Tiêu năng theo hình thức phun xa

Chia sẻ: Lamquoc Vuong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

209
lượt xem 45
download

Tiêu năng theo hình thức phun xa

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các thông số cuối mũi phun gồm có: chiều sâu, vận tốc và góc ra của luồng chảy phương pháp tính sau đây được trình bày theo qui phạm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiêu năng theo hình thức phun xa

a) Tiªu n¨ng theo h×nh thøc phun xa. a1. Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n C¸c th«ng sè cuèi mòi phun. 1. S¬ ®å tÝnh to¸n: (H×nh 2) mÆ trµn t β RH V3 3 V1 1 α1 αΗ 2 h2 h1 h2 y1 y3 90° a 1 MNHL 3 α0 2 C¸c th«ng sè cuèi mòi phun gåm cã: chiÒu s©u, vËn tèc vµ gãc ra cña luång ch¶y ph¬ng ph¸p tÝnh sau ®©y ®îc tr×nh bµy theo qui ph¹m. §Ó lËp ®êng cong mÆt tho¸ng cña dßng ch¶y kh«ng hµm khÝ trong ph¹m vi mòi phãng h×nh trô, cÇn x¸c ®Þnh ®Çy ®ñ ®é s©u vµ vËn tèc ë ba mÆt c¾t. MÆt c¾t 1- 1 lµ mÆt c¾t cuèi mòi phun. MÆt c¾t 2 - 2 qua ®iÓm thÊp nhÊt cña mÆt c¾t mòi phãng. MÆt c¾t 3 - 3 lµ chç chuyÓn tiÕp gi÷a ®o¹n ph¼ng vµ ®o¹n cong. C¸c th«ng sè cña mÆt c¾t 3 - 3 ®îc x¸c ®Þnh theo kÕt qu¶ lËp ®êng cong mÆt tho¸ng cña dßng ch¶y trªn trµn ph¼ng. ë hai mÆt c¾t cßn l¹i vËn tèc vµ chiÒu s©u ®îc x¸c ®Þnh theo ph¬ng tr×nh lu lîng kh«ng ®æi (ph¬ng tr×nh liªn tôc); 1
Vµ ph¬ng tr×nh Becnuli, lËp theo tr×nh tù sau: • §èi víi mÆt c¾t 3-3, 2-2: v2 v2 2 3 = h + pu + v 2 + tb .l y 3 + h 3 cos θ + 3−2 2 γ 2g (2’) 2 .R 2g c tb tb • §èi víi mÆt c¾t 2-2, 1-1 v2 pu v 2 2 v1 tb h2 + + = y1 + h1 cos θ H + + 2 .l 2−1 2g c 2 .R γ 2g (3’) tb tb Trong ®ã : y1, y3: §é chªnh cao cña ®¸y t¹i mÆt c¾t 1- 1 vµ 3-3 so víi mÆt ph¼ng so s¸nh ®i qua ®iÓm thÊp nhÊt cña mòi phãng L3-2, L2-1 : ChiÒu dµi cña c¸c ®o¹n trªn mòi phãng Vtb , Rtb, Ctb : LÇn lît lµ c¸c trÞ sè trung b×nh cña vËn tèc, b¸n kÝnh thuû lùc, hÖ sè Sªdi trªn ®o¹n mòi phãng θ: Gãc hîp bëi cña ph¬ng th¼ng ®øng vµ ph¬ng vu«ng gãc víi trôc luång ch¶y Pu/γ : Thµnh phÇn xÐt ®Õn ¸p lùc ly t©m do dßng ch¶y cong g©y ra. Trong trêng hîp b¸n kÝnh cong RH cña mòi phãng ®ñ lín so víi chiÒu s©u dßng ch¶y, nghÜa lµ khi: RH/h1≥ 8, th× trÞ sè Pu/γ cã thÓ tÝnh theo hÖ thøc : • 2 p u 2h 3 v3 = γ (4’) RH 2g Trong ®ã : h1, v1: §é s©u vµ vËn tèc ë mÆt c¾t 1-1 (®Çu ®o¹n cong); RH/h1
