a, Xỏc định lưu lượng tớnh toỏn tiờu năng:
Do tràn phải làm việc với cỏc cấp lưu lượng khỏc nhau nờn cần tớnh toỏn tiờu năng với cấp lưu lượng nguy hiểm nhất.
Đồ ỏn tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Lưu lượng tớnh toỏn tiờu năng là lưu lượng dựng để tớnh toỏn kớch thước bể tiờu năng ứng với trường hợp cú nước nhảy phúng xa bất lợi nhất sau cụng trỡnh, Tức là lưu lượng cú trị số ( '' )
h
c h
h − max
Trong tớnh toỏn thiết kế chi tiết ta tớnh toỏn với cỏc cấp lưu lượng là: 0,3Qmax , 0,5Qmax, 0,8Qmax, Qmax ,
Phương phỏp tớnh toỏn xem trong thiết kế sơ bộ tràn xả lũ.
Bảng 9-19: Tớnh toỏn tiờu năng với cỏc cấp lưu lượng
Lưu lượng hcdốc Bdốc Vdốc Eo F(τc) τ''c hc'' hh hc''-hh (m3/s) (m) (m) (m/s) (m) (m) (m) (m) 0,3Q 21.24 0,210 10 4,007 5.028 0.198 0,360 1.8102 1,322 0.488 0,5Q 35.4 0,327 10 5,167 5.687 0.275 0,430 2.4457 1,773 0.673 0,8Q 56.64 0,441 10 6,4 6.528 0.357 0,483 3.1533 2,227 0.926 Q 70.8 0,545 10 7,08 7.099 0.394 0,501 3.5570 2,52 1.037
Như vậy, theo kết quả tớnh toỏn tiờu năng ở bảng trờn, ta nhận thấy ứng với trường hợp: Qmax = 70,8 ( m3/s) thỡ (hc” - hh)max nờn cú nước nhảy phúng xa,
Vỡ vậy ta phải tớnh toỏn tiờu năng cho trường hợp này, với biện phỏp tiờu năng là đào bể tiờu năng,
b, Tớnh toỏn kớch thước bể tiờu năng: b,1, Tớnh toỏn chiều sõu bể tiờu năng d:
Bảng 9 - 20: Tớnh toỏn chiều sõu bể tiờu năng lần 1
Bdốc Qx hh dgt Eo E'o F(τc') τc'' h''c ΔZ dtt
(m) (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
10 70,8 2,52 1,037 7,099 8,136 0,321 0,467 3,80 0,285 0,995
Bảng 9 - 21: Tớnh toỏn chiều sõu bể tiờu năng lần 2,
Bdốc Qx hh dgt Eo E'o F(τc') τc'' h''c ΔZ dtt
(m) (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
15 70,8 2,52 0,995 7,099 8,094 0,323 0,469 3,796 0,284 0,992 Ta thấy dtt ~ dgt nờn ta chọn chiều sõu bể d = 1 (m)
b,2, Tớnh toỏn chiều dài bể tiờu năng Lb :
- Chiều dài bể được xỏc định theo cụng thức kinh nghiệm như sau: Lb = β.Ln + Lr Sinh viờn: Lờ Hoàng Giang Lớp: 44C196
Đồ ỏn tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Trong đú: β: Hệ số kinh nghiệm, lấy β = 0,8
Ln: Chiều dài nước nhảy (m). Ln = 4,5.h''c Lr: Chiều dài đoạn nước rơi (m).
Để xỏc định chiều dài đoạn nước rơi ta phải xỏc định điểm đổ của luồng nước xuống đỏy bể tiờu năng, khoảng cỏch từ mặt cắt cuối dốc đến vị trớ mặt cắt luồng nước đổ xuống bể tiờu năng chớnh là Lr (hỡnh vẽ),
Vx Vcd Vy P 2 P 1 Kênh hạ lưu Dốc nước Lr Lnn Lb d O
Hỡnh 9-7: Sơ hoạ cắt dọc đoạn nước rơi,
Lưu tốc tại cuối dốc được phõn tớch thành hai thành phần theo độ dốc đỏy dốc nước: Vy = Vc.sinα = Vcd.i (1) Vx = 2 2 y cd V V − (2) Cú Vcd thay vào (1) và (2) tớnh được Vx, Vy
Quỹ đạo chuyển động của dũng nước là một đường cong xỏc định theo biểu thức: X= Vx.t (3) Y = Vy.t + 2 .t2 g (4)
Thay Vy vào biểu thức (4) rồi giải phương trỡnh đú với điều kiện biờn là: Khi nước rơi xuống bể thỡ: Y = P2 = P1+ d
Tại Y = P2 = P1+ d, thay vào (4) ta tớnh được t
Thay t vào (3) tớnh được chiều dài đoạn nước rơi: X = Lr = Vx.t
Thay t = X/Vx vào phương trỡnh (4) ta tỡm được phương trỡnh đoạn nước rơi, Phương trỡnh đường cong đoạn chuyển tiếp: y = f(x)
Đồ ỏn tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh 2 2. . 2 y x x V g y x x V V = +
Kết quả tớnh toỏn như sau:
Bảng 9-22: Phương trỡnh đoạn nước rơi
Bd Vcd i Vy Vx d P2 t Lr
(m) (m/s) (m/s) (m/s) (m) (m) (s) (m)
10 7,08 0,1 0,708 7,04 1 5 0,94 6,617 y = 0,098x2 + 0,1x
Bảng 9-23: Chiều dài bể tiờu năng
Btr (m) Bb (m) h"c(m) β.Ln (m) Lr(m) Lb(m) Chọn Lb
15 15 3,8 13,68 6,617 20,29 21
- Chiều dài sõn sau Ls = 2,5.Lb = 2,5*21 = 52,5 m
- Tại đỏy bể cú đục lỗ thoỏt nước cú đường kớnh Ф5(cm), mỗi lỗ cỏch nhau 1,5(m) theo phương vuụng gúc với dũng chảy và cỏch nhau 1(m) theo phương dũng chảy, Bờn dưới cỏc lỗ cú bố trớ tầng lọc ngược theo điều kiện cấu tạo
* Tường bờn bể tiờu năng
Chiều cao tường bờn bể tiờu năng: htb = hb + a =5 + 0,8 = 5,8 (m)