BÀI tập lớn CÔNG TRÌNH THÁO nước đề số 16

Hình 1: Sơ đồ bố trí dốc nước sau tràn Chiều dài từ ngưỡng tràn đến đầu dốc Lo = 30 m Chiều dài dốc L = 200 m (trên mặt bằng): 10 đoạn x 20 m Độ dốc: i = 25% Vật liệu thân dốc: BTCT M200 Độ nhám bề mặt: n = 0,017 (∆ = 0,5 mm) Gồ ghề cục bộ tại các khớp nối (dự kiến): Zm = 5 mm Cao độ đầu dốc: đ = 300,0 m; nhiệt độ nước T = 25o Mặt cắt ngang dốc: chữ nhật, B = 20 m Lưu lượng thiết kế: QTK =520 m3s Độ sâu đầu dốc: hd =3.16 m Hình thức tiêu năng cuối dốc: mũi phun

Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập môn học: Công trình tháo nước BÀI TẬP LỚN TÍNH TỐN KHÍ THỰC TRÊN DỐC NƯỚC ĐỀ SỐ 16 A ĐỀ BÀI I Tài liệu ban đầu - Dốc nước sau đập tràn có sơ đồ hình Hình 1: Sơ đồ bố trí dốc nước sau tràn - Chiều dài từ ngưỡng tràn đến đầu dốc Lo = 30 m - Chiều dài dốc L = 200 m (trên mặt bằng): 10 đoạn x 20 m - Độ dốc: i = 25% - Vật liệu thân dốc: BTCT M200 - Độ nhám bề mặt: n = 0,017 (∆ = 0,5 mm) - Gồ ghề cục khớp nối (dự kiến): Zm = mm - Cao độ đầu dốc: đ = 300,0 m; nhiệt độ nước T = 25o - Mặt cắt ngang dốc: chữ nhật, B = 20 m - Lưu lượng thiết kế: QTK =520 m3/s - Độ sâu đầu dốc: hd =3.16 m - Hình thức tiêu cuối dốc: mũi phun II Yêu cầu - Kiểm tra khả khí hóa dịng chảy dốc vị trí khớp nối - Kiểm tra khả khí thực dốc - Thiết kế phận tiếp khí để phịng khí thực (nếu có) GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập môn học: Công trình tháo nước B TÍNH TỐN I KIỂM TRA KHẢ NĂNG KHÍ HĨA DỊNG CHẢY TRÊN DỐC NƯỚC KHI THÁO LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ 1.1 Vẽ đường mặt nước dốc nước Dùng phương pháp sai phân, xuất phát từ mặt cắt đầu dốc, tính độ sâu nước mặt cắt cách thử dần theo phương trình (giả thiết nhiều lần giá trị h, theo công thức ta xác định trị số ∆L, ∆L với cách chọn ban đầu lấy h vừa giả thiết làm giá trị đúng, khơng phải giả thiết tính lại từ đầu đến ∆L giá trị chọn): ∆L = ∆E i − J TB Trong đó: ∆L : Khoảng cách (theo phương ngang) mặt cắt tính tốn ∆E : Chênh lệch lượng mặt cắt mặt cắt ∆E = E2 – E1 ; E1 = h1 + V12 2g : Năng lượng mặt cắt V22 2g : Năng lượng mặt cắt E = h2 + h1 ; h2 : Độ sâu tương ứng mặt cắt mặt cắt V1 ; V : Lưu tốc bình quân mặt cắt mặt cắt i : Độ dốc đáy dốc JTB : Độ dốc thủy lực trung bình mặt cắt mặt cắt JTB = (J1 + J2)/2 V12 J1 = C1 R1 : Độ dốc thủy lực mặt cắt V22 C 22 R2 : Độ dốc thủy lực mặt cắt J2 = Kết tính tốn vẽ đường mực nước thể bảng GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập môn học: Cơng trình tháo nước Bảng 1: Kết tính toán vẽ đường mực nước dốc Mặt cắt h (m) hi (m) 3.16 W (m2) 63.20 V (m/s) 8.23 З 3.45 6.61 χ (m ) 26.32 R 2.40 C 68.07 J 105.48 1.92 38.39 13.55 