2 u2 v3 Pu = (1 − ) v2 (5’) γ 2g u/v : vËn tèc t¬ng ®èi . x¸c ®Þnh theo ®å thÞ h×nh 3 phô thuéc vµo RH/h1 8 7 6 5 4 3 2 R/h1 1 0 2 4 6 8 10 Vµ gãc ë t©m β: Tû sè u/v ®îc x¸c ®Þnh theo c¸c ®å thÞ quan hÖ • R u = f (β, H ) ( h×nh3) v h1 Gãc α1 cña luång ch¶y ra tõ mòi phãng vµ gãc nghiªng • cña ®¸y mòi phãng ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: α1 = αH - ( β - α0) (6’) Trong ®ã β : Gãc ë t©m αH : Gãc nghiªng cña ®¸y mòi phãng α0 : Gãc hîp gi÷a mÆt trµn vµ ph¬ng cña trôc luång x¸c ®Þnh theo ®å thÞ h×nh 4 phô thuéc vµo tû sè RH/h1 vµ gãc ë t©m β; 3
β 120 100 80 60 40 0.98 20 0.95 0.9 0.8 R/h1 0.7 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 2 4 6 8 10 12 Mòi phãng cµng to th× ®é chªnh lÖch gi÷a gãc α1 cña luång ch¶y ra tõ mòi phãng vµ gãc nghiªng cña ®¸y mòi phãng αH cµng lín 2. Tr×nh tù gi¶i nh sau: TÝnh to¸n thñy lùc ®Ëp trµn vµ x¸c ®Þnh ®îc gi¸ trÞ h3 • • Tra ®å thÞ (h×nh 3) x¸c ®Þnh ®îc tû sè u/v. TÝnh to¸n Pu/γ theo c«ng thøc (5) • TÝnh h2 theo c«ng thøc (2) • TÝnh h1 theo c«ng thøc (3), ®©y chÝnh lµ cét níc t¹i mòi • phun. Tra ®å thÞ (h×nh 4) x¸c ®Þnh ®îc α0. • ¸p dông c«ng thøc (6) tÝnh ®îc gi¸ trÞ α1 • a.2. §é phãng xa cña luång ch¶y 4
3. S¬ ®å tÝnh to¸n hè xãi: (H×nh 5) §é phãng xa cña luång ch¶y khái mòi phãng h×nh trô cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc thøc.   2 sin 2α 1 + 1 + ( Z 0 − 1) 1  L = k.Z1ϕ (7’) 1 2 sin 2 α  Z ϕ 1  1   Trong ®ã Z1 : Chªnh lÖch gi÷a MNTL cao ®é mòi phun Z0 : Chªnh lÖch gi÷a MNTL víi MNHL HÖ sè vËn tèc xÐt ®Õn tæn thÊt cña cét níc trªn toµn tuyÕn x¶ (®Õn tËn mÆt c¾t ra v1 ϕ= cña mòi phãng ) 2gZ1 k : HÖ sè , xÐt ®Õn ¶nh hëng hµm khÝ vµ t¸ch hµm khÝ phãng xa TrÞ sè k lÊy nh sau : v2 H Khi FrH = < 30 - 35 lÊy k = 1 • gh H Khi FrH > 35 lÊy k = 0.8 - 0.9 • Trong ®ã : FrH : Sè Frut t¹i mÆt c¾t dßng ch¶y ra khái mòi phãng α2 : Gãc ®æ cña dßng ch¶y vµo mÆt níc h¹ lu tÝnh theo c«ng thøc : 2g (0.5h cos α + a ) tgα = tg 2 α + 1 1 (8’) 2 1 21 cos 2 α v 1 L1 : Kho¶ng c¸ch tõ ch©n c«ng tr×nh ®Õn ®¸y hè xãi s©u nhÊt cña luång dÉn h¹ lu ®îc tÝnh theo c«ng thøc 5
