автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Пропускная способность водосливов практического профиля полигонального очертания при свободном и подтопленном истечении

РГб од

ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫЙ ИНСТИТУТ

^ 'Ц|<У:Ов5кШ ОРДЕРА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

На правах рукописи

ЛИСТ АМАР

ПРОПУСШШ СПОСОБНОСТЬ водосливов ПРАКТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ ПОЛИГОНАЛЬНО! О ОЧЕРГЛШ ПРИ СВОБОДНОМ И ПОДТОПЛЕННОМ ИСТЕЧЕНИИ

05.23.16 - Гидравлика к инженерная гидрология

Автореферат диссертации ка соискание ученой стопйни кандидата технических надк

Косива 1993

Работа выполнена на кафедре гидравлики Московского ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративного института

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Д.В.Штеренлихт; | ч

Официальные оппоненты: доктор технических наук, старший

научный сотрудник, Е.Г.Филиппов;

кандидат технических каук,"доцен? Н.А-Пегров

Ведущая организация - Сошподпроект

Защита состоится " 23 " июня J.993 г. в часов на заседании специализированного совета К 13). 16.01 в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративном институте по адресу: 127550, Москва, ул.Прянишникова,IS МГМИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского гидромелиоративного института.

Ваз отзыв, заверенный печатью проста направить в двух экземплярах по указанному адресу.

Автореферат разослан " 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, к.т.н., доцент

С.Е.Куэьшш

ОБЩАЯ XJiPАКТЕРИСТЖА РАБОТЫ

^чтуал_ьн0_сть_раб£ты. В Алжире на протяжении многих лет ведутся работы по развитию орошения как составной части комплексного использования водных ресурсов. Построены многие гидроузлы, водопропускные сооружения которых часто работают по схеме водослива практического профиля. Гидравлические расчеты таких сооружений связаны с правильным назначением коэффициента расхода пг . Коэффициент расхода определяют экспериментально в лабораторных условиях или по нормативным донным.

Однако,из многообразия встречающихся на практике водосливов не все изучены достаточно хорошо. Tarace отметим, что не все рекомендации в одинаковой степени обоснованы, что приводит к неточности в определении коэффициента расхода/72. К недостаточно изученным водосливам относятся низкие и средние по высоте /по Н.Н.Павловскому/ водосливы практического профиля полигонального очертания, для которых отношение высоты водослива .(со стороны верхнего бьефа)к напору Но изменяется в пределах от ~ 0,5 до 3,0. Водосливы практического профиля полигонального очертания довольно широко применяются в гидротехническом, транспортном и мелиоративном строительстве.

Обеспечение условий надежного пропуска расчетных расходов через такие сооружения тесно связано с правильным определением коэффициента расхода. Сложная зависимость этого коэффициента от конструктивных особенностей сооружения и гидравлических условий неоднократно отмечалась в литературе.

Все это свидетельствует о необходимости проведения исследований истечения через водосливы практического профиля полигонального очертания. При этом представлялось целесообразные охватить экспериментами тот диапазон определяющих параметров,

в 'которой опытные данные различных авторов противоречивы или

' )

отсутствуют.

Цель_и_зад ачи исследований. Цель работы заключается в той, чтобы на основе комплексного исследования в диапазоне ■параметров, определяющих класс рассматриваемых водосливных сооружений,уточнить расчет пропускной способности водосливов практического профиля полигонального очертания в условиях свободного истечения и при подтоплении.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследований:

определить факторы, влияющие на характер истечения и пропускную способность рассматриваемых водосливов полигонального очертания;

выявить степень влияния определяющих параметров на характер изменения коэффициента расхода и коэффициента скоро-. стк водослива практического профиля полигонального очертания при свободном истечении;

уточнить критерий подтопления и1 обосновать предложения по определению коэффициента подтопления и коэффициента скорости при подтопленном истечении через исследуемые типы водосливов;

экспериментально изучить характеристики деформированного потока,, в том числе распределение давления на низовой грани водослива. .