9.35 11.27 23.84 1.61 63.69 80.82 1.57 31.50 16.51 13.89 15.47 23.15 1.36 61.92 72.23 1.39 27.84 18.68 17.78 19.17 22.78 1.22 60.82 67.23 1.28 25.55 20.35 21.11 22.39 22.56 1.13 60.06 63.92 1.20 24.00 21.67 23.94 25.14 22.40 1.07 59.50 61.58 1.14 22.89 22.72 26.31 27.46 22.29 1.03 59.08 59.87 1.10 22.07 23.56 28.30 29.40 22.21 0.99 58.76 58.58 1.07 21.46 24.24 29.94 31.01 22.15 0.97 58.51 57.60 1.05 20.99 24.78 31.29 32.34 22.10 0.95 58.32 56.83 1.03 GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến 20.63 25.21 32.40 33.43 22.06 Trang 0.93 58.17 56.24 4.20 20.0 0.06 0.19 3.71 20.0 0.09 0.16 3.21 20.0 0.11 0.14 2.75 20.0 0.13 0.12 2.32 20.0 0.15 0.10 1.94 20.0 0.17 0.08 1.61 20.0 0.18 0.07 1.33 20.0 0.20 0.05 1.09 20.0 0.19 0.02 10 0.21 0.18 0.02 0.04 0.16 0.03 20.0 0.14 0.04 4.66 0.12 0.06 0.23 0.10 0.08 0.02 0.08 0.11 ∆L (m) 0.05 0.18 ∆З 0.03 0.34 i - Jtb 0.01 1.24 Jtb 0.20 S∆L (m) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập mơn học: Cơng trình tháo nước Ghi chú: cơng thức tính tốn Bảng 1; h : Độ sâu mực nước dốc (Giả thiết) χ : Chu vi ướt mặt cắt tính tốn ; χ = B + 2h (mặt cắt hình chữ nhật) ω : Diện tích mặt cắt ướt ; ω = B.h R : Bán kính thủy lực ; R = ω/χ C R= 1/ R R n V : Vận tốc dịng chày đoạn tính tốn ; V = Q/ω J : Độ dốc thủy lực ; J = V2 C2R Hình 2: Đường mặt nước tràn GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập môn học: Cơng trình tháo nước 1.2 Xác định hệ số khí hóa phân giới Kpg Với chiều dài dốc nước L = 200m, ta chia dốc thành 10 đoạn, đoạn có chiều dài ∆L = 20m Giữa đoạn phân ta bố trí khớp nối Với giả thiết khớp nối lún không đoạn làm phát sinh bậc lồi (hay bậc thụt) với chiều cao khống chế Zm = mm, góc α = 90o Khi hệ số khí hóa phân giới (tính cho trường hợp bất lợi bậc lồi) là: K pg = 0,125.α 0, 65 =2.33 1.3 Xác định hệ số khí hóa thực tế mặt cắt tính tốn Hệ số khí hóa K xác định theo công thức: K= H ĐT − H pg VĐT 2g Trong đó: HĐT : Cột nước áp lực tồn phần đặc trưng dịng chảy ; HĐT = Ha + h.cosψ h : Độ sâu nước mặt cắt tính tốn Ha : Cột nước áp lực khí trời, tương ứng với cao độ mặt nước mặt cắt tính Zmn = Zđáy + h ψ : Góc nghiệng đáy lịng dẫn so với phương ngang Hpg : Cột nước áp lực phân giới Ứng với nhiệt độ T = 25o , tra Bảng 2.2 – Tiêu chuẩn Việt Nam – 14TCN 198:2006 Hpg =0.32 m VĐT : Lưu tốc đặc trưng vị trí có mấu gồ ghề thuộc đoạn khác dịng chày xác định theo cơng thức: V ĐT = V y = VTB VTB ξ1 ξ ϕV : Lưu tốc trung bình mặt cắt mặt cắt tính tốn ϕV : Hệ số biểu thị quan hệ lưu tốc trung bình lưu tốc lớn dòng chảy chiều dày lớp biên dạng mặt cắt ngang dòng chảy cho Với dịng khơng áp mặt cắt ngang hình chữ nhật có bề rộng B độ sâu