Инструменты пользователя

Инструменты сайта


culvert:culvert:hydraulic_calculation

Различия

Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия
Следующая версия
Предыдущая версия
culvert:culvert:hydraulic_calculation [2023/11/15 15:34]
sofia [Трубы из гофрированного металла.]
culvert:culvert:hydraulic_calculation [2024/01/16 14:12] (текущий)
anna_s [Круглые трубы]
Строка 4: Строка 4:
 Для труб из гофрированного металла также ​ использовано ОДМ 218.2.087-2017 «Рекомендации по проектированию и строительству водопропускных сооружений из спиральновитых металлических гофрированных труб» . Для труб из гофрированного металла также ​ использовано ОДМ 218.2.087-2017 «Рекомендации по проектированию и строительству водопропускных сооружений из спиральновитых металлических гофрированных труб» .
  
-Расчетами определяются основные гидравлические характеристики трубы , необходимые для выбора типа конструкции укрепления русел и откосов,​ а именно :+Расчетами определяются основные гидравлические характеристики трубы , необходимые для выбора типа конструкции укрепления русел и откосов,​ а именно:​
   * Подпор перед трубой $Н$, м   * Подпор перед трубой $Н$, м
   * Скорость на выходе $V_{вых}$, ​ м/cек   * Скорость на выходе $V_{вых}$, ​ м/cек
Строка 23: Строка 23:
 $C = \frac{1}{n}R^{y}$ $C = \frac{1}{n}R^{y}$
 ;#; ;#;
-  * где n - коэффициент шероховатости ​+Где:  
 +  * n - коэффициент шероховатости ​
   * $R = \frac{w}{\chi}$ -гидравлический радиус   * $R = \frac{w}{\chi}$ -гидравлический радиус
   * $\chi$ - смоченный периметр ​   * $\chi$ - смоченный периметр ​
Строка 38: Строка 39:
 Значения для коэффициента шероховатости ​ n приведены в  Приложении 5 «Руководства по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений и русел». (Утверждено "​ГИПРОТРАНСТЭИ"​ МПС 01.01.1967,​действующее.) Значения для коэффициента шероховатости ​ n приведены в  Приложении 5 «Руководства по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений и русел». (Утверждено "​ГИПРОТРАНСТЭИ"​ МПС 01.01.1967,​действующее.)
  
-Для круглых труб при гидравлических расчетах значения наибольших расходов воды, пропускаемых через трубу, ограничены величиной,​ при которой скорость воды на выходе из трубы не превышает допускаемую для принятого типа укрепления+Для круглых труб при гидравлических расчетах значения наибольших расходов воды, пропускаемых через трубу, ограничены величиной,​ при которой скорость воды на выходе из трубы не превышает допускаемую для принятого типа укрепления.
  
 Для прямоугольных труб при гидравлических расчетах значения наибольших расходов воды, пропускаемых через трубу, ограничены величиной,​ при которой скорость воды на выходе из трубы не превышает допускаемую для принятого типа укрепления,​ увеличенную на 35%. Для прямоугольных труб при гидравлических расчетах значения наибольших расходов воды, пропускаемых через трубу, ограничены величиной,​ при которой скорость воды на выходе из трубы не превышает допускаемую для принятого типа укрепления,​ увеличенную на 35%.
  
-Рис.1 Схема протекания потока+[{{ :​culvert:​a_hydraulics_clv_1.png |Рис.1 Схема протекания потока}}]
  
-===== Круглые трубы=====+===== Круглые трубы =====
  
 Для круглых труб предусмотрены три режима протекания:​ Для круглых труб предусмотрены три режима протекания:​
-  * безнапорный +  * безнапорный; 
-  * полунапорный +  * полунапорный; 
-  * напорный+  * напорный
 Пропуск расчетного расхода при безнапорном режиме протекания в соответствии c СП 35.13330.2011 (в замен СНиП 2.05.03-84 * Мосты и трубы ) предусмотрен с обеспечением нормативного зазора , равного 1/4 высоты трубы между поверхностью потока и высшей точкой внутренней поверхности трубы. Пропуск наибольшего расхода предусмотрен частично по безнапорному,​ частично по напорному режимам протекания. ​ Пропуск расчетного расхода при безнапорном режиме протекания в соответствии c СП 35.13330.2011 (в замен СНиП 2.05.03-84 * Мосты и трубы ) предусмотрен с обеспечением нормативного зазора , равного 1/4 высоты трубы между поверхностью потока и высшей точкой внутренней поверхности трубы. Пропуск наибольшего расхода предусмотрен частично по безнапорному,​ частично по напорному режимам протекания. ​
  
