Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Методика автоматизированного расчета водопропускных труб

 

Сопряжение подходных устройств с трубами и режимы протекания потока внутри труб

 

Важнейшим фактором, определяющим пропускную способность труб и режимы протекания воды в них, является

характер сопряжения их с подходными устройствами, зависящими от рельефа местности.

Известны два основных типа сопряжения [2]: ввод в сооружение спокойного потока и ввод в него потока в бурном

состоянии. Первый случай сопряжения носит название равнинного, так как он в основном характерен для равнинных сооружений, уложенных с уклонами, соответствующими уклонам лога iл 0.02. Второй случай обычно имеет место в пересеченной местности при уклонах лога iл > 0.02.

Пропускная способность труб зависит также от режима протекания. Существует три основных режима протекания [2]:

1) безнапорный, когда входное сечение не затоплено и на всем протяжении трубы поток имеет свободную поверхность (рис.3);

2) полунапорный, когда входное сечение затоплено, а на остальном протяжении поток имеет свободную поверхность (рис.4а);

3) напорный, когда входное сечение трубы затоплено и на большей своей части труба работает полным сечением (рис.4б).

 

 

Рисунок 3. Схема протекания воды в трубе при безнапорном режиме

 

 

Рисунок 4. Схема протекания воды в трубе при полунапорном (а) и напорном (б) режимах

 

Возникновение тех или иных режимов зависит от вида подходных устройств, входных оголовков и уклонов труб, их шероховатости, расходов воды в трубах и т.п.

Затопление входного отверстия трубы устанавливают по значениям безразмерного параметра расхода ПQ. Приближенно можно принимать, что затопление происходит при следующем соотношении напора потока H и высоты трубы hт H/hт = 1.1для всех типов оголовков, кроме воротниковых и коридорных. Затопление входа с воротниковым оголовком происходит при H/hт = 1.2, а с коридорным – при H/hт = 1.3.



При наличии на входе в круглую трубу обтекаемого оголовка или конического звена при затоплении входного сечения в трубе образуется напорный режим. Трубы с необтекаемыми оголовками при затоплении входного сечения обычно работают в полунапорном режиме, хотя в некоторых случаях могут работать в напорном режиме. В практических расчетах трубы с необтекаемыми оголовками с затопленным входным сечением можно рассчитывать по полунапорному режиму; при фактической зарядке трубы результат будет получен с некоторым запасом.

Для уточнения возможности зарядки труб следует использовать методику, разработанную во ВНИИ транспортного строительства (ЦНИИСе) [2].

Автоматизация расчетов

 

Ниже приводятся три документа-шаблона, соответствующие трем типам труб. Студенту надо выбрать свой вариант и заменить в нем исходные данные на свои, в соответствии с персональным заданием. Особое внимание надо уделить исходным данным и результатам расчетов, выделенным цветом, рамочкой и знаком присвоения (двоеточие и равно).

Если студент будет использовать для расчета ПК специализированной компьютерной аудитории института или кафедры «Гидравлика и водоснабжение», то необходимо иметь ввиду, что для хранения файлов пользователей на диске С зарезервирована папка Gidravlika, внутри которой размещены три исходных документа-шаблона для каждого вида труб: прямоугольных – РПВТ, круглых – РКВТ, гофрированных – РГВТ.

Первым делом следует запустить Mathcad, открыть шаблон находящийся по адресу: c:\Gidravlika\РПВТ, если труба – прямоугольная. Далее необходимо переименовать данный файл, добавив свою фамилию и указать выбранное для его хранения место, например c:\Gidravlika\РПВТ-Ivanov.mcd.

После этого можно приступить к редактированию документа. Начинают редактирование с исправления исходных данных задания. Обращаем внимание еще раз, что исходные данные подлежащие обязательной корректировке выделены цветом и рамочкой. Те исходные данные, которые выделены только рамочкой, корректировке подлежат по указанию преподавателя. В противном случае они остаются как в документе – шаблоне. Для замены конкретного значения необходимо навести курсор на исправляемое число, кликнуть левой кнопкой мыши, клавишей Delete или Backspace удалить ненужное число и с помощью клавиатуры ввести новое число. Если исходное значение параметра представлено в виде зависимости от числа N, а студенту необходимо ввести отличное от него значение, то справа или ниже исходного значения надо выполнить следующие действия: перейти в режим En, набрать с помощью клавиатуры нужное обозначение параметра, набрать знак присвоения := с помощью клавиш Shift плюс двоеточие, набрать нужное значение параметра и, сместив курсор в сторону, щелкнуть левой кнопкой мыши.

После корректировки исходных данных следует приступить к правке «Расчетной части» документа. Двигаясь по документу сверху вниз и анализируя получаемые результаты студенту надо найти параметры, значения которых необходимо изменить. Первым таким параметром является безразмерный параметр расхода ПQ, значение которого определяется по табл.1.

При этом, промежуточные результаты расчетов выделяются цветом, а окончательные результаты (принимаемые или округляемые) выделяются рамкой и цветом.

Далее корректируются высота hт и размер отверстия трубы b – для прямоугольных и D – для круглых труб. Документ Mathcad помимо обычных формул для определения числовых значений параметров содержит элементы программирования. Например, определение глубины потока на входе в трубу производится по одной из пяти формул. При этом, выбор формулы и расчет по ней происходит автоматически. Студенту необходимо лишь откорректировать параметр t, значение которого зависит от типа оголовка. Значения t приведены в текстовой части документа. Также используется оператор условного перехода if для выбора, например, одного из двух значений подпертой глубины. Конструкция оператора if имеет вид

 

if (Условие, Выражение 1, Выражение 2).

Если в этой функции условие выполняется, то будет вычисляться Выражение1, в противном случае – Выражение2.

Расчет глубины и скорости потока на выходе из трубы, а также глубины размыва на выходе из трубы выполнены с элементами автоматизации расчетов по методике МИИТа [4].

Каждый их трех документов – шаблонов является самостоятельным и содержит всю необходимую информацию для расчета данного типа труб. При этом табл. 3 и рис. 5 и 6 по причине экономии места в пп. 2.4 и 2.5 отсутствуют, хотя в документах РГВТ и РКВТ они существуют.

В случае попадания границ страниц на блоки вычислений или текстовую часть необходимо произвести окончательную правку документа. После того, как документ будет отредактирован, не забудьте сохранить данный файл на выбранном носителе, а перед запуском его на печать, воспользуйтесь командой Print Preview для предварительного просмотра документа.

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2021 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.