h L = L+ x 1 tgα (9’) 2 §Ó ®¶m b¶o cho kh«ng khÝ cã thÓ ®i vµo phÝa d íi luång ch¶y vµ ®Ó tr¸nh cho luång bÞ ngËp ë phÝa h¹ lu th× cao ®é cña mòi phãng cÇn bè trÝ kh«ng ®îc thÊp h¬n mùc níc cao nhÊt ë phÝa h¹ lu; MNTL Z1 V3 Vy h 3 Vx 0 MNHL α2 a Z® hh αΗ 1:2 Hp 5 Lat ,2 1, hx 1: Zx L bx L1 Luång ch¶y ë mòi phãng sÏ bay xa nhÊt khi gãc αH n»m trong kho¶ng 300 ÷ 350 a.3. TÝnh to¸n hè xãi 4. S¬ ®å tÝnh (H×nh 5) • 1. C«ng thøc M.X.Vuzgo [7] h x = k1.k 2 .k a q 0.5 ∆Z 0.25 (10’) ∆ Z =(ZMP-ZMNHL)+V12/2g k1 : HÖ sè phô thuéc vµo ®Þa chÊt nÒn. HÖ sè phô thuéc gãc phun αH, K= sinαH +1.34, nÕu k2 : αH=300 th× k = 2.34 6
ka : HÖ sè ¶nh hëng cña hµm khÝ ®Õn tiªu hao n¨ng l- îng phô thuéc vµo lu tèc v1 : Cét níc h1 t¹i mòi phun. • 2. C«ng thøc dùa theo tµi liÖu cña Mü [9] h X = 1.32 × Z 0.225 q 0.54 (11’) 0 Z0 : §é chªnh mùc níc thîng h¹ lu q : Lu lîng ®¬n vÞ • 3. C«ng thøc T.Kh.Akhmedov [10]   1 1 10 t + 0.5  + 1.2 + + b2   sin α   ( v kx / 0.7v 2 ) 1.8 sin ϕ   2 sin ϕ    2 (12’) hx =  C  1 1 1 −   sin α + sin ϕ  + C  2    2 Vks = VËn tèc kh«ng xãi cho phÐp lín nhÊt ®èi víi nÒn ®¸ h¹ lu 10 (m/s) vµ ϕ = 20o (®¸ nøt nÎ nhiÒu) vkx = 12 (m/s) vµ ϕ = 30o (®¸ nøt nÎ võa ph¶i) vkx = q/V2 Víi V2=ϕ1 2g(Zt − Zh) ; ϕ1- hÖ sè lu tèc øng víi b2 = mÆt c¾t cuèi mòi phun ϕ : Gãc ma s¸t trong cña nÒn ®¸ C : Th«ng sè rèi = 0,22 LÊy α2≈ 45o ϕ1 0.89 ÷ 0.91 ®èi víi tÝnh xãi sau nhµ m¸y (tuú trêng = hîp) ϕ1 = 0.857 ®èi víi tÝnh xãi sau dèc níc (lÊy gÇn ®óng theo kÕt qu¶ tÝnh) • 4. C«ng thøc cña Mitxkhulap [5] sin α 2 η 2.5 (13’ h x = 2.49( − + 0.25h h ) w u v 1 − 0.175ctgα 2 ) 7
Trong ®ã: uv : VËn tèc cña luång ch¶y t¹i mÆt c¾t vµo khi gÆp mÆt tho¸ng h¹ lu. (14’ u v = ϕ 2gZ ) ϕ HÖ sè lu tèc = 0 .8 5 − 0.9 5 ( Phô thuéc vµo d¹ng : c«ng tr×nh d©ng níc vµ ®iÒu kiÖn x¶ níc). α2 : Gãc vµo cña trôc luång ch¶y khi gÆp mùc níc h¹ lu. η : HÖ sè chuyÓn tiÕp tõ vËn tèc trung b×nh sang vËn tèc tøc thêi. η=1.5 – 2 w : §é th« thñy lùc cña ®Êt (15’ 2g ( γ d − γ 0 )d W= 1.75γ 0 ) Trong ®ã: d : §êng k cña h¹t ®Êt t¬ng øng víi thµnh phÇn h¹t vµ h¹t bÐ h¬n nã trong ®Êt chiÕm 90%. γ ®Êt, γ n :Dung träng cña ®Êt vµ níc γ0 = (1-S); S : Nång ®é kh«ng khÝ trong luång ch¶y, S=0.8. • 5. TÝnh theo c«ng thøc cña B.I. Studenhichnhichkov [11] 0 .8   q h x = K  (16’)  1.15 g d 0.25    e r = k 0 (3,4 + 0,45k a ϕ 2 Z K= k ) 1, 25 (17’) hk x k0 = 0,667 (lo¹i luång phãng qua ®Ëp trµn; =0,44 sau dèc níc) ≈ Ka f(Fr) (hÖ sè tÝnh ®Õn hµm khÝ øng víi Fr1 >35); 8