Строка 56: Строка 58:
 __**Безнапорный режим протекания воды**__ __**Безнапорный режим протекания воды**__
  
-1. Критическая глубина определяется из уравнения критического потока.+1. Критическая глубина определяется из уравнения критического потока:
 ;#; ;#;
 $\frac{w^3_к}{b_{к}}=\frac{aQ^2_{p}}{g}$ $\frac{w^3_к}{b_{к}}=\frac{aQ^2_{p}}{g}$
 ;#; ;#;
-2. Подпор перед трубой определяется по формуле+2. Подпор перед трубой определяется по формуле:
 ;#; ;#;
 $H=(\frac{Q_{p}}{mb_{к}\sqrt{2g}})^{2/​3}$ $H=(\frac{Q_{p}}{mb_{к}\sqrt{2g}})^{2/​3}$
 ;#; ;#;
 где ​   где ​  
-  * $m$ - коэффициент расхода,​ определяемый по табл. 5.2 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений",​ $m$ = 0,35 - для круглых труб с раструбными оголовками и коническим входным звеном, +  * $m$ - коэффициент расхода,​ определяемый по табл. 5.2 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений",​ $m$ = 0,35 - для круглых труб с раструбными оголовками и коническим входным звеном; 
-  * $b_{к}=\frac{w_к}{h_{к}}$ - средняя ширина потока в сечении с критической глубиной,+  * $b_{к}=\frac{w_к}{h_{к}}$ - средняя ширина потока в сечении с критической глубиной.
  
-3. Глубина потока на выходе из трубы ( $h_{вых}$ ) при безнапорном режиме определяется в зависимости от параметра расхода+3. Глубина потока на выходе из трубы ( $h_{вых}$ ) при безнапорном режиме определяется в зависимости от параметра расхода:
 ;#; ;#;
 $П_Q=\frac{Q_{p}}{D^2\sqrt{gD}}$ $П_Q=\frac{Q_{p}}{D^2\sqrt{gD}}$
Строка 86: Строка 88:
 где ​ где ​
   * $П_{Q(гр)}$- 1,2 - граничное значение параметра расхода (см табл. 5.4 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений"​);​   * $П_{Q(гр)}$- 1,2 - граничное значение параметра расхода (см табл. 5.4 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений"​);​
-  * $А_К$ = 0,93, $A_T$, = 0,80 и $S_T$ = 0,25 - соответственно коэффициенты и показатель степени (см. табл. 5.4 и 5.5 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений"​)+  * $А_К$ = 0,93, $A_T$, = 0,80 и $S_T$ = 0,25 - соответственно коэффициенты и показатель степени (см. табл. 5.4 и 5.5 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений"​).
  
 4.Скорость потока на выходе из трубы определяется по формуле:​ 4.Скорость потока на выходе из трубы определяется по формуле:​
Строка 95: Строка 97:
 __**Полунапорный режим протекания воды**__ __**Полунапорный режим протекания воды**__
  
-1. Подпор перед трубой определяется по формуле+1. Подпор перед трубой определяется по формуле:
 ;#; ;#;
 $H=\frac{Q^2_{p}}{\mu^2_{n}w^2_{coop}2g}+\varepsilon_nD$ $H=\frac{Q^2_{p}}{\mu^2_{n}w^2_{coop}2g}+\varepsilon_nD$
Строка 101: Строка 103:
  
 где $\mu_{n}$ и $\varepsilon_n$ коэффициенты,​ определяемые по табл. 5.2 "​Пособия по гидравлическим расчетам где $\mu_{n}$ и $\varepsilon_n$ коэффициенты,​ определяемые по табл. 5.2 "​Пособия по гидравлическим расчетам
-малых водопропускных сооружений",​ $\mu_{n}$ = 0,69, $\varepsilon_n$ = 0,79 - для круглых труб с раструбными оголовками+малых водопропускных сооружений",​ $\mu_{n}$ = 0,69, $\varepsilon_n$ = 0,79 - для круглых труб с раструбными оголовками.
  