Научная новизна оаботы заключается в том, что на основе выполненных исследований получены следующие результаты:

подтверждены факторы, определяющие зависимость коэффициента расхода водослива практического профиля от конструктивных особенностей сооружения и гидравлических условий истечения;

выявлена и оценена степень влияния на пропускную способность водосливов практического профиля полигонального очертания относительной ширины порога, относительной высоты порога и углов наклона верховой и низовой граней при свободном и подтопленном истечении;

даны расчетные формулы для коэффициента скорости и графическая зависимость для граничного значения относительного подтопления;

получены зависимости для определения коэффициента расхода указанных сооружений, позволяющие с большей детальностью учитывать конструктивные особенности и гидравлические условия истечения.

Практическая ценность полученных результатов исследований заключается в следующем:

на основании исследований автора с учетом существующих рекомендаций составлена таблица, позволяющая оценить пропускную способность сооружения (коэффициент расхода/72) в зависимости от относительных параметров и соответст-

е по _ па

венно в диапазоне: 0,2<-тг<1,5 и при раз-

га» По

личных соотношениях углов наклона верховой ( и низовой ( О» ) граней;

даны зависимости, позволяющие по конструктивным и гид-

равлическим параметрам. (77- ; ; бз ; ) определять коэф-

По По

фициент расхода и коэффициент скорости сооружения, работающего :'по схеме водослива практического профиля полигонального очертания при свободном истечении и при подтоплении.

Алр£бация_£аботы. Отдельные положения диссертации и вся работа в целом докладывалась на кафедре гидравлики МГМИ (1993 г.) й на научной конференции МГМИ (I9S3 г.).

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения,, четырех глав, списка литературы ( 110 наименований), содержит 1?5 страниц машинописного текста, в том числе 40 рисунков .и 27 таблиц, 4 фотографий.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В пэ£вой_гл&ва приводится краткий обзор работы по исследованиям пропускной способности низких и средних по высоте водосливов практического профиля.полигонального очертания, анализируются методы расчета-и формулы для определения коэффициентов расхода, предложенные различными исследователями, дается оценка достоверности существующих методов расчета и . формул.

Вопросом о водосливах практических профилей с экспериментальной и расчетной, сторон занимались в разное время, в течение почти всего XIX века и по настоящее время целые научно-технические организации и многие авторы: Дюбуа, Лебро, Фрэнсис, Фтити, и Стирнс, Рафтер и Фридан, Базен, Гершель, ■ Хортон, Паркер, Ребок, Еахметьев, Кригер и др.

Исследованиям пропускной способности водосливов полигонального очертания посвятили свои труды Н.Н.Павловский,

/

С.В.Избаш, В.А.Большаков, А.Д.Петраш, В.В.Смыслов, П.Г.Киселева, Х.Ю.Халдре, Ф.И.Пикалов, Р.Р.Чугаев, М.Ы.Гришин, И.И. Агроскин, Г.К.Дерюгин, Е.Г.Филиппов и др.

Полученные обобщенные уравнения пропускной способности представлены в следующем виде:

По мере развития строительства сооружений, в которых реализуется схема истечения жидкости через водослив, накапливались данные по численным значениям коэффициента расхода ¿2 для различных профилей и разных относительных высот водосливов полигонального очертания.

Первой наиболее стройной систематизацией этих данных является таблица коэффициентов /71 (низкие, средние, высокие стенки), предложенная Н.Н.Павловским, в которой приводятся численные значения J7L для каждого подтипа водослива для конкретного диапазона соотношения напора и ширины гребня вс-

На основе рекомендаций Н.Н.Павловского и с учетом выполненных после него исследований,были подготовлены вначале ТУ .и Н, а затем "Рекомендации по гидравлическому расчету водо-слив'ов", в которых сохранился предложенный принцип данной систематизации, но диапазоны значений были заменены

юс фиксированными значениями. И в ТУ и Н, ив "Рекомендациях", как и у Н.Н.Павловского, нет детального учета влияния отно-сильной высоты порога.

В исследованиях, выполненных В.В.Смысловым, В.А.Большаковым, А.Д.Петрашем, эти факторы были учтены дополнительно, ' однако, рекомендуемые этими авторами значения коэффициентов ( расхода учитывают не все возможные варианты практически ис- . пользуемых углов наклона верховой и низовой граней водосли~ | вной стенки.

