de cuong CTT khoa truoc môn Thủy lực

- - - - - - Phần I: Những vấn đề chung Câu I.1.Phân loại công trình tháo nớc a/Theo nhiệm vụ công trình tháo nớc đợc chia làm loại -Công trình dùng để tháo lu lợng không dùng đến thời gian hồ đầy đến mực nớc tính toán kết hợp tháo vật hạ lu gọi công trình tháo lũ -Công trình dùng để tháo hoàn toàn phần hồ chứa để quan sát sửa chữa công trình nằm thợng lu nạo vét phần bùn cát hồvà cấp nớc cần thiết cho hạ lu công trình gọi công trình tháo nớc b/ Theo vị trí công trình tháo nớc đợc chia làm nhóm Công trình xả lũ thân đập nh đập bê tông, BTCT, đập đất, đập đá thờng đập tràn trọng lực Công trình xả lũ thân đập, CT loại thờng đặt bên bờ trình tơng đối cao, phận nối tiếp đơn giản, tuyến xả nớc thờng dài ta gọi đờng tràn c/Theo điều kiện thuỷ lực CT tháo nớc đợc chia theo tiêu chuẩn sau Theo độ ngập sâu cửa vào so với mực nớc thợng lu có công trình tháo nớc mặt, tháo nớc dới sâu Căn theo cột nớc tác dụng có cột nớc thấp, trung bình, cột nớc cao Theo phơng pháp điều tiết l lợng có CT có cửa van cửa van Theo chế độ dòng chảy CT tháo, có loại có áp không áp Câu I.2.Một số dạng cụ thể công trình tháo lũ Gồm có đập tràn, tràn dọc, tràn ngang, xi phông giếng Đập tràn : dạng đợc bố trí tuyến đập nói chung nằm xen kẹp phần đập dâng, có u điểm dễ bố trí hạng mục khác để tạo thành cụm tập trung song có nhợc điểm phận nối tiếp phức tạp, dễ gây an toàn cho hạng mục khác làm việc, thờng đợc áp dụng cho CT có mặt tuyến đập hẹp địa hình thay đổi chậm Tràn dọc:dạng có tuyến nằm tách biệt với tuyến đập dâng, tách rời khỏi hạng mục có liên quan khác, có u điểm phận nối tiếp đơn giản , độ an toàn cao đối hạng mục khác tràn dọc xảy cố, Nhợc điểm có đờng tràn dài KL thờng lớn quản lý vận hành không tập trung tuyến tràn nằm xa, thờng ¸p dơng ë c¸c CT cã khe phơ hc địa hình bị chia cắt tạo thành Tràn ngang: dạng đợc TK theo nguyên lý dòng biến lợng tiết diện lu lợng mặt cắt sau lớn mặt cắt bé nhất, đợc bố trí tuyến khác tuyến với đập dâng, u điểm tận đợc khả làm việc tối đa tràn giá thành thờng thấp song áp dụng cho CT có lu lợng tháo vừa phải mặt tuyến hẹp cột nớc tràn thấp Xi phông tháo lũ: Dạng làm việc theo nguyên lý tự động, mực nớc dâng cao dần cha ngập lỗ thông khí dòng chảy qua ngỡng dòng chảy không áp, mực nớc tiếp tục dâng cao dòng chảy dần không khí khỏi XP, diện tích nớc chiếm chỗ tăng dần lên, lỗ thoát khí bị ngập, áp suất ống XP giảm dần đồng thời vận tốc tăng dần mực nớc chảy đầy tiết diện, XP bắt đầu làm việc XP đợc bố trí vùng có lu lợng lũ tập trung mực nớc lũ lên nhanh, khả thoát lòng dẫn hạ lu lớn, u điểm chế độ làm việc với cấp lu lợng tong đối ổn định, nhợc điểm thi công phức tạp dễ gây tiếng ồn rung động làm việc Giếng tháo lũ: Dạng gồm ngỡng tàn mặt đờng tròn khép kín phần đờng tròn tiếp đến giếng thẳng đứng xiên đờng hầm dẫn nớc có áp áp, dòng chảy giếng có áp rơi tự do, Giếng tháo lũ đợc áp dụng CT có địa hình hiểm trở, địa chất tốt lòng dẫn hạ lu dốc, thoát lũ nhanh, u điểm khả tháo lớn dễ vận hành, nhợc điểm chế độ làm việc hay chuyển đổi từ trạng thái sang trạng thái