-2. Глубина потока на выходе из трубы ($h_{вых}$) при полунапорном режиме определяется в зависимости от параметра расхода+2. Глубина потока на выходе из трубы ($h_{вых}$) при полунапорном режиме определяется в зависимости от параметра расхода:
  
 а) При $П_Q \le П_{Q(гр)}$ а) При $П_Q \le П_{Q(гр)}$
Строка 116: Строка 118:
  
 где ​ где ​
-  * $П_{Q(гр)}$ = 1,2 - граничное значение параметра расхода (см табл. 5.4 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений"​) +  * $П_{Q(гр)}$ = 1,2 - граничное значение параметра расхода (см табл. 5.4 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений"​); 
-  * $А_К$ = 0,93, $A_T$ = 0,88 и $S_T$ = 0,25 - соответственно коэффициенты и показатель степени (см табл. 5.4 и 5.5 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений"​)+  * $А_К$ = 0,93, $A_T$ = 0,88 и $S_T$ = 0,25 - соответственно коэффициенты и показатель степени (см табл. 5.4 и 5.5 "​Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений"​).
  
-3. Скорость потока на выходе из трубы определяется по формуле+3. Скорость потока на выходе из трубы определяется по формуле:
 ;#; ;#;
 $V_{вых}=\frac{Q_{p}}{w_{вых}},​м/​сек$ $V_{вых}=\frac{Q_{p}}{w_{вых}},​м/​сек$
Строка 126: Строка 128:
 __**Напорный режим протекания воды**__ __**Напорный режим протекания воды**__
  
-1. Подпор перед трубой определяется по формуле+1. Подпор перед трубой определяется по формуле:
 ;#; ;#;
 $H=(\frac{Q_{p}}{3,​48\mu_{H}D^2})^2-i_Tl_T+0,​85D$ $H=(\frac{Q_{p}}{3,​48\mu_{H}D^2})^2-i_Tl_T+0,​85D$
Строка 134: Строка 136:
 $\mu_{H}=\sqrt{\frac{1}{1.2+\frac{0,​028(l_T-3,​6D)}{D^{4/​3}}}}$ $\mu_{H}=\sqrt{\frac{1}{1.2+\frac{0,​028(l_T-3,​6D)}{D^{4/​3}}}}$
 ;#; ;#;
-  *$i_T$ = 0.01 - циклон труды, +  *$i_T$ = 0.01 - циклон трубы, 
-  *$l_T$ = 20 м - длина трубы+  *$l_T$ = 20 м - длина трубы.
  
 2. Глубина потока на выходе из трубы ($h_{вых}$ ) при напорном режиме = 2. Глубина потока на выходе из трубы ($h_{вых}$ ) при напорном режиме =
Строка 147: Строка 149:
 ;#; ;#;
  
-3. Скорость потока на выходе из трубы определяется по формуле+3. Скорость потока на выходе из трубы определяется по формуле:
  
 ;#; ;#;
Строка 153: Строка 155:
 ;#; ;#;
  