или

до слива

Учет углов наклона верховой и низовой .граней водослива наряду со всеми другими определяющими параметрами может быть осуществлен при пользовании справочным пособием "Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений". Однако, использование этих рекомендаций затруднено из-за необходимости определения целого комплекса поправочных коэффи- • циентОв.

Следует отметить, что опубликованные рекомендации охваты-

I

вают лишь неподтопленные режимы истечения через водослив. В.А.Большаковым рекомендуется вести учет подтопления рассматриваемых водосливов, как и в случае водослива с тонкой стенкой, по обобщающему графику > при составлении которого не была отражена специфика анализируемых водосливов.

Таким образом,выявляется необходимость проведения исследований водосливов практического профиля полигонального очертания в диапазоне: 0,1,5 и С уче-

По

том указанных выпе обстоятельств и определялась цель настоящего исследования - экспериментально обосновать предложения по гидравлическому расчету водосливных стенок практического . профиля полигонального очертания в условиях свободного и подтопленного истечения.

Во_втодой главе описываются лабораторная установка,' измерительные приборы,- методика проведения экспериментальных исследований и определение точности результатов.

Для того, чтобы дать достоверное описание работы непод-топленных и подтопленных водосливов практического профиля полигонального очертания и обосновать зависимости для их гидравлического расчета, были проведены эксперименты, зада-

чи которых сформулированы выке.

В соответствии с поставленными задачами в лаборатории кафедры гидравлики ЮТИ были проведены экспериментальные исследования. Общее количество опытов - 864.

Исследовались модели водосливов, относящиеся (по классификации Н.Н.Павловского) к низким (и частично к средним по высоте) водосливам практического профиля полигонального очертания (рис.1) и к водосливам с тонкой стенкой, т.е. удовлетворяющие условиям /по Н.Н.Павловскому/^ЗН> ;

симметричного и несимметричного профилен.

Модели водослива изготавливались из органического стекла и имели практически одинаковую шероховатость поверхности с шероховатостью стенок и дна лотка, в который они устанавливались. Исследовалась схема работы водослива без бокового сжатия, т.е. ширина водослива и ширина лотка бггли ровны ( 3 = 24,5 см). Лоток, в котором проводились эксперименты, был выполнен из стекла, что позволило визуально наблюдать картину течения при различных режимах истечения через водослив. Общая длина лотка составила 7 м. В конце лотка был установлен гкалюзный затвор. Модели водослива помещались в рабочей части, удаленной от входа на 3 м. Таким образом исключалось влияние выхода и входа на картину истечения через водослив.

В качество базовых моделей водослива использовались стенки прямоугольного очертания высотой ^ - 7,5 см и 15 см с шириной по гребню водослива В =7,0; 3,75? 1,5 см. Различные вариации с верховым и низовым откосами создавались с помощью специальных приставок. Низовая грань приставок, испо-

льзуешх в качестве водосливной грани, дренировалась отверстиями, к которым подсоединялись пьезометры, выведенные на специальный стенд. Проводимые в каадом опыте измерения отметок дна лотка, гребня водослива и свободной поверхности потока проводились шпитценмасштабом; измерялась температура воды. Расходы измерялись треугольным водосливом с тонкой стенкой ' (с углом 90°). ■

Расходы изменялись в диапазоне от 4 л/с до 22 л/с с ин-

!

Тервалсм 2 л/с; напоры - 4,5. ..13,0 см. Углы наклона верховой О-в и низовой граней стенки водослиза изменялись от 30° до 90°, т.е. 20°, 45°, 60°, = 1,73...О,•

0...1,73).

Числа Рейнольдса определялись как /22=^/^) и изменя-• лись от 1,3 10^ до 7,6 10^ ( ^ - удельный расход). При заданных высотах порога /О-/ измерялись напор Н. перед водосливом {на расстоянии ЗНтах от гребня), глубина в верхнем бьефе. Далее определялась средняя скорость потока в верхнем бьефе Цо ~ -ъ ,п и напор с учетом скорости о(р^-^Но)

подхода ■ и-и ± '¿-Я?