nước h, ϕV xác định theo công thức:      δ  B + 2h  δ δ  ϕV = ( h − δ )( B − 2δ ) + δ  δ  ln ∆ +  − ln ∆ − 5  Bh     ln +    ∆ ∆ : Chiều cao nhám tương đương bề mặt Với n = 0.017; ∆ =0.5 mm GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập môn học: Cơng trình tháo nước Sử dụng biểu đồ Hình 2.6 – Tiêu chuẩn Việt Nam – 14TCN 198:2006 xác định ξ ; ξ2 ; δ Kết tính tốn ghi bảng GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập mơn học: Cơng trình tháo nước Bảng : Kết tính tốn kiểm tra khả khí hóa mặt cắt tính toán Mặt L h (m) cắt (m) L* (m) Zmn (m) Ha (m) HĐT (m) VTB (m/s) y/∆ L*/∆ δ/∆ ξ1 ξ2* 10^-3 δ (m) ϕv VĐT (m/s) K 3.160 30.00 303.16 9.976 13.04 8.48 11.00 60,000 800 195 1.200 0.400 0.972 4.22 1.920 1.575 1.392 1.278 1.200 1.144 1.103 1.073 1.049 20 40 60 80 100 120 140 160 180 50.62 71.23 91.85 112.46 133.08 153.69 174.31 194.92 215.54 296.92 291.57 286.39 281.28 276.20 271.14 266.10 261.07 256.05 9.983 9.989 9.995 10.001 10.006 10.012 10.017 10.023 10.028 11.85 11.52 11.35 11.24 11.17 11.12 11.09 11.06 11.05 13.96 17.02 19.25 20.98 22.34 23.42 24.29 24.98 25.54 11.00 11.00 11.00 11.00 11.00 11.00 11.00 11.00 11.00 101,231 142,462 183,693 224,924 266,155 307,386 348,617 389,848 431,080 1,365 1,837 2,355 2,849 3,262 3,659 3,989 4,478 5,057 195 195 195 195 195 195 195 195 195 1.106 1.050 0.994 0.968 0.950 0.935 0.922 0.901 0.873 0.683 0.918 1.178 1.425 1.631 1.830 1.994 2.239 2.528 0.933 0.897 0.857 0.817 0.783 0.751 0.723 0.688 0.648 6.95 8.59 9.90 11.15 12.27 13.32 14.24 15.23 16.26 14.0 4.68 2.98 2.21 1.72 1.41 1.19 1.04 0.91 0.80 10 1.031 200 236.16 251.03 10.034 11.03 25.99 11.00 472,311 5,442 195 0.862 2.721 0.621 17.15 0.71 GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang Khả khí hóa Khơng có Khơng có Khơng có Bắt đầu Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh H V: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập mơn học: Cơng trình tháo nước II KIỂM TRA KHẢ NĂNG KHÍ THỰC TRÊN DỐC NƯỚC Khi khí hóa trì thời gian đủ dài dịng chảy có lưu tốc cục đỉnh mấu gồ ghề VĐT > Vng thành dốc nước có khả bị xâm thực Trị số lưu tốc ngưỡng xâm thực Vng vật liệu bê tông phụ thuộc vào độ bền nén vật liệu (Rb)và hệ số hàm khí nước S Ứng với bê tơng bề mặt lịng dẫn có R b = 20 Mpa; độ hàm khí nước S = 0, tra đồ thị Hình 1.1 – Tiêu chuẩn Việt Nam – 14TCN 198:2006 Vng =9.55 m/s Bảng : Kết tính tốn kiểm tra khả xâm thực mặt cắt tính tốn Mặt cắt VTB (m/s) Vy (m/s) 10 8.48 13.96 17.02 19.25 20.98 22.34 23.42 24.29 24.98 25.54 25.99 4.22 6.95 8.59 9.90 11.15 12.27 13.32 14.24 15.23 16.26 17.15 ξ1 195 195 195 195 195 195 195 195 195 195 195 ξ2*10^3 1.20 1.11 1.05 0.99 