Перепады с водосливом практического профиля

Гидравлический расчет перепадов с водосливом практического профиля производится по формулам гидравлики для сопряжения бьефов и сводится к определению длины водобойной части lк = l2, глубины водобойного колодца dк и координат водосливной поверхности x и y (см. рис).

В начале расчета находится глубина h в подводящем коллекторе и скорость воды в нем v. Затем определяется удельная энергия потока T0’ на подходе, задаваясь первоначальной глубиной водобоя dК’:

T0’ = H0 + P + dК’ ,

где H0 = h + v2/2g (т.е. глубина + скоростной напор),
P – высота перепада между лотками подводящего и отводящего трубопроводов.

Рассчитывается скорость потока в сжатом сечении внизу:

,

где φ – коэффициент, равный 0,9.

Определяется вторая сопряженная глубина гидравлического прыжка hc’’:

,

где hc’ – первая сопряженная глубина, рассчитываемая по формуле:

hc’ = Q/bvc,

здесь Q – пропускная способность перепада,
b – ширина водослива или водобойного колодца (принимается равной, например, диаметру коллектора),
hкр – критическая глубина:

.

Определяется глубина водобойного колодца:

dк = B - hн = σhc’’ - hн,

где B – высота водяной подушки,
σ – коэффициент (1,05),
hн – глубина воды в отводящем коллекторе.

Если dк и dК’ значительно отличаются, то расчет повторяют до тех пор, пока погрешность между ними не станет незначительной.

Рассчитывается длина водобойной части:

lК = 2,7hc’’.

Определяются координаты поверхности водослива по следующей формуле:

,

где l1 – длина водослива:

.

Наконец, общая длина перепадного колодца составит:

L = l1 + lК.