Мо-Н ■+■ -¿у- <

По получении?.! в кандом опыте (л. -¡л Но -вычислялись коэффициенты расхода /71 и строились графики, отражающие связь

/71 с определявшими безразмерными параметрами -77- , -/уу-, ' но Но

В опытах с неподтопленным водосливом измерялась и глубина потока /¿с в сватом сечении. По полученным в опыте данным определялся коэффициент скорости

ср~. У

где £0—р< -ьИ0 .

Закончив опыты со свободнш истечением, переходила к исследованиям истечения в условиях, когда отметка уровня воды в нюхнем бьефе превышала отметку гребня водослива.

Подтопление водослива осуществлялось частичным прикрытием жалюзного затвора в конце лотка с повышением уровня воды в нижнем бьефе выпе отметки гребня водослива. После стабилизации уровней измерялись отметки свободной поверхности .верхнего и нижнего бьефов. Далее, по данным измерений вычислялись значения

Н , ¿Л, Но высота подтопления

(где - бытовая глубина в ишнем бьефе), относительная

высота подтопления 77- и коэффициент подтопления по формула

ле

Определение коэффициента подтопления при качедом расходе производилось при различной величине высоты подтопления.

Погрешности вычислялись согласно теории ошибок. При определении коэффициента расхода ПЬ ошибка составляет ^ 0,б£; для коэффициента подтопления для коэффициента ско-

рости !,&!>; ошибка, в определении значений давления на водосливной грани не" превышала ~ 1,0,6.

Числа Рейнольдса в большинстве опытов превышали соответствующие водосливам практического профиля значения граничного числа. В наших опытах автомодельность наступала при чис-

лах Рейкольдса (4,5...5)-10^. В опытах при меньших числах

к коэффициентам расхода вводились поправки по рекомендациям

Н.П.Розанова ^ ^

Л1н —/71„ • >

где- =

В третьей гл.аве. дается анализ экспериментальных исследований водосливов практического профиля. Прежде всего, обсуждаются результаты исследований пропускной способности при свободном (неподтогигенном) истечении, а такие дается описание и анализ характеристик потока.

'0сновнш.ш гидравлическими параметрами, определяющими пропускную способность водослива ( В- ) при постоянном ускорении .

свободного падения & и ширине Дявляются напор над гребнем

^ и ~ и + ¿Ж

водослива с учетом скорости подхода По ~П ^ ^ и параметр 77" 9 от величины которого зависят условия истечения:

По

свободное или подтопленное. Конструктивные особенности самого водослива - ширина гребня 6 , высота порога -и- углы наклона боковых граней к горизонту со стороны верхнего && и нижнего О-И ■ бьефов-учитываются при расчете посредством эмпирических коэффициентов. Влияние описанных параметров может быть выражено в виде

т = л.

Переходя к относительным величинам и оценивая пропускную способность водослива через коэффициент расхода пг , данную зависимость молено описать так

где/5в, Su - соответственно, котангенсы углов & и а.

Для выявления влияния относительной ширины порога на пропускную способность водослива из всего массива опытных данных были выделены группы, в которых при разных значениях ^ffj0 оставались неизменными/^j^, О-в , ô-и. На графике (рис.2), как пример, показана зависимость коэффициента расхода от относительной ширины порога при разных относительных высотах зодослива для моделей водосливов с углами наклона = 45°, Q-н = 90°.

Во всех случаях с изменением величины -тт- коэффициент

по

расхода изменялся в широких пределах от 0,46...0,48 при

4~ = 0,2 до 0,34...0,37 при -§~ = 1,5.

Но Н° m f>

Зависимость коэффициента расхода ' 'L от величины

Но

имеет сложный характер. Ло существующим представлениям при ^р^ 0,5. ..0,67 водослив классифицируется как водослив с тонкой стенкой, /7£ - которого практически при гидравлических исследованиях принимается постоянным.

Анализ экспериментальных данных, полученных нами, и данных других- авторов показывает, что и при ^j- < 0,5 имеет место изменчивость коэффициента расхода.

