Lưu tốc cho phép không lắng và không xói của kênh, câu hỏi lý thuyết và bài tập dòng chảy ổn định đều không áp
Trong thiết kế cần phải xét đến vấn đề kinh tế kỹ thuật sao cho đáp ứng nhu cầu sử dụng được lâu dài, không bị xói lở hoặc bồi lắng. Do đó kênh thiết kế khi làm việc với mọi cấp lưu lượng, đều có vận tốc thỏa điều kiện không lắng không xói: ...
Trong thiết kế cần phải xét đến vấn đề kinh tế kỹ thuật sao cho đáp ứng nhu cầu sử dụng được lâu dài, không bị xói lở hoặc bồi lắng. Do đó kênh thiết kế khi làm việc với mọi cấp lưu lượng, đều có vận tốc thỏa điều kiện không lắng không xói:
vkl < v < vkx
Để tránh bồi lắng và xói lỡ lòng kênh, trong tất cả các chế độ làm việc từ Qmin đến Qmax, vận tốc trung bình trong kênh phải thoả mãn :
vmin > vkl (1-73 )
vmax < vkx (1-74 )
Vận tốc không xói
Vận tốc cho phép không xói là vận tốc lớn nhất mà dòng chảy đạt tới trị số ấy không gây ra sự xói lở lòng kênh (1-74 ). Vận tốc không xói cho phép phụ thuộc :
- Tính chất cơ lý của đất nơi tuyến kênh đi qua để dùng đắp kênh hoặc làm vật liệu gia cố kênh ;
- Lượng ngậm phù sa và tính chất phù sa của dòng chảy trong kênh ;
- Lưu lượng của kênh, kích thước mặt cắt ngang của kênh và các yếu tố thuỷ lực của dòng chảy trong kênh.
Khi không biết bán kính thuỷ lực, vận tốc không xói cho phép được xác định theo công thức :
vkx=Kx.Q0,1 size 12{v rSub { size 8{ ital "kx"} } = ital "Kx" "." Q rSup { size 8{0,1} } } {} (1-75)
Trong đó :
Kx Hệ số phụ thuộc vào đất lòng kênh, xác định theo bảng 1 ;
Q Lưu lượng của kênh, m3/s
.
[vkx] cho trong phụ lục (8-4) và (8-5) đối với đất rời và dính do Miêcxulava lập ra, có thể dùng cho việc tính toán kênh tưới và tiêu.
Vận tốc không lắng
Để không gây ra bồi lắng lòng dẫn, thì vận tốc thực tế trong kênh cần phải lớn hơn vận tốc cho phép không lắng (1-73 )
Trong đó vận tốc cho phép không lắng, ứng với nó dòng chảy đủ sức tải số lượng bùn cát với thành phần tổ hợp đã định. Có thể xác định theo công thức sau:
vkl=0,01Wdtbρ0,0140,0225nR size 12{v rSub { size 8{ ital "kl"} } =0,"01" { {W} over { sqrt {d rSub { size 8{ ital "tb"} } } } } nroot { size 8{4} } { { {ρ} over {0,"01"} } } { {0,"0225"} over {n} } sqrt {R} } {}; (m/s) (1-76)
Trong đó:
W Độ thô thuỷ lực (mm/s) của hạt có đường kính trung bình dtb (mm) ;
dtb Đường kính trung bình của đại bộ phận các hạt phù sa lơ lửng (mm) ;
R Bán kính thuỷ lực (m) ;
n Hệ số nhám của kênh ;
ρ Tỉ lệ phần trăm tính theo trọng lượng của các hạt phù sa lơ lửng có đường kính xấp xỉ 0,25mm.
Mặt khác các hạt rắn có thể bị bồi lắng xuống không phải do kích thước quá lớn mà do số lượng của chúng trong nước quá nhiều. Vì vậy cần kiểm tra điều kiện :
ρ0 < ρk (1-76)
Trong đó:
ρ0số lượng chất lơ lửng trong một đơn vị thể tích của dòng chảy gọi là độ đục dòng chảy;
ρk độ đục phân giới dòng chảy.
- Phân biệt dòng chảy ổn định và không ổn định.
- Phân biệt dòng chảy đều và không đều.
- Như thế nào là dòng chảy có áp và không áp.
- Điều kiện dòng chảy ổn định đều là gì.
- Cơ sở tính toán dòng ổn định đều không áp trong kênh, là công thức nào.
- Tại sao ta phải nghiên cứu tính toán, kênh mặt cắt hình thang.
- Mặt cắt như thế nào là lợi nhất về thuỷ lực. Giải thích.
- Công thức tính mặt cắt lợi nhất hình thang (Hệ số βLn).
- Hệ số βLn của hình nhật.
- Mặt cắt lợi nhất, được ứng dụng cho trường hợp nào.
- Các công thức tính hệ số Sedi.
- Điều kiện thiết kế kênh thoả mãn vận tốc không lắng không xói.
- Vận tốc không lắng không xói phụ thuộc vào cái gì.
- Công thức kinh nghiệm xác định hệ số β hình thang.
- Thiết kế kênh hình thang (tính b, h) theo phương pháp giải tích , biết Q, m, n, i và β
- Thiết kế kênh hình thang (tính b, h) theo phương pháp giải tích , biết Q, m, n, i và v
- Thiết kế kênh hình thang (tính b, h) theo phương pháp Agorotskin , biết Q, m, n, i và β
- Thiết kế kênh hình thang (tính b, h) theo phương pháp Agorotskin , biết Q, m, n, i và v
- Tính b ( hay h) theo phương pháp Agơrôtskin, biết Q, m, n, i và h ( hay b).
- Thiết kế mặt cắt hình tròn (chọn d), biết Q, n, i.
- Xác định độ sâu mực nước h, biết Q, n, i và d.
- Các bước thiết kế kênh hình thang theo vận tốc không lắng không xói, biết Qmax, Qmin, Qtk, m, n và i.
(Giải theo hai cách tra bảng và không tra bảng)
Bài 1: Cho kênh hình thang có b =12m, mái dốc m =1,5, độ nhám n = 0,025 và độ dốc i = 0,0002, dẫn lưu lượng Q = 41m3/s. Tính độ sâu mực nước trong kênh.
Bài 2: Xác định chiều rộng kênh hình thang, cho h = 1m; m = 1,5; n = 0,0275; i=0,0006; Q = 1,1m3/s.
Bài 3: Xác định kênh hình thang lợi nhất về thủy lực, cho m = 1,5; n = 0,0275; i=0,0006; Q = 1,1m3/s.
Bài 4: Xác định kích thước kênh hình thang b,h cho biết m =2; n = 0,0225; i=0,00031; Q = 75m3/s và v = 0,9m/s.
