Приложение И (рекомендуемое). Порядок гидравлического расчета СВМГТ

Приложение И
(рекомендуемое)

Порядок гидравлического расчета СВМГТ

И.1 Типовой задачей расчета гидравлических характеристик водопропускного сооружения является определение при заданном расходе , уклоне трубы и длине трубы , м:

- отверстия трубы, обеспечивающего пропуск расчетного и максимального расхода в безнапорном режиме с допустимым заполнением трубы на входе при заданной степени обеспеченности (п. 7.3.3);

- подпертой глубины Н перед трубой, м;

- глубины и скорости течения на выходе из трубы.

И.2 Для заполнений на входе СВМГТ и и , обеспечивающих пропуск расчетного и максимального расходов воды соответственно, по графику на рисунке И.1 определяются параметры расхода , соответствующие указанным выше заполнениям:

; (И.1)

где D - диаметр отверстия трубы, м;

g - ускорение свободного падения, .

И.3 По определенным параметрам расхода, определяют минимальные диаметры СВМГТ по формулам

; , м (И.2)

и принимают к расчету большее ближайшее типовое значение

Примечание: большее ближайшее типовое значение выбирается согласно п. 6.1.1 а) настоящего ОДМ.

И.4 Устанавливают, будет ли труба "длинной" или "короткой" в гидравлическом отношении. Для этого из соотношения (И.2) определяют значение критического уклона:

(И.3)

где Q - расчетный расход потока, ;

- площадь живого сечения потока при критической глубине , м

- ширина потока поверху, м;

- гидравлический радиус сечения потока, м;

g - ускорение свободного падения, ;

- коэффициент Кориолиса, принимаемый равным единице;

- смоченный периметр сечения потока, м;

- коэффициент Шези, определяемый по формуле Павловского:

(И.4)

где n - коэффициент шероховатости поверхности СВМГТ;

.

Для безнапорного режима в отсутствии гладкого лотка принимают , а при наличии гладкого лотка определяют n по формуле:

(И.5)

где - части поперечного сечения трубы, занимаемые лотковой частью и гофрой соответственно;

- коэффициенты шероховатости материала лотка и СВМГТ соответственно.

Критическую глубину потока определяют для известных значений и по графику на рисунке И.2.

- при , а также при в случае, если труба считается гидравлически "короткой" и дальнейшие расчеты ведутся в соответствии с рекомендациями п. И.5.

- при в случае, если труба считается гидравлически "длиной" и расчет производится в соответствии с рекомендациями п. И.6.

И.5 Подпертая глубина перед "короткой" трубой в безнапорном режиме определяется по формуле:

, м (И.6)

Коэффициент расхода m принимается равным 0,33 как для случая вертикального среза оголовочного торца трубы, так и для оголовочного торца трубы, срезанного параллельно откосу. Ширина потока поверху , м, определяется в соответствии со значениями, приведенными в таблице И.1.

Таблица И.1 - Значения при различных диаметрах СВМГТ

		при диаметрах труб D, м
		1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,6
0,02	0,49	0,49	0,74	0,98	1,23	1,47	1,76
0,03	0,52	0,52	0,78	1,04	1,30	1,56	1,87
0,04	0,57	0,57	0,86	1,14	1,43	1,71	2,05
0,05	0,59	0,59	0,89	1,18	1,48	1,77	2,12
0,06	0,62	0,62	0,93	1,24	1,55	1,86	2,23
0,07	0,63	0,63	0,95	1,26	1,58	1,89	2,27
0,08	0,64	0,64	0,96	1,28	1,60	1,92	2,30
0,09	0,66	0,66	0,99	1,32	1,65	1,98	2,38
0,10	0,67	0,67	1,01	1,34	1,68	2,01	2,41
0,12	0,69	0,69	1,04	1,38	1,73	2,07	2,48
0,14	0,72	0,72	1,08	1,44	1,80	2,16	2,59
0,16	0,74	0,74	1,11	1,48	1,85	2,22	2,66
0,18	0,76	0,76	1,14	1,52	1,90	2,28	2,74
0,20	0,77	0,77	1,16	1,54	1,93	2,31	2,77
0,25	0,79	0,79	1,19	1,58	1,98	2,37	2,84
0,30	0,81	0,81	1,22	1,62	2,03	2,43	2,92
0,35	0,32	0,32	1,23	1,64	2,05	2,46	2,95
0,40	0,83	0,83	1,25	1,66	2,08	2,49	2,99
0,45	0,84	0,84	1,26	1,67	2,10	2,52	3,02
0,50	0,84	0,84	1,26	1,68	2,10	2,52	3,02
0,55	0,84	0,84	1,26	1,68	2,10	2,52	3,02
0,60	0,84	0,34	1,26	1,68	2,10	2,52	3,02
0,65	0,84	0,84	1,26	1,68	2,10	2,52	3,02
0,70	0,83	0,83	1,25	1,66	2,08	2,49	2,99

И.6 Подпертая глубина перед гидравлически "длинной" трубой , м, в безнапорном режиме определяется по формуле

(И.7)

где - подпертая глубина перед аналогичной гидравлически "короткой" трубой, м.

И.7 После определения подпертой глубины перед трубой определяют возвышение бровки полотна над подпертым уровнем.

И.8 Глубина воды на выходе из СВМГТ, , м, определяется по следующим формулам:

при

(И.8.1)

при

(И.8.2)

при

(И.8.3)

Приближенно глубины воды на выходе СВМГТ могут быть определены по графикам на рисунке И.3.

И.9 Скорости потока на выходе из труб , м/с, определяют из выражения (при , %):

(И9)

или по графику на рисунке И.4.