Отметим, что при --*~2 исследуемый водослив по своим

Но

гидравлическим характеристикам приближается к водосливу с широким порогом. И полученные значения коэффициента расхода соответствуют этому.

Чтобы оценить влияние относительной высоты порога на пропускную способность водослива, была проведена сорти- ■ ровка опытных точек следующим образом.

Вначале отдельно рассматривались опытные данные по сим-

метричныи моделям с одинаковыми'углами наклона верховой и низовой граней, при/5а . Вторая группа данных относится к моделям с ¿6 >Х , а третья группа - к моделям с ^ Точки сгруппированы по одинаковым значениям отношения &/Н<> .

Сопоставление данных свидетельствует о том, что кроме от-

I

носительной высоту порога на пропускную способность водослива влияют и углы наклона граней9и то , к какой границе ■ (0,5<ту"<2) по относительной ширине гребня близок водослив.

По

Влияние углбв наклона верховой и низовой граней на коэффициент расхода характеризуется рядом положений. При уменьшении угла наклона верховой грани &-в от 90° до 30°(90°, 60°, 45°, 20°).коэффициент расхода закономерно увеличивается, хотя при птом увеличение составляет не более 4% при указанном изменении угла . Таким образом, при изменении в пре-•. делах от 0 до 1,73 увеличение коэффициента расхода не превышает ~ 0,016.'

Что касается низового откоса, то различие в значениях коэффициента .расхода-(при прочих равных условиях) между случаями с &н ~ 90°, 60°, 45° и 30° ке превышает 3...4&, т.е. при = 0...1.73 углы наклона на значения коэффициента расхода также незначительно влияют.

Следует отметить, что на характер изменения коэффициента расхода влияет и соотношение углов наклона граней, т.е. является ли профиль водослива симметричным или несимметричным

Естественно, что с увеличением /77- при прочих неизмен-

Ло

'них параметрах условия движения жидкости через рассматриваемое- сооружение ухудшаются, что приводит к изменениям в значениях коэффициента расхода..Однако, в зависимости от соотно-

шения £& и эти изменения происходят по-разному.

При >¿>4 изменение коэффициента расхода в зависимости

ОТ/^ и происходит более плавно, чем при соотноиенни ^ .

Независимость коэффициента расхода от относительной высоты т^ настанет при больших или меньших значениях относите-

г

.льной ширины порога в зависимости от углов наклона.

по

При расчетах водосливов помимо коэффициентов расхода важное значение имеют коэффициенты скорости. Применительно к рас' сматриваемым водосливам практического профиля полигонального очертания (частично и к водосливам с тонкой стенкой) назначение коэффициента скорости при свободном и подтопленном истечении также недостаточно освещено в литературе. Часто прини-• мают для указанных водосливов при свободном истечении значения коэффициента скорости 0,97.. .0,99.

Проведенные нами опыты показали, что коэффициент ^ имеет меньшие, чем указано, значения, которые зависят от относительной ширины водослива по гребню, от относительной высоты • и от углов наклона верховой и низовой граней. 3 большей степени (для диапазонов изменения упомянутых величин в наших опытах) на значения'коэффициента скорости оказывает влияние относительная ширина (рис.3).

Зависимость коэффициента скорости от относительной ширины характеризуется формулой (при ^¿=0,2...1,5, 90°, <9* = 30°)

ф - 0,026^- ^ +¿02 (I)

При истечении через водослив на участке сравнительно небольшой длины происходит значительное искривление свободной поверхности, а также нарушается плавно изменяющееся движение.

С целью получения наглядного представления о влиянии основных гидравлических и конструктивных параметров на характер деформированного в вертикальной плоскости потока в процессе опытов снимались отметки свободной поверхности.

Оценка деформированности потока в пределах самого водослива может быть дополнена сведениями о распределении давления на низовом откосе водослива, которые приводятся в диссертации.