-Обозначения+Условные обозначения:
   * $Q_{p}$ - расчетный расход воды, $м^3/​сек$ ,   * $Q_{p}$ - расчетный расход воды, $м^3/​сек$ ,
   * $H$ - подпор перед трубой,​ м ,   * $H$ - подпор перед трубой,​ м ,
Строка 163: Строка 165:
   * $i_T$ - уклон трубы, м ,   * $i_T$ - уклон трубы, м ,
   * $l_T$ - длина трубы, м ,   * $l_T$ - длина трубы, м ,
-  * $D$ - диаметр труды, м ,+  * $D$ - диаметр трубы, м ,
   * $g$ = 9,8 $м/​сек^2$ - ускорение силы тяжести,​ при критической глубине потока,​ $м^2$,   * $g$ = 9,8 $м/​сек^2$ - ускорение силы тяжести,​ при критической глубине потока,​ $м^2$,
   * $a$ = 1,1 - коэффициент кинетической энергии ,   * $a$ = 1,1 - коэффициент кинетической энергии ,
Строка 169: Строка 171:
   * $w_{вых}$ - площадь живого сечения потока на выходе из трубы, $м^2$   * $w_{вых}$ - площадь живого сечения потока на выходе из трубы, $м^2$
  
-===== Прямоугольные трубы=====+===== Прямоугольные трубы =====
  
 Для прямоугольных труб предусмотрено два режима протекания:​ Для прямоугольных труб предусмотрено два режима протекания:​
-  * безнапорный +  * безнапорный; 
-  * полунапорный +  * полунапорный. 
-Пропуск расчетного расхода при безнапорном режиме протекания в соответствии c СП 35.13330.2011 ( взамен СНиП 2.05.03-84 * Мосты и трубы ) предусмотрен с обеспечением нормативного зазора, ​ равного 1/6 высоты трубы между наивысшей точкой внутренней поверхности трубы и уровнем воды на протяжении всей трубы.+Пропуск расчетного расхода при безнапорном режиме протекания в соответствии c СП 35.13330.2011 (взамен СНиП 2.05.03-84 * Мосты и трубы) предусмотрен с обеспечением нормативного зазора, ​ равного 1/6 высоты трубы между наивысшей точкой внутренней поверхности трубы и уровнем воды на протяжении всей трубы.
  
 Расчет гидравлических параметров производится по следующим формулам. Расчет гидравлических параметров производится по следующим формулам.
  
-__**Безнапорный режим протекания.**__+__**Безнапорный режим протекания**__
  
 Подпор перед трубой $Н$ определяется из уравнения критического потока. Подпор перед трубой $Н$ определяется из уравнения критического потока.
Строка 189: Строка 191:
   * $b_{кр}=\frac{w_{кр}}{h_{кр}}$ - средняя ширина потока в сечении с критической глубиной,​   * $b_{кр}=\frac{w_{кр}}{h_{кр}}$ - средняя ширина потока в сечении с критической глубиной,​
  
-__**Полунапорный режим протекания.**__+__**Полунапорный режим протекания**__
  
-Подпор перед трубой $Н$, м+Подпор перед трубой $Н$, м:
 ;#; ;#;
 $H=\frac{Q^2_{p}}{\mu^2_{n}w^2_{coop}2g}+\varepsilon_nh_T$ $H=\frac{Q^2_{p}}{\mu^2_{n}w^2_{coop}2g}+\varepsilon_nh_T$
Строка 197: Строка 199:
  
 где $\mu_{n}$ и $\varepsilon_n$ коэффициенты,​ определяемые по табл. 5.2 "​Пособия по гидравлическим расчетам где $\mu_{n}$ и $\varepsilon_n$ коэффициенты,​ определяемые по табл. 5.2 "​Пособия по гидравлическим расчетам
-малых водопропускных сооружений",​ $\mu_{n}$ = 0,64, $\varepsilon_n$ = 0,78 - для прямоугольных труб с раструбными оголовками+малых водопропускных сооружений",​ $\mu_{n}$ = 0,64, $\varepsilon_n$ = 0,78 - для прямоугольных труб с раструбными оголовками.
  