ka=f(Fr) Ka 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 Fr 0 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 §é chªnh mùc níc thîng h¹ lu; ϕ=ϕ1 = 0,89 Z : q2 §é s©u ph©n giíi hk = 3 g C«ng thøc (16) §¬n gi¶n, cã xÐt tíi ®Þa chÊt nÒn. • 6. TÝnh theo c«ng thøc trong qui ph¹m [1]: ( )   h h x = d x + h h = 0.1 + 0.454 Fr1  Fr1 4 h h1  (18’)  de    hx : ChiÒu s©u tÝnh tõ mÆt níc h¹ lu ®Õn ®¸y hè xãi. hh : ChiÒu s©u níc h¹ lu 6W (19’) de = 3 π Lµ ®êng kÝnh t¬ng ®¬ng cña khèi ®¸ nhá ®îc t¸ch ra do nøt nÎ (W lµ thÓ tÝch trung b×nh cña c¸c khèi ®¸ nhá). b) Tiªu n¨ng theo h×nh thøc dßng ch¶y ®¸y. b1. Nguyªn t¾c tiªu n¨ng §©y lµ h×nh thøc lîi dông néi ma s¸t vµ sù va ®Ëp víi c«ng tr×nh ®Ó tiªu hao n¨ng lîng thõa. Sau c«ng tr×nh tiªu n¨ng vÉn ph¶i gia 9
cè tiÕp (Gäi lµ s©n sau thø hai). H×nh thøc nµy dïng víi tr êng hîp cét níc kh«ng cao, th«ng thêng Z≤ 20m. Thuéc vÒ h×nh thøc nµy cã: §µo bÓ, x©y têng hoÆc bÓ têng kÕt hîp (gäi chung lµ h×nh thøc t¹o bÓ). Ngoµi ra cßn ¸p dông c¸ch gi¶m ®é s©u sau níc nh¶y b»ng bè trÝ thiÕt bÞ tiªu n¨ng phô (Mè nh¸m, dÇm tiªu n¨ng...), t¹o têng ph©n dßng ®Ó khuyÕch t¸n ®Òu ë h¹ lu, gi¶m tû lu lîng q, gi¶m chiÒu s©u sau níc nh¶y, lµm ®¸y dèc ngîc khi mùc níc ë h¹ lu nhá, lµm ®¸y dèc thuËn khi mùc níc ë h¹ lu lín.... b2. C¸c ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n tiªu n¨ng dßng ch¶y ®¸y. Tõ ph¬ng tr×nh (23) ta thÊy r»ng ®Ó ®¶m b¶o níc nh¶y sau trµn lµ níc nh¶y ngËp hoµn toµn th×: σ.h"c- hh
H=Hh+∆ Z Ta biÕt r»ng lóc cha ®µo bÓ (lßng dÉn ë h¹ lu ë cao h×nh ∇ ®¸y) th× cét níc thîng lu so víi ®¸y h¹ lu lµ: αv0 2 E0 = E + (24) . 2g øng víi E0, ta tÝnh ®îc ®é s©u co hÑp hc vµ ®é s©u liªn hiÖp víi nã h''c. NÕu h''c > hh' ta cÇn ph¶i ®µo s©u ®¸y c«ng tr×nh xuèng mét ®é s©u d trªn mét chiÒu dµi lb, t¹o thµnh mét bÓ tiªu n¨ng. Khi ®µo s©u xuèng mét ®o¹n d = ∇ ®¸y - ∇ bÓ th× cét níc thîng l- u so víi ®¸y bÓ sÏ t¨ng lªn: αv 0 2 E = E +d + , (25) . 0 2g Do ®ã, ®é s©u co hÑp sÏ gi¶m ®i, t¬ng øng ®é s©u liªn hiÖp víi nã (h''c) sÏ t¨ng lªn §ång thêi ®é s©u trong bÓ sÏ t¨ng lªn. hb = hh + d+ ∆ z (26) Trong ®ã ∆ z : §é chªnh mùc níc ë ngìng bÓ tiªu n¨ng. Tuy nhiªn, do hh t¨ng nhiÒu h¬n (h''c) nªn víi mét ®é s©u d ®ñ lín, ta cã thÓ cã: hb = hh + d +∆ z > σ(h''c) (27) B©y giê cÇn tÝnh ∆ z. §Ó tÝnh ∆ z, ta xuÊt ph¸t tõ gi¶ thiÕt gÇn ®óng lµ coi s¬ ®å dßng ch¶y ®i ra khái bÓ nh s¬ ®å ch¶y ngËp qua ®Ëp trµn ®Ønh réng. ∆ z ®îc coi lµ ®é chªnh mùc níc thîng lu ®Ëp víi mùc níc trªn ®Ønh ®Ëp. VËy ¸p dông c«ng thøc ch¶y ngËp qua ®Ëp trµn ®Ønh réng: q =ϕ h 2g.∆ 0, h z (28) Trong ®ã: 11