Как известно, в деформированном потоке (термин С.В.Мзба-ша) негидростатический характер распределения давления обус- , лавливается действием инерционных сил, возникающих в связи с искривлением (в вертикальной плоскости) и наклоном (по отношении к горизонту) отдельных струек. 3 таком потоке глубина ке является мерой потенциальной энергии,и распределение давления по вертикально?^ сечению отлт&ется от гидростатического. Удельная энергия сечения деформированного потока

и согласно В.В. Смыслову, вычисляется по формуле

+ ^ ' ' '

где- коэффициент, характеризующий отношение удельной потенциальной энергии Элот данного вертикального сечения деформированного потока (относительно линии дна) к глубине.

По данным наших измерений величинав различных сече-

ниях на низовой грани профиля изменяется от 1,0 до 1,75.

Далее в главе излагаются результаты исследований подтопленного истечения водосливов.

Кривые зависимости коэффициента скорости подтопленного водослива ^ = ГД° ^тах ~ максимальное зафиксиро-

ванное значение коэффициента расхода при неподтопленном истечении, для изучаемых водосливов практического профиля отличаются от аналогичных кривых как для водосливов с тонкой стенкой, так и для водосливов с широким порогом.

Уменьшение коэффициента скорости & (для 8///0 и 0,5... Т Л1 -/72

1,0) при уменьшении отношения происходит оолее интенсивно, чем для водослива с широким порогом (сравнение с данными Д.И.Кумина). И в этом случае по мере приближения отнопснип к 2 (то-есть к водосливу с широким порогом) тенденция изменения коэффициента приближается'к кривой — )

для водослива с широким порогом.

Известно, что подтопление беэвакуумиого водослива практического профиля Кригера-Офицерова наступает непосредственно сразу же при превышении отметкой уровня воды в никнем бьефе отметки порога, и при >¿7 коэффициент подтопления

Но

Водослив с широким порогом становится подтопленным при = 0,8...О,85 (при неплавном входе на порог).

Но

Как показал анализ наших экспериментальных данных (при

отсутствии бокового сжатия на входе и расширения на выходе)

и немногочисленных данных других исследователей /Б.Т.Емцез,

Х.Ю.Халдре, Е.Г.Филиппов, 1£0 / подтопление рассматриваемых.

водосливов практического профиля полигонального очертания

наступает при . При этом, если ввести термин

Но

"граничное значение относительного подтопления (4-)'п", при

Л . "" р

которой начинается подтопление, то (-тт-)гг. изменяется, узели-

Но * с

чиео.ясь с увеличением относительной ширины гребня Еодослива (рис.4)-.;

Изменение (77- )го при изменении — может быть выражено

Но 1У . //о

в виде

Д.) _ Но_■

Höh ■ ¿24А. + 0/62 (2)

И о

"" ' уу

Опытные данные показали, что (77- зависит также и от

Л //о ГР с

От/ , но в гораздо меньшей степени, чем от —гт- •

Но

График (рис.5) зависимости коэффициента подтопления от отношения 7т- свидетельствует, что кривая для" рассматри-

Пс

ваемых водосливов полигонального очертания занимает промежуточное место между кривыми для водосливов с тонкой стенкой и Кригера-Офицерова, с одной стороны, и водослива с широким порогом - с другой.

Ниже приводится таблица осредненных опытных значений ко- . эффициекта подтопления для изучаемых водосливов.

Таблица I

А 0,5 0,6 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95

_Ио___ ______________________

¿п. 0,59 0,98 0,945 0,92 0,89 0,82 0,6 0,33

Отметим, что при наши опытные данные соот-

Но

ветствуюг рекомендациям Базена для водосливов с тонкой стенкой.

В четвертой; гладе приводятся результаты сопоставления опытных данных с расчетными по существующим рекомендациям. Наиболее экспериментально подтвержденными из них являются рекомендации, в основу которых полонены опыты В.А.Большакова и А.Д.Петрпша.

Сопоставление экспериментально полученных значений коэффициентов расхода с найденными по различным рекомендация:.; показало, что расхождения достигают 8... 10;'^.

Существующие рекомендации охватывают далеко не все случаи, возможные при расчете водосливных стенок трапецеидального профиля, Расчет по существующим рекомендациям связан с определением целого ряда дополнительных коэффициентов, что затрудняет расчет и снижает его точность.