0.97 0.95 0.93 0.92 0.90 0.87 0.86 ϕv 0.972 0.933 0.897 0.857 0.817 0.783 0.751 0.723 0.688 0.648 0.621 Vng (m/s) Vcp (m/s) Xét theo lưu tốc ngưỡng xâm thực Xét theo lưu tốc cho phép xâm thực 9.55 9.55 9.55 9.55 9.55 9.55 9.55 9.55 9.55 9.55 9.55 19.18 19.17 18.92 18.57 17.96 17.37 16.79 16.28 15.66 15.00 14.47 Không xâm thực Không xâm thực Không xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Khơng xâm thực Khơng xâm thực Khơng xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Có xâm thực Từ giá trị VĐT Bảng cho thấy - Từ mặt cắt đến mặt cắt có VĐT < Vng ⇒ không bị xâm thực - Từ mặt cắt đến cuối dốc có VĐT > Vng ⇒ có khả xâm thực Bằng nội suy từ biểu đồ lưu tốc V ĐT dọc theo dòng chảy (bảng 2), xác định mặt cắt có VĐT = Vng = 9.55 m/s mặt cắt B (nằm mặt cắt 4) cách đầu dốc khoảng LB = 54.63 m (theo phương ngang dốc) Đoạn từ mặt cắt B đến cuối dốc cần có biện pháp bảo vệ chống khí thực Có nhiều biện pháp cơng trình để chống khí thực, vào điều kiện kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn phương án Đối với này, chọn phương án xây dựng phận tiếp khí III THIẾT KẾ BỘ PHẬN TIẾP KHÍ (BPTK) ĐỂ PHỊNG KHÍ THỰC 3.1 Bố trí BPTK dốc nước Theo tính tốn mục đoạn dốc nước từ sau mặt cắt B (cách đầu dốc 54.63 m) cần bảo vệ chống khí thực Để đảm bảo an tồn cho thân dốc, bố trí phận tiếp khí sau: - BPTK1 đặt mặt cắt M1, cách đầu dốc 50 m (theo phương ngang) - BPTK2 đặt mặt cắt M2, cách đầu dốc 120 m (theo phương ngang) GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập mơn học: Cơng trình tháo nước Theo cách bố trí này, chiều dài bảo vệ L p BPTK1 BPTK2 (theo phương ngang) 70 m Với phương án bố trí nêu, nội suy từ đường mặt nước (Bảng 1) ta có thơng số thủy lực mặt cắt có bố trí BPTK sau: Bảng : Thơng số tính tốn phận tiếp khí Tên L (m) Lp (m) BPTK1 50 BPTK2 120 Fr √Fr h (m) V (m/s) 70 1.48 17.59 21.27 4.61 80 1.20 22.20 41.86 6.47 3.2 Tính tốn phận tiếp khí (BPTK1) Hình : Bố trí mũi hắt BPTK1 1) Xác định chiều cao mũi hắt Zm Được xác định theo công thức: Z m = L p cos 2ψ ( ) 25 Fr − = 0.68 m Trong đó: Lp = 70 (m) : Chiều dài bảo vệ (phương ngang) BPTK1 ψ =16.17 : Góc hợp bề mặt dốc nước so với phương nằm ngang Fr : Số Froud ; Fr = αv = 21.27 (mặt cắt hình chữ nhật) gh 2) Chọn độ nghiêng mũi hắt Sơ đồ bố trí mũi Hình Giả thiết chiều dài mũi Lm =3.6 m; Ta thấy chiều dài mũi hợp lý: Ta có : Mặt khác: Zm = 0.190 đảm bảo điều kiện chọn Lm Zm 1 = ÷ Lm tgψ = Z1 ⇒ Z = Lm tgψ = 3.6 x 0.290 = 1.044 m Lm Z = Z m − Z  Z2  tg θ =  Lm  GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến ⇒ θ = 00 Trang HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập môn học: Công trình tháo nước 