khác Câu I.3 Tính toán khả tháo đập tràn, ống có áp a/ Đập tràn - Tràn tự công thức tính Q mb g H 03 / m: HÖ sè lu lợng phụ thuộc vào hình dạng mặt cắt đập b: BỊ réng trµn g: Gia tèc träng trêng H0: Cột nớc tràn có kể l tốc tới gần - Tràn đỉnh rộng thì: Q n mb g H 03 /  n Lµ hƯ ngËp - Trµn cã cưa van: Q CL(h13 /  h23 / ) L: lµ chiỊu réng khoang trµn C: lµ hƯ sè, C= m - 2g m: lµ hệ số lu lợng qua cửa h1: chiều cao cột nớc thợng lu tính từ ngỡng tràn h2: chiều cao cột nớc thợng lu tính đến mép dới cửa van, h2=h1-a a: độ mở cửa van b.ống có áp Tháo kiểu giếng : dòng chảy qua ngỡng cha bị ngập lu lợng qua ngỡng cửa vào tính theo công thức: Q m0 ( 2R  n0 s) g H / m0: hệ số lu lợng phụ thuộc vào tỷ số P/R, H/R n0: lµ sè trơ pin s: lµ chiỊu réng cđa trơ pin  : lµ hƯ sè co hẹp bên R: bán kính giếng H: chiều cao cét níc trªn miƯng giÕng + Khi H/ R>1,6 phễu bị ngập nhiều lu lợng lúc tính theo Q w g ( H  z )  : hệ lu lợng phụ thuộc vào tổn thất từ cửa vào đến cửa - w: diện tích mặt cắt cửa z: chênh lệch từ đỉnh ngỡng tràn đến mặt nớc cửa Tháo qua Xiph«ng: Q w 2gH - - - - w: diện tích mặt cắt cửa z: chênh lệch từ đỉnh ngỡng tràn đến mặt nớc cửa H0: chênh lệch mực nớc từ cửa vào đến cửa có kể lu tốc tới gần c/ Các nhân tố ảnh hởng đến khả tháo đập tràn Tràn cửa van + Hình dạng mặt cắt tràn: ảnh hởng cột nớc vận tốc, ảnh hởng mái hạ lu, ảnh hởng cuả bán kính cong đỉnh + hệ số lu lợng: Các nhân tố ảnh hởng tới hệ số lu lợng Creager ảnh huởng h/h tc , hình dạng đập, tổ hợp ảnh hởng h/htk hình dạng đập với tợng trộn khí, ảnh hởng chân không, ảnh hởng tuyến đập mặt Tràn có cửa van: + ảnh hởng vị trí cửa van hệ số lu lợng qua đỉnh tràn có cửa van Câu.I.4 Các Phơng pháp nghiên cứu Thuỷ lực công trình : Có hai phơng pháp nghiên cứu toán thuỷ lực công trình: Thí nghiệm mô tình tơng tự thờng gọi mô hình vật lý quan sát công trình thực tế Nghiên cứu tính toán theo mô hình toán: phơng pháp giải tích phơng pháp số Đối với nghiên cứu mô hình toán giảm bớt chi phí cho thí nghiệm mô hình vật lý Tuy vây nhng vói công trình tháo có nhiều tợng thuỷ lực mà mô hình toán mô đợc Để nghiên cứu toán thuỷ lực công trình mang hiệu cao nên kết hợp phân tích mô hình toán với thí nghiệm mô hình vật lý Câu.I.6 Đặc điểm tính toán khảnăng tháo qua đập tràn công trình lấy nớc kiểu kín: - Khả tháo nớc công trình phụ thuộc vào kích thớc, hình dạng vị trí cửa tháo, đồng thời phụ thuộc vào động thái trạng thái dòng chảy - Đại lợng đặc trng cho khả tháo nớc lu lợng tháo tháo qua công trình - Theo hệ PT Becnuli viết cho dòng chảy lý tởng Q=fA,h) Q= A.(h)0.5 - Đối với dòng chảy thực ngời ta đa thêm hƯ sè m chun ®ỉi tõ khÝ th lý tëng sang khÝ thùc Q=f(m,A,h) hay Q=A.(h)0.5 - §Ĩ tÝnh chÝnh xác đợc khả tháo công trình ta nghiên cứu ảnh hởng đến khả tháo phản ánh qua độ lớn hệ số lu lợng * Với tháo nớc đập tràn: Các nhân tố ảnh hởng tới khả tháo qua đập tràn không cửa van: + Hình dạng mặt đập tràn: y x n ( ) phơng trình mô tả hình dạng mặt tràn với loại phơng trình mô H d k Hd H H tả khác cho ta khả tháo đập khác P C mo=0.48 - - - - mo=0.49 mo=0.55-0.57 (0.333