Учитывая вышесказанное и имея довольно оольшой массив опытные данных (как было указано, Й64 опыта), мы предприняли попытку с помо'дьи программы регрессивного анализа многофакторного эксперимента (Ж БССР) получчть зависимость коэффициента расхода от определяющих факторов , , и £н , диапазон изменения которых достаточно широк.

■ При анализе опытных: данных было решено зависимости

—т(тг> представить в виде

л г, л л г,

у. Х2 Лу

Для удобства сопоставления с ранее выведенными зависимостями, в частности с формулами Большакова и Петраша, использовались в качестве аргументов не параметры -щ— I > а

-/ ■/ Но Но

Т^/Йа И

За базовый коэффициент расхода был принят найденный статистически коэффициент А ~ 0,48.

Таким образом, задача сводилась к отысканию числовых значений коэффициентов ¿Й , & , ^ в зависимости

которая в результате расчетов имеет вид

-ООО!

(3)

г Л V ООО« . -ДйО!

Из, фсрг^улы (3) очевидно, что влияние последних двух членов практически отсутствует.

Далее мы рассматривали расчет каждой конструкции отдельно. Значения найденных при таком подходе коэффициентов и показателей степени приведен?)! в диссертации в табличной форме. Полученные форь^лы дают результаты, достаточно удовлетворительно согласующиеся с опытными данными.

В диссертации приводится итоговая таблица рекомендуемых значений коэффициента расхода для различных , -Ш- ,

Но . 'На

при свободном истечении, а такяо сформулированы предложения по расчетам ьодослинов при подтопленном истечении.

. Приведены задачи дальнейших исследований.

В заключении сформулированы следующие выводы.

I. Водопропускные сооружения, представляющие собой еодослиеы практического профиля полигонального очертания, часто встречаются в гидротехнической практике. Они существенно просты конструктивно, могут быть быстро возведены и имеют довольно высокие значения коэффициентов расхода. В ряде случаев расчет пропускной способности этих водосливов затруднен либо вследствие ограничений по диапазону исходных параметров, либо из-за необходимости определения

целого комплекса поправочных коэффициентов.

2. При свободном истечении через рассматриваемые водосливы на величину коэффициента расхода наибольшее влияние оказывает относительная ширина водослива по гребню. Значение верхней границы последней, при которой водослив еще работает как тонкая стенка, в наших экспериментах, как и у некоторых других^ авторов, оказалось меньшим, чем обычно рекомендуемое

5 ' £

= 0,5...0,67. И при -77—= 0,2...0,5 отмечено изменение Но Но

(уменьшение) коэффициента расхода с изменением (увеличением)

3. Относительная 'высота водослива и углы наклона его граней гораздо меньше (в пределах до 4%) влияют на значение коэффициентов расхода.

. 4. Коэффициент скорости при свободном истечении так>:се, в первую очередь, зависит от относительной ширины порога и может быть определен по формуле (I).

5. Удельная потенциальная энергия сечения в зоне низового откоса в связи с негидросгатическим распределением давления превышает глубину, отсчитываемую по вертикали на величи-

6. Граничное значение относительного подтопления при котором начинается подтопление водослива практического

можно определить по формуле (2).

7. Проведенные исследования показали, что осреднанные значения коэффициента подтопления могут быть определены по

профиля полигонального очертания, п; и зависит, главным образом, от

'о

данным, представленным в табл.1.

8. Значения коэффициентов расхода при свободном истечении моАно получить расчетным путем, используя результаты, изложенные в гл.4 (формула (3) и другие).

РиА 1 Лросрили ¿одоспибоВ.

m

H У Г?

i.0

"0.6 OA 0.2

ut iß*' I—1 г -Т ■ í г

у

о ло ISO — по форнулей)

аг o.h û,6 as lо /<? j.4 /6 j.8 p.o 22

- -Ha

0.9 0.8 Q7 Zô. Oj OA

ai аг o, i

\ -3

А

3o9oc/iv¿bt: i- С томной ствыкой; 2 - полигонального очертания ; 3-е широким порогом \

-- \

• N

О ае аг аг ал as аб а.? ом os ю Рис. 5 = /Ш ■

А

7Т,