Определить размеры земляного канала гидравлически наивыгоднейшего сечения, который при уклоне i = 0,0013 будет

Определить размеры земляного канала гидравлически наивыгоднейшего сечения, который при уклоне i = 0,0013 будет пропускать расход Q = 6 м3/с. Канал имеет трапецеидальную форму сечения с заложением откосов m = 2.

Решаем задачу методом подбора. Определяем модуль заданного расхода по формуле:
Задаваясь различными глубинами, вычисляем соответствующие им модули расхода. При этом ширину b определяем по нижеприведенной формуле. Для h = 1 м:
b=2h1+m2-m=2*11+22-2=0.47 м;
ω=b+mhh=0.47+2*11=2.47 м2;
χ=b+2h1+m2=0.47+2*11+22=4.93 м;
R=ωχ=2.474.93=0.5 м.
Принимаем ε=10 мм .
Тогда:
εRi=10500*0.001=7.07.
Так как εRi=7.07 > 0,04, коэффициент С определяем по формуле:
C=20lgRε=20lg50010=34 м12с.
Модуль расхода:
K=ωCR=2.47*340.5=59.4 м3с.
Аналогично вычисляем модуль расхода для h = 1,3м и h = 1,6 м. Полученные данные сводим в табл. 3.1.
Таблица 3.4 Расчетные данные
h, м b, м w, м2 χ, м R, м R, м1/2 C, м1/2/с K, м2/с
1 0,47 2,47 4,94 0,5 0,707 34,0 59,40
1,3 0,61 4,18 6,43 0,65 0,806 36,3 122,13
1,6 0,76 6,33 7,91 0,8 0,894 38,1 215,45
1,45 0,68 5,20 7,17 0,725 0,851 37,2 164,66
Вычертив по этим данным график K = f(h) (рис 3.10), находим, что модуль заданного расхода К = 166,4 м/с соответствует глубине h = 1,45 м.
Рисунок 3.2 - Зависимость коэффициентов А и В от наполнения трубопровода (H=d)
Проверочное вычисление показало, что модуль расхода, соответствующий глубине h = 1,45 м, практически равен модулю заданного расхода (последняя строчка в таблице).
На основании этого принимаем размеры канала: b = 0,68 м; h = 1,45 м.

.
Тогда:
εRi=10500*0.001=7.07.
Так как εRi=7.07 > 0,04, коэффициент С определяем по формуле:
C=20lgRε=20lg50010=34 м12с.
Модуль расхода:
K=ωCR=2.47*340.5=59.4 м3с.
Аналогично вычисляем модуль расхода для h = 1,3м и h = 1,6 м. Полученные данные сводим в табл. 3.1.
Таблица 3.4 Расчетные данные
h, м b, м w, м2 χ, м R, м R, м1/2 C, м1/2/с K, м2/с
1 0,47 2,47 4,94 0,5 0,707 34,0 59,40
1,3 0,61 4,18 6,43 0,65 0,806 36,3 122,13
1,6 0,76 6,33 7,91 0,8 0,894 38,1 215,45
1,45 0,68 5,20 7,17 0,725 0,851 37,2 164,66
Вычертив по этим данным график K = f(h) (рис 3.10), находим, что модуль заданного расхода К = 166,4 м/с соответствует глубине h = 1,45 м.
Рисунок 3.2 - Зависимость коэффициентов А и В от наполнения трубопровода (H=d)
Проверочное вычисление показало, что модуль расхода, соответствующий глубине h = 1,45 м, практически равен модулю заданного расхода (последняя строчка в таблице).
На основании этого принимаем размеры канала: b = 0,68 м; h = 1,45 м.