3) Tính chiều dài buồng khí sau mũi hắt Được xác định theo công thức: Lb = h cosψ Zm 2Z cos(ψ − θ )  + Fr Fr sin θ + Fr sin θ + m cosψ   cosψ  h  h   = 7.38 m   4) Xác định lưu lượng khí đơn vị cần cấp Được xác định theo cơng thức: qa = 0,033.V.Lb = 4.28 m3/s.m Trong đó: V = 17.59 (m/s) : Lưu tốc bình quân dịng chảy phía buồng khí, lấy lưu tốc bình qn dịng chảy phía mũi hắt 5) Tính lưu lượng khí tổng cộng cần phải cấp Được xác định theo công thức: Qa = qa.B = 4.28.20 = 85.64 m3/s 6) Tính diện tích tổng cộng mặt cắt ngang ống dẫn khí Được xác định theo công thức: ω a = Qa =1.71 m2 Va Trong đó: Va = 45.31 m/s : Lưu tốc khí khống chế ống; chọn Va ≤ 60 m/s Vì ωa = 1.71 m2 nhỏ nên cần bố trí ống thơng khí tường bên (n = 2), Khí diện tích tối thiểu ống dẫn khí là: ω a1 = ωa = 0.86 m2 n 7) Xác định kích thước ống dẫn khí Ống dẫn khí cấp cho buồng khí chọn theo mặt cắt hình chữ nhật, kích thước B a x ta Trong đó: Chọn Ba =1.35 m : Độ dài cạnh theo phương dòng chảy Chọn ta = 0.70 m : Độ dài cạnh theo chiều dày tường Với kích thước chọn, vận tốc khí ống dẫn khí: Va = Qa = 45.31 m/s n.Ba t a 8) Xác định độ chân khơng buồng khí Độ chân khơng (tính theo mét cột nước) buồng khí để tạo áp lực hút khí vào buồng xác định theo công thức: hck = Va2 γ a = 0.43 m g.µ a2 γ Trong đó: GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang 10 HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập môn học: Công trình tháo nước Va = 45.31 m/s : Lưu tốc khí ống µa : Hệ số lưu lượng ống dẫn khí; µ a = 1 + ∑ξi = 0.599 ∑ξi : Tổng hệ số tổn thất áp lực toàn ống dẫn, bao gồm tổ thất cửa vào, đoạn uốn cong tổn thất dọc đường Tổn thất cửa vào: ξcv = 0.50 (cửa vào khơng thuận) Tổn thất vị trí uốn cong gấp 90o (trục ống từ thẳng đứng chuyển sang nằm ngang đáy dốc): ξu = 1.10 Tổn thất áp lực dọc đường: tính với chiều dài ống La = H t + Với Ht =3.65 m B =15.0 m : Chiều cao thành lòng dẫn B1 = 20.0 m : Bề rộng khoang (1 khoang) Hệ số tổn thất dọc đường : ξ d = gLa =0.60 C2R γ a : Trọng lượng riêng khơng khí (KN/m³) γ : Trọng lượng riêng nước (KN/m³) Trong điều kiện bình thường, lấy γa = γ 780 Để đảm bảo ổn định đường tháo, trị số hck không vượt 0,5m Ta thấy hck = 0.43 m < 0.5m nên đường tháo làm việc ổn định 9) Tính tốn kích thước máng dẫn khí sau mũi hắt: Hình : Bố trí mũi hắt ống dẫn khí Bề mộng máng : Bmk = Ba =1.35 m Chiều sâu: tmk = ta – Zm =0.70 – 0.68 = 0.02 m 10) Tính tốn chiều cao thành lòng dẫn sau BPTK Được xác định theo công thức: Ht = hb + h + ∆H = 3.65 (m) Trong đó: GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang 11 HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập mơn học: Cơng trình tháo