有压隧洞水力计算实例课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,进口闸门段的断面为两个高,2.8,米，宽,1.75,米的矩形断面，该段并设有检修隧洞的平面闸门；洞身段断面直径,=3.5,米的圆形断面，该段底坡,i,1,=0.00417,；进口闸门段与洞身段之间用进口渐变段连接；出口闸门段的断面为两个边长,1.75,米的正方形断面，并设有控制隧洞流量的平面闸门；洞身段与出口闸门段之间用出口渐变段连接；扩散段的断面为矩形，底宽由,4.7,米增至,12.7,米，,进口闸门段的断面为两个高2.8米，宽,1,前段为,8,米水平段，后段为底坡,i,2,=0.2,的斜坡段；消力池断面为矩形，底宽为,12.7,米；各段长度及高程见图,4-1,。隧洞洞身用钢筋混凝土衬砌，糙率,=0.014,。水库设计洪水位为,124.48,米，相应的隧洞设计流量,Q=108,米,3,/,秒，相应于设计流量的下游水位为,94.47,米。,前段为8米水平段，后段为底坡i2=0.2的斜坡段；消力,2,当隧洞闸门全开，要求：,1.,核算库水位为设计洪水位时，隧洞能否通过相应的设计流量；,2.,绘制库水位与隧洞流量关系曲线；,3.,当隧洞通过设计流量时，绘制隧洞的总水头线和测管水头线；,4.,按设计流量进行隧洞出口的消能计算。,当隧洞闸门全开，要求：,3,隧洞水头,H=,水库设计洪水位出口洞顶高程,=124.48,（,95.54+1.75,）,=27.19,米,二、,核算库水位为设计洪水位时，隧洞能否通过相应的设计流量,因下游水位为,94.47,米，低于隧洞出口底部高,程,95.54,米，隧洞水流为自由水流。,有压隧洞自由出流的流量按下式计算：,Q=,c,（,2gH,0,）,1/2,因隧洞上游为水库，故,v,0,0,，则隧洞总水头,H,0,H=27.19,米,隧洞水头H=水库设计洪水位出口洞顶高程,4,因隧洞上游为水库，则隧洞总水头,H0H,27.19,；隧洞流量系数按下式计算：,因,则,因隧洞上游为水库，则隧洞总水头H0H27.,5,取 。于是得,为管道出口断面面积,;,i,、,i,、,i,、,d,i,、,l,i,分别为任意管道的断面面积、沿程阻力,系数、局部阻力系数、管径、管长。,取 。于是得为管道出口断面面积;i、i、,6,有压隧洞水力计算实例课件,7,1.,拦污栅：,栅条横断面为矩形，宽度,b=1,厘米，高度,l=5,厘米，又栅条间净距,s=5,厘米，则,按 及 值,4.1,由表查得拦污栅倾角 时的局部阻力系数 。因本隧洞拦污栅倾角,，其局部阻力系数,先确定隧洞各局部阻力系数：,=,90,sin=0.364,sin6723,=0.336,1.拦污栅：栅条横断面为矩形，宽度b=1厘米，高度先确定隧洞,8,2.,进口：进口为喇叭形，由表,4.1,查得,3.,进口闸门槽：对于平面闸门门槽，由表,4.1,取,4.,进口渐变段：进口渐变段断面由矩形变为圆形，其局部阻力系数尚无法确定，先参数其它同类工程的试验资料，取,2.进口：进口为喇叭形，由表4.1查得,9,由表,4-2,得,0.00384(l,i,/R,3/4,)(/,i,),2,=0.5006,i,(/,i,),2,=0.2387,5.,出口渐变段：出口渐变段断面由圆形变为矩形，其局部阻力系数亦参考同类工程的试验资料，取,6.,出口闸门槽：出口闸门槽亦为平面闸门槽，。,隧洞各段的,0.00384(l,i,/R,3/4,)(/,i,),2,及,i,(/,i,),2,值的计算成果列于表,4-2,。,由表 4-2得5.出口渐变段：出口渐变段断面,10,可见图,4-1,拟定的隧洞尺寸可以满足通,过设计流量的要求。,则隧洞流量,可见图4-1拟定的隧洞尺寸可以满足通则隧洞流量,11,有压隧洞水力计算实例课件,12,则保证隧洞为有压流的最低库水位为,1.5d,进口洞底高程,=5.25,96.0=101.25,米,三、绘制库水位与隧洞流量关系曲线,保证隧洞为有压流的最小洞前水深为,1.5d=1.53.5=5.25,米,或,S,cr,=cv(d)1/2,c,为经验系数,(0.55-0.73),取,c=0.55;v,为闸门断面的,水流流速,;d,为闸门空口高度,d=2.8,米。则,S,cr,=0.55108/(22.81.75)(2.8)1/2=10.14(,米,),则保证隧洞为有压流的最低库水位为三、绘制库水位与隧洞流量关系,13,有压隧洞的流量按下式计算：,(),在库水位为,101.25,米以上设一系列库水位，,计算一系列相应的流量,Q,，计算成果列于表,4-3,的数据绘制库水位与隧洞关系曲线于图,4-2,。,在库水位为101.25米以上设一系列库水位，,14,有压隧洞水力计算实例课件,15,有压隧洞水力计算实例课件,16,位 置,（米）,（米,/,秒）,（米）,（米）,（米）,拦污栅,57.60,1.87,0.18,0.336,0.06,进 口,9.80,11.00,6.17,0.100,0.61,进口闸门段,9.80,11.00,6.17,0.0349,0.24,0.100,0.61,进口渐变段,9.62,11.20,6.39,0.090,0.57,洞身段,9.62,11.20,6.39,1.0830,6.81,出口渐变段,6.13,17.60,15.70,0.020,0.31,出口闸门段,6.13,17.60,15.70,0.0461,0.72,0.100,1.57,7.77,3.73,位 置（米）（米/秒）（米）（米）（米）拦污栅57.601,17,四、绘制通过设计流量时的隧洞总水头线和测管水头线,按隧洞通过设计流量计算各段的流速水头和水头损失，其中沿程总水头损失,局部水头损失,计算成果列于表,4-4.,按下式核算计算成果：,四、绘制通过设计流量时的隧洞总水头线和测管水头线,18,计算的,H,与通过设计流量时的水头,H=27.19,米甚为接近，说明计算成果正确。按表,17.15,的数据绘出隧洞总水头线与测管水头线于图,17.11.,五、按设计流量进行隧洞出口消能计算,隧洞按下列数据进行消能计算：流量,下游水位为,94.47,米；隧洞出口断面水深；隧洞出口断面流速水头 ；隧洞出口底部高程为,95.54,米；下游河底高程为,90.87,米。,计算的H与通过设计流量时的水头H=27.,19,（一）判别下游水跃形式,隧洞出口断面总水头,扩散段末端单宽流量,临界水深,（一）判别下游水跃形式,20,近似按实用堰上闸孔出流的情况由表,10.1,查得斜坡扩散段的流速系数 。按 及 值由附录图解,查得 ，,则,下游水深,因 ，下游发生远离水跃，应做消能工。现拟做消力池。,（二）求消力池深度,近似按实用堰上闸孔出流的情况由表10.1查得斜坡扩散,21,按 ，及 值由附录图解,查得 ，则,池深,采用 。,（三）求消力池长度,按 及 值由附录图解,查得,，,，,则,按 ，及 值由附录图解查得,22,水跃长度,则池长,采用 。,有压隧洞水力计算实例课件,23,