ϕ : HÖ sè lu tèc ë cöa ra cña bÓ, cã thÓ lÊy kho¶ng (0,95 ÷ 1,00), ∆ z0 : §é chªnh cét níc ë cöa ra cña bÓ, cã tÝnh ®Õn cét níc lu tèc tiÕn ®Õn gÇn (lu tèc trong bÓ). α2vb ∆0 = z+ ∆ z . (29) 2g Tõ (28) vµ (29) ta cã: α2 q2 vb ∆= − z , (30) 2gϕ h 2 2 2g h q vb = . (31) σ( h ' 'c ) Thùc tÕ ngêi ta chän chiÒu s©u d sao cho: hb σ= = 1,05 ÷ 1,10 ( h ' 'c ) Nh vËy, ®é s©u trong bÓ sÏ b»ng: hb = hh + d + ∆ z = σ (h''c) (32) d = hb - (hh + ∆ z), tõ ®ã: hay lµ: d = σ (h''c) - (hh + ∆ z) (33) C«ng thøc (33) lµ c«ng thøc chñ yÕu ®Ó tÝnh chiÒu s©u bÓ tiªu n¨ng. Nãi chung ph¶i tÝnh b»ng ph¬ng ph¸p thö dÇn v× ∆ z vµ h''c l¹i phô thuéc vµo d. • Tr×nh tù tÝnh to¸n. Bíc 1: Gi¶ thiÕt chiÒu s©u bÓ lµ d (Thêng gi¶ thiÕt d = • h”c-hh) Bíc2: TÝnh chiÒu s©u co hÑp øng víi n¨ng l îng E1 : • E1=E+d ¸p dông c«ng thøc (20) Thay gi¸ trÞ E = E1 vµ tÝnh thö dÇn ta cã hc1 12
• Bíc3: TÝnh ®é s©u liªn hiÖp: ¸p dông c«ng thøc (22) vµ thay gi¸ trÞ hc = hc1 ta cã h"c1 Bíc 4: TÝnh chiÒu s©u bÓ hb theo c«ng thøc (32) • Bíc 5: Dïng c«ng thøc (29) so s¸nh σ.h”c1 víi chiÒu s©u • bÓ nÕu σ.h”c1 ≤ hb th× chiÒu s©u bÓ gi¶ thiÕt lµ ®óng, nÕu σ.h”c1 > hb th× ta ph¶i gi¶ thiÕt gi¸ trÞ d kh¸c vµ tÝnh l¹i tõ ®Çu. b2.2. Ph¬ng ¸n dïng têng tiªu n¨ng • S¬ ®å tÝnh to¸n (H×nh 10). • Qui tr×nh tÝnh to¸n. Trong trêng hîp nµy, ta gi÷ nguyªn cao tr×nh ®¸y kªnh h¹ lu vµ x©y mét têng ch¾n ngang dßng ch¶y, níc tríc têng sÏ d©ng lªn vµ cã ®é s©u lµ hb > hh. NÕu lóc kh«ng lµm têng ta cã hh < h''c (®é s©u liªn hiÖp víi hc), tøc lµ cã níc nh¶y xa ë h¹ lu c«ng tr×nh th× sau lóc lµm têng, ta cã thÓ ®¹t ®îc hb > h''c, nghÜa lµ cã níc nh¶y ngËp trong bÓ tiªu n¨ng. Nh vËy ta ®Þnh ra ®îc ®iÒu kiÖn ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n nh sau: - ®iÒu kiÖn c©n b»ng vÒ cét níc trong bÓ. σ.h"c = Ct+H1 (34) - §iÒu kiÖn c©n b»ng vÒ lu lîng qua têng. 3 (35) 2 q tuong = q t = σ n × m t × 2g × H10 Trong ®ã: 1,05 ÷ 1,10 (HÖ sè ngËp) ¬ = m = 0.4 - 0.42 ( Lu lîng qua têng tiªu