nước hb : Chiều cao lớn buồng khí hb = Z m + V2 cos θ (tgθ + tgψ ) =1.67 m 2g h : Chiều dày lớp nước phía buồng khí (lấy gần độ sâu nước mũi hắt) ∆H : Độ cao an tồn, xác định theo cấp cơng trình, chọn ∆H = 0,5 m Kết tính tốn BPTK ghi Bảng 3.3 Tính tốn phận tiếp khí (BPTK2) Hình : Bố trí mũi hắt BPTK2 1) Xác định chiều cao mũi hắt Zm Được xác định theo công thức: Z m = L p cos 2ψ ( ) = 0.49 m 25 Fr − Trong đó: Lp = 80 m : Chiều dài bảo vệ BPTK2, ψ =16.17 : Góc hợp bề mặt dốc nước so với phương nằm ngang Fr : Số Froud ; Fr = αv = 45.99 (mặt cắt hình chữ nhật) gh 2) Chọn độ nghiêng mũi hắt Sơ đồ bố trí mũi Hình Giả thiết chiều dài mũi Lm =2.60 m; Ta thấy chiều dài mũi hợp lý: Ta có : Mặt khác: Zm = 0.188 đảm bảo điều kiện chọn Lm Zm 1 = ÷ Lm tgψ = Z1 ⇒ Z = Lm tgψ =0.65 m Lm Z = Z m − Z  Z2 ⇒ θ = 00  tg θ =  Lm  3) Tính chiều dài buồng khí sau mũi hắt GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang 12 HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập mơn học: Cơng trình tháo nước Được xác định theo công thức: Lb = h cosψ Zm 2Z cos(ψ − θ )  + Fr Fr sin θ + Fr sin θ + m cosψ   cosψ  h  h   =6.14 m   4) Xác định lưu lượng khí đơn vị cần cấp Được xác định theo công thức: qa = 0,033.V.Lb = 3.56 (m3/s.m) Trong đó: V = 22,57 (m/s) : Lưu tốc bình qn dịng chảy phía buồng khí, lấy lưu tốc bình qn dịng chảy phía mũi hắt 5) Tính lưu lượng khí tổng cộng cần phải cấp Được xác định theo công thức: Qa = qa.B =71.29 m3/s 6) Tính diện tích tổng cộng mặt cắt ngang ống dẫn khí Được xác định theo công thức: ω a = Qa = =1.43 m2 Va Trong đó: Va =50.00 m/s : Lưu tốc khí khống chế ống; chọn Va ≤ 60 m/s Vì ωa =1.43 m2 nhỏ nên cần bố trí ống thơng khí tường bên (n = 2), Khí diện tích tối thiểu ống dẫn khí là: Như vậy, tổng cộng có ống thơng khí (1 ống tường bên, ống trụ) Khí diện tích tối thiểu ống dẫn khí là: ω a1 = ωa = 0.71 m2 n 7) Xác định kích thước ống dẫn khí Ống dẫn khí cấp cho buồng khí chọn theo mặt cắt hình chữ nhật, kích thước B a x ta Trong đó: Chọn Ba =1.35 m : Độ dài cạnh theo phương dòng chảy Chọn ta =0.70 m : Độ dài cạnh theo chiều dày tường Với kích thước chọn, vận tốc khí ống dẫn khí: Va = Qa = 37.7 m/s n.Ba t a 8) Xác định độ chân khơng buồng khí Độ chân khơng (tính theo mét cột nước) buồng khí để tạo áp lực hút khí vào buồng xác định theo công thức: hck = Va2 γ a = 0.30 m g.