-Скорость на выходе $V_{вых}$ для безнапорного и полунапорного режимов протекания определяется по формуле+Скорость на выходе $V_{вых}$ для безнапорного и полунапорного режимов протекания определяется по формуле:
 ;#; ;#;
 $V_{вых}=\frac{Q_{p}}{bh_{вых}},​м/​сек$ $V_{вых}=\frac{Q_{p}}{bh_{вых}},​м/​сек$
 ;#; ;#;
 Где ​ Где ​
-$h_{вых}$ – глубина потока на выходе определяется в зависимости от параметра расхода $П_Q$+$h_{вых}$ – глубина потока на выходе определяется в зависимости от параметра расхода $П_Q$;
 ;#; ;#;
 $П_Q=\frac{Q_{p}}{h_Tb\sqrt{gh_{T}}}$ $П_Q=\frac{Q_{p}}{h_Tb\sqrt{gh_{T}}}$
Строка 219: Строка 221:
  
 где ​ где ​
-  * $A_T$ и $\varepsilon$ - соответственно коэффициенты и показатель степени (см табл. 3)+  * $A_T$ и $\varepsilon$ - соответственно коэффициенты и показатель степени (см табл. 3);
 ;;# ;;#
 Таблица 3 Таблица 3
Строка 228: Строка 230:
 |  Полунапорный ​ |  0,8 < $П_Q \le 1,6$  |  0,83  |  0,75  | |  Полунапорный ​ |  0,8 < $П_Q \le 1,6$  |  0,83  |  0,75  |
  
-Условные обозначения+Условные обозначения:
   * $b$ - отверстие трубы, м,   * $b$ - отверстие трубы, м,
   * $g$ = 9,8 $м/​сек^2$ - ускорение силы тяжести,​   * $g$ = 9,8 $м/​сек^2$ - ускорение силы тяжести,​
-  * $a$ = 1,1 - коэффициент кинетической энергии , +  * $a$ = 1,1 - коэффициент кинетической энергии,​ 
-  * $Q_p$ - расчетный расход воды, $м^3/​сек$ , +  * $Q_p$ - расчетный расход воды, $м^3/​сек$,​ 
-  * $H$ - подпор перед трубой,​ м ,+  * $H$ - подпор перед трубой,​ м,
   * $h_{вх}$ - глубина потока на входе в сооружение,​ м,   * $h_{вх}$ - глубина потока на входе в сооружение,​ м,
   * $h_{T}$ - высота трубы, м   * $h_{T}$ - высота трубы, м
   * $h_{C}$ - глубина воды в сжатом сечении,​ м,   * $h_{C}$ - глубина воды в сжатом сечении,​ м,
-  * $h_{K}$ - критическая глубина,​ м , +  * $h_{K}$ - критическая глубина,​ м, 
-  * $i_T$ - уклон трубы, м  +  * $i_T$ - уклон трубы, м. 
- +===== Трубы из гофрированного металла =====
-===== Трубы из гофрированного металла=====+
    
-Для труб из гофрированного металла предусмотрены два режима протекания +Для труб из гофрированного металла предусмотрены два режима протекания: 
-  * Безнапорный +  * безнапорный; 
-  * Полунапорный.+  * полунапорный.
  
 Пропуск расчетного расхода для труб под железную дорогу предусматривается только по безнапорному режиму при наибольшей глубине воды во входном сечении трубы, равной 0,75D (D-диаметр отверстия). Пропуск наибольшего расхода предусматривается только по безнапорному режиму при наибольшей глубине воды во входном сечении,​ равной 0,90. Пропуск расчетного расхода для труб под железную дорогу предусматривается только по безнапорному режиму при наибольшей глубине воды во входном сечении трубы, равной 0,75D (D-диаметр отверстия). Пропуск наибольшего расхода предусматривается только по безнапорному режиму при наибольшей глубине воды во входном сечении,​ равной 0,90.
Строка 250: Строка 251:
 Пропуск расчетного расхода для труб под автомобильную дорогу предусматривается по безнапорному режиму при наибольшей глубине воды во входном сечении трубы, равной диаметру трубы. Применение полунапорного режима протекания допускается только для труб под автомобильную дорогу для обычных климатических условий. Пропуск расчетного расхода для труб под автомобильную дорогу предусматривается по безнапорному режиму при наибольшей глубине воды во входном сечении трубы, равной диаметру трубы. Применение полунапорного режима протекания допускается только для труб под автомобильную дорогу для обычных климатических условий.
  
