tr Lth Ld
4.4.2 Tớnh toỏn bể tiờu năng.
. Sơ đồ tớnh tiờu năng
d Lr hc hc" Z2 Lnn hcd v2/2g Eo Eo' Lb
4.4.2.1Tớnh toỏn chiều sõu bể.
d=σ.h’’c - hh - ∆z Trong đú: d:chiều sõu đào bể
σ : hệ số chảy ngập,lấy khoảng 1,05ữ1,1.Chọn σ=1,08 hh: độ sõu nước hạ lưu khi chưa đào bể
h’’c:độ sõu liờn hiệp với độ sõu co hẹp hc khi đó đào bể
∆z:chờnh lệch cột nước ở cửa ra của bể.Được tớnh theo cụng thức:
2 2 2 2 2. .( be. )h 2. .( . '')c q q Z g ϕ h g σ h ∆ = −
φ :hệ số lưu tốc cửa ra của bể.Chọn φ =0,95
Ta tiến hành tỡm chiều sõu đào bể theo phương phỏp thử dần như sau: - Bước 1:Chọn sơ bộ d1=(hc’’-hh)max
- Bước 2:Tớnh năng lượng dũng chảy tại mặt cắt cuối dốc E0 E0’=E01+d1
Trong đú: E01:là cột nước cuối dốc nước khi chưa đào bể hcd:chiều sõu dũng chảy cuối dốc
vcd:lưu tốc dũng chảy tại mặt cắt cuối dốc - Bước 3:tớnh F(τc),τc’’ từ đú suy ra hc’’ và ∆z - Bước 4:tớnh lại d theo cụng thức :
d=σ.h’’c-hh-∆z
Khi chưa đào bể,chọn mặt chuẩn nằm ngang cuối dốc,ta xỏc định được:
Tra phụ lục 15 - 1 (cỏc bảng tớnh thủy lực) τ”c = 0,415 => h”c = τ”c.E0 = 0,415.12,922 = 5,363 (m).
Chiều sõu đào bể sơ bộ tớnh toỏn: d0 = σh”c – hh = 1,08. 5,363– 4,399 = 1,393 m. Chọn chiều sõu đào bể: d1gt = 1,393 m.
E02=E01+dgt
Tra phụ lục 15 - 1 (cỏc bảng tớnh thủy lực) τ”c = 0,3868 => h”c = τ”c.E0 = 0,3868.14,32 = 5,539(m).
Chiều sõu đào bể tớnh toỏn: d=σ.h’’c-hh-∆z=1,08.5,539 – 4,399 - 0,179 = 1,404(m) d #d1gt ta chọn chiều sõu đào bể là dgt
2 = 1,404m E03=E01+dgt
2= 12,922 + 1,404 = 14,326 (m)
Tra phụ lục 15 - 1 (cỏc bảng tớnh thủy lực) τ”c = 0,386 => h”c = τ”c.E0 = 0,386. 14,326 = 5,53(m).
Chiều sõu đào bể tớnh toỏn: d=σ.h’’c-hh-∆z=1,08.5,53– 4,399 – 0,178 = 1,4(m) d1gt #d2gt ta chọn chiều sõu đào bể là dgt
3 = 1,4m E03=E01+dgt
3= 12,922 + 1,4 = 14,322 (m)
Tra phụ lục 15 - 1 (cỏc bảng tớnh thủy lực) τ”c = 0,3868 => h”c = τ”c.E0 = 0,3868.14,322= 5,54(m).
Chiều sõu đào bể tớnh toỏn: d=σ.h’’c-hh-∆z=1,08.5,54– 4,399– 0,179 = 1,4052 (m) d1gtd3gt ta chọn chiều sõu đào bể là dgt
Vy
VxVc Vc Lr O
4.4.2.2Tớnh toỏn chiều dài bể.
Chiều dài bể tiờu năng : lb = lr + 0,8ln Trong đú:
Ln : là chiều dài nước nhảy cú thể tớnh theo cụng thức gần đỳng của Saporanet ln = 4,5.h”c = 4,5. 5,54= 24,93 (m)
lr : Chiều dài nước rơi, tớnh theo quỹ đạo của tia nước nằm trờn bề mặt đỏy dốc nước:
Chọn gốc tọa độ ) là điểm cuối của dốc nước. Trục Ox hướng về phớa hạ lưu, trục Oy hướng xuống. Khi đú, quỹ đạo của đường nước rơi xỏc định theo hệ phương trỡnh:
Trong đú: : gúc hợp bởi mặt dốc nước với phương ngang, α = arctg(0,15) = 8,53
vcuối dốc = 15,481 (m/s).
vx = vcuối dốc . cosα = 15,481.cos 8,53o = 15,31 vy = vcuối dốc . sinα = 15,481.sin 8,53o = 2,3
Từ điều kiện biờn là điểm cuối dốc cảu đoạn rơi cú cao độ trựng với đỏy bể tiờu năng, tức yc = ΔZ (là chờnh lệch cao trỡnh đỏy dốc và đỏy bể tiờu năng, ta xỏc định được xc). Giỏ trị xc xỏc định được chớnh là chiều dài nước rơi tớnh toỏn.
Thay t = x/vx vào phương trỡnh xỏc định y, ta được phương trỡnh nước rơi cú dạng: y = 0,15x + 0,021x2. Giải phương trỡnh trờn với y = 1,4m ta được x = 5,34 m = lr.
Vậy chiều dài bể là: lb = 5,34+ 0,8.24,93= 25,284 (m). => Chọn chiều dài bể là 25,3 m.
4.4.2.3 Chiều cao bể tiờu năng
hb = σ.hc” +a = 1,08.5,54+ 0,3 = 6,28 m Trong đú a = 0,3 – độ vượt cao an toàn
Vậy kớch thước của bể tiờu năng thiết kế như sau: Chiều dài bể : Lb = 25,3 m.
Bể tiờu năng cú chiều sõu đào bể d = 1,4 m Chiều cao bể tiờu năng hb = 6,28 m
4.4.2.4 Chiều dài đoạn sau nước nhảy lsn:
Theo Trộctụuxốp ta cú:
Lsn = 2,5.ln = 2,5.24,93= 62,325 m. => Chọn chiều dài sõn sau là 62,3 m.