µ a2 γ GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang 13 HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập mơn học: Cơng trình tháo nước Trong đó: Va = 37.7 (m/s) : Lưu tốc khí ống µa : Hệ số lưu lượng ống dẫn khí; µ a = 1 + ∑ξi = 0.560 ∑ξi : Tổng hệ số tổn thất áp lực toàn ống dẫn, bao gồm tổ thất cửa vào, đoạn uốn cong tổn thất dọc đường Tổn thất cửa vào: ξcv = 0.50 (cửa vào khơng thuận) Tổn thất vị trí uốn cong gấp 90 o (trục ống từ thẳng đứng chuyển sang nằm ngang đáy dốc): ξu = 1.10 Tổn thất áp lực dọc đường: tính với chiều dài ống La = H t + Với Ht =3.46 m B =14.81 m : Chiều cao thành lòng dẫn B =20.00 m : Bề rộng khoang (1 khoang) Hệ số tổn thất dọc đường : ξ d = gLa = 0.59 C2R γ a : Trọng lượng riêng khơng khí (KN/m³) γ : Trọng lượng riêng nước (KN/m³) Trong điều kiện bình thường, lấy γa = γ 780 Để đảm bảo ổn định đường tháo, trị số hck không vượt 0,5m Ta thấy hck = 0.49 m < 0.5m nên đường tháo làm việc ổn định 9) Tính tốn kích thước máng dẫn khí sau mũi hắt: Hình : Bố trí mũi hắt ống dẫn khí Bề mộng máng : Bmk = Ba =1.35 m Chiều sâu: tmk = ta – Zm = 0.70 – 0.49= 0.21(m) 10) Tính tốn chiều cao thành lòng dẫn sau BPTK Được xác định theo công thức: Ht = hb + h + ∆H = 3.46 (m) GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang 14 HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập mơn học: Cơng trình tháo nước Trong đó: hb : Chiều cao lớn buồng khí hb = Z m + V2 cos θ (tgθ + tgψ ) =1.47 m 2g h : Chiều dày lớp nước phía buồng khí (lấy gần độ sâu nước mũi hắt) ∆H : Độ cao an tồn, xác định theo cấp cơng trình, chọn ∆H = 0,5 m Kết tính tốn BPTK ghi Bảng Bảng : Thơng số tính tốn BPTK Thông số Ký hiệu L Đơn vị m BPTK1 50.00 BPTK2 120.00 Chiều cao mũi hắt Zm m 0.68 0.49 Chiều dài mũi hắt Góc nghiêng mũi hắt Lm θ m Độ 3.60 0.00 2.60 0.00 Chiều dài buồng khí sau mũi hắt Lb m 7.38 6.14 Lưu lượng khí tổng cộng cần phải cấp Qa n ωa1 m³/s 85.64 71.29 2.00 m² 0.86 0.71 Ba x ta m 1,35 x 0,70 1,35 x 0,70 Độ chân không buồng khí hck m 0.43 0.30 Bề rộng máng khí Bmk m 1.35 1.35 Chiều sâu máng khí tmk m 0.02 0.21 Chiều cao buồng khí hb m 1.67 1.47 Vị trí đặt Số ống dẫn khí Diện tích MCN ống khí Kích thước ống dẫn khí GVHD: GS-TS Nguyễn Chiến Trang 15 HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 ...Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập môn học: Công trình tháo nước B TÍNH TỐN I KIỂM TRA KHẢ NĂNG KHÍ HĨA DỊNG CHẢY TRÊN DỐC NƯỚC KHI THÁO LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ 1.1 Vẽ đường mặt nước dốc nước Dùng phương pháp... CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập môn học: Công trình tháo nước Va = 45.31 m/s : Lưu tốc khí ống µa : Hệ số lưu lượng ống dẫn khí; µ a = 1 + ∑ξi = 0.599 ∑ξi : Tổng hệ số tổn thất áp lực toàn ống... 60 80 100 120 140 160 180 200 HV: Trần Quốc Thịnh – CH21C-CS2 Trường Đại học Thuỷ lợi Bài tập mơn học: Cơng trình tháo nước Ghi chú: cơng thức tính tốn Bảng 1; h : Độ sâu mực nước dốc (Giả thiết)