-__**Безнапорный режим протекания воды.**__+__**Безнапорный режим протекания воды**__
  
-1. Критическая глубина определяется из уравнения критического потока.+1. Критическая глубина определяется из уравнения критического потока:
 ;#; ;#;
 $\frac{w^3_{кр}}{b_{кр}}=\frac{aQ^2}{g}$ $\frac{w^3_{кр}}{b_{кр}}=\frac{aQ^2}{g}$
Строка 261: Строка 262:
 $b_{кр}=\frac{w_{кр}}{h_{кр}},​м $ $b_{кр}=\frac{w_{кр}}{h_{кр}},​м $
  
-2. Подпор перед трубой определяется по формуле+2. Подпор перед трубой определяется по формуле:
 ;#; ;#;
 $H=(\frac{Q_{p}}{mb_{кр}\sqrt{2g}})^{2/​3}$ $H=(\frac{Q_{p}}{mb_{кр}\sqrt{2g}})^{2/​3}$
 ;#; ;#;
-где $m$ = 0,33 - для труб с вертикально срезанными и труб с торцами,​ срезанными параллельно откосу насыпи+где $m$ = 0,33 - для труб с вертикально срезанными и труб с торцами,​ срезанными параллельно откосу насыпи.
  
 3. Скорость потока на выходе из трубы определяется по формуле:​ 3. Скорость потока на выходе из трубы определяется по формуле:​
Строка 272: Строка 273:
 ;#; ;#;
  
-4. Критический уклон+4. Критический уклон:
 ;#; ;#;
 $i_{кр}=\frac{Q^2}{w^2_{кр}C^2_{кр}R^2_{кр}}$ $i_{кр}=\frac{Q^2}{w^2_{кр}C^2_{кр}R^2_{кр}}$
 ;#; ;#;
  
-__**Полунапорный режим протекания воды.**__+__**Полунапорный режим протекания воды**__
  
-1. +1. Расход воды,​$м^3/​сек$,​ в полунапорных трубах определятся по формуле: ​
  
 +;#;
 +$Q=\mu_{n}w_{coop}\sqrt{2g(H-\varepsilon_{опр}h_T)}$
 +;#;
 +где $h_T=D$
 +^ Обозначения ​ ^  Трубы с вертикально срезанными торцами ​ ^  Трубы с торцами,​ срезанными по откосу насыпи ​ ^
 +|  $\varepsilon_{опр}$ ​ |  0,63  |  0,59  |
 +|  $\mu_{n}$ ​ |  0,56  |  0,52  |
  
  
- +2. Скорость на выходе,​ м/сек:
-2. Скорость на выходе,​ м/сек,+
  
 ;#; ;#;
Строка 290: Строка 297:
 ;#; ;#;
  
-Условные обозначения. +Условные обозначения
 +  * $Q_{p}$ - расход воды, $м^3/​сек$,​ 
 +  * $h_K$ - критическая глубина,​ м, 
 +  * $D$ - диаметр труды, м, 
 +  * $g$ - ускорение свободного падения $м/​сек^2$,​ 
 +  * $w_{кр}$ - площадь живого сечения трубы при $h_{кр}$, $м^2$ 
 +  * $C_{кр}$ - коэффициент Шези, $м^{0.5}/сек$, 
 +  * $m$ - коэффициент расхода,​ 
 +  * $R_{кр}$ - гидравлический радиус при ​ $h_{кр}$, м, 
 +  * $b_{кр}$ - ширина свободной поверхности потока при $h_{кр}$, м, 
 +  * $\varepsilon_{опр}$ - коэффициент сжатия в определяющем сечении,​ 
 +  * $\mu_{n}$ - коэффициент расхода при полунапорном режиме,​ 
 +  * $w_{вых}$ - площадь живого сечения трубы, $м^2$.
  
 +Вернутся к [[culvert:​culvert:​start|Том 10.Искусственные сооружения]].
culvert/culvert/hydraulic_calculation.1700062474.txt.gz · Последние изменения: 2023/11/15 15:34 — sofia