Гидравлические расчеты труб

Гидравлические расчеты труб

Суть расчетов заключается в определении глубины и скорости потока не выходе из трубы с целью назначения мероприятий по укреплению выходного русла.

В таблицах гидравлических характеристик типовых труб приведены значения скоростей и глубин в случае критического режима, т.е. i_тр = i_кр, где i_тр - уклон трубы, i_кр - критический уклон. В зависимости от соотношения уклона трубы и критического уклона изменяется режим течения, а, следовательно, и выходные характеристики потока. Обычно трубы проектируются на безнапорный режим течения. Случаи, когда допускаются напорный и полунапорный режимы, указаны в СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы».

Алгоритм расчета

1. По таблицам пропускной способности для безнапорного режима течения подбираем размеры трубы в зависимости от расчетного максимального расхода. При этом необходимо соблюдать требования СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы» и СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» при назначении диаметров круглых труб. Эти требования можно свести в таблицу.

Таблица 1

Диаметр, м	Категория дороги	Длина трубы, м	Дополнительные условия
0,5	Съезды		При устройстве в пределах трубы быстротока с уклоном не менее 10‰ и ограждений на входе
0,75	Съезды, IV,V	До 15 м	Средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92  - выше –40 ˚С
1,0	II-V	До 20 м
1,25	I-V	Ограничений нет
1,5	I-V	Ограничений нет	Ограничений нет
2,0

 Размеры прямоугольных труб: 2,0х2,0

                                                      2,5х2,0

                                                      3,0х2,5

                                                      4,0х2,5

2.Определяем критическую глубину h_кр, соответствующую минимуму удельной энергии сечения, с помощью уравнения

где ω_кр, b_кр – соответственно площадь живого сечения и ширина потока поверху (свободной поверхности) при h=h_кр, Q_р,макс – расчетный максимальный расход воды, α – коэффициент Кориолиса, d – диаметр трубы, g – ускорение свободного падения. Подробное понятие критической глубины см. в Приложении (в конце конспекта).

Сократим на d⁵ и получим