 92 m 3) Bán kính thủy lực: R = - = l, 2 2 m X 196 4) Hệ số nhám "trung bình" đối với toàn mặt cắt tính theo cC'ển qua kênh đất có m ặt cắt phức tạp đối xứng, gồm một lòng chính ở giữa và hai bãi, với các số liệu sau : B = 50,0/tỉ; b = 25 ,Om\ rriị = 3,0; IĨI2 = 2, 0: H = 4,0m\ h = 2, 5/n Độ dốc đá\' củ a lòng... n = 0 ,0 2 , i = 0 ,0 0 1 Đáp sỏ': h = ì,6Qm Bài 8 -25 X ác định chiều rộng đáy b của kênh hình thang vỡi các s ố liệu sau; Số Q, i»r‘/ s ) h, Ụìi) m n i 1 10,00 1 .20 2, 50 0, 025 0,0004 2 0, 82 0,80 1,00 0,014 0,0010 3 1 ,26 0,93 0,75 0,0 12 0,0007 4 0,63 0,35 0,00 0,0 12 0,0 020 Đ á p sổ: 1) b = 2 6 ,8w; 2) b = 0 ,1 2ni 3) b = 0,39/7i; 4) b = 1 ,23 /77 B ài 8 -26 Một kênh hình thang gồm ba đoạn, chuyển qua... đều là h = \ ,25 m Đoạn Q, (m V.v) m n i 1 10 1,5 0, 022 5 0,0003 2 5 1,5 0. 022 5 0,0003 3 3 ,2 1,5 0. 025 0 0,0005 Đ áp số: b| = s,65m: bj = 3,98m; 03 = 1,75/ 72; B à i 8 -27 Xác định các kích thước (b, h) của kênh hình thang đ ể tháo lưu lượng Q = 10 nrỉs nếu m = 1 ,25 ; n = 0, 022 5; i = 0 0 0 0 4 Tỷ s ố p = r = 4 ,2 (lấy theo điều h kiện kinh tế và kỹ thuật) Đ á p sô' : b = 5,85m; h = 1,43m 20 5 Bài 8 -28 Chọn các... V |,/] 1) Lưu tốc dòng nước trong kênh: V = C y ỉW l O) = (b + m h)h = (1 0 + 1 ,25 X 3,5)3,5 = 50,3 X = b + 2 h V Ĩ+ m ^ = 10 + 2 x 3,5 / 1 + U5^ = 21 ,2 m R = ~ = 2, 31m X c = - + 17, 72 lg R = 4 6 ,5 m "''/í n Vậy: v = C>/r ỉ = 4 6 ,5 V 2 ,3 7 x 0 ,0 0 0 2 = l,01m/i- 2) Lưu tốc giới hạn không lắng; dùng công thức (8-9) : K /] = 2/ 3 pm V ^ , (m/s) 0 ,0 2 2 y í^ i ở đây: w ,(3 là độ thô thủy lực trung... 1,0 0,030 0 ,0 0 1 0 2 4,0 5,00 1,0 0 ,0 2 0 0.0005 3 3,5 4,03 1.5 0, 025 0 ,0 0 0 2 4 3.0 2, 00 1.0 0,014 0,0008 Đáp số: 1) h = 0,82w ; 2) h = 0,83/77; 3) h = 1,2m; 4) h = 0 J 9 m \ ( liẽ s ố í - * + 1 7 7 2 IgR) n 20 ^^ B à i 8 -22 , Xác định độ sâu nước trong kênh hình cung tròn c ó bán kính ĩq = 2/ n; i = 0,0006; n = 0,017 khi lần lượt tháo qua c á c lưu lượng Q | = 2 ,5 m^ls\ Q 2 = 1,5 m^ls\ Q 3 = 0,8... h= - l ± j l - 4 3 ( 2 7 1 + 01^ - m ) 2( 2Vl + m ^ - m ) L V X 18, 12 = 4 ,29 (1 ± 0 , 3 8 1 ) 2 (2 ^ 1 + 1,5' - 1 ,5 Ta được hai trị số h: 'h '= 4 ,29 (1+ 0,3 81) = 5,92m h "= 4 ,29 (1-0,3 81) = 2, 65/77 Tương ứng, ta tìm được hai trị sô' của b: b ' = — - m h ' = -3 ,2 5 m h' b" = - ^ - m h " = 8.56m h" b không thể có trị sô' âm; vì vậy, ta chọn b, h như sau; b = b" = 8,56m h = h" = 2. 65m Chú thích: Trường... = 0,57/??; B ài 8 -2 3 Xác định độ sâu nước của kênh parabôn trong các trường hợp sau: Sô' Q, ( m-Vi ) p, (w) n i 1 12, 0 14,58 0, 022 5 0,0006 2 8,60 14,58 0, 022 5 0,0006 3 6,40 10,44 0, 025 0 0,00058 Đáp sô': 1) h = l,4w ; 2) h = \ ,2m-, 3) h = 1.2w; Bài 8 -24 Một ống dẫn nước hình tròn đường kính d = 3,Om tháo qua lưu lượng Q = 5 ,0 m^/s Tính chiều sâu nước trong ốn g, nếu n = 0 ,0 2 , i = 0 ,0 0 1 Đáp ... 0,600 l = 0 ,27 4 0,400 0,700 1,750 0,800 - 0,1045 0,0045 99 -0,1134 0,0134 29 3 0, 625 418 -0, 129 -0, 127 2 0, 027 2 594 0,754 0,100 10 12 -0,157 -0,1550 0,0550 120 6 0,913 22 18 0 ,20 0 2, 190 26 125 -0,115... 0 ,24 3 -0,0 42 - 0,0394 0,1394 124 0 3.60- 1,35 0,15 0 ,27 1 -0,070 - 0,0657 0 ,21 57 1 920 3,47- 1.30 0 ,2 0,304 -0,103 -0,0916 0 ,29 16 26 00 3,34 - 1 ,25 0 ,25 0,346 -0,145 -0,1360 0,3860 3440 3 ,20 - 1 ,20 ... 10,00 1 .20 2, 50 0, 025 0,0004 0, 82 0,80 1,00 0,014 0,0010 1 ,26 0,93 0,75 0,0 12 0,0007 0,63 0,35 0,00 0,0 12 0,0 020 ỏ p s: 1) b = ,8w; 2) b = ,1 2ni 3) b = 0,39/7i; 4) b = 1 ,23 /77 B i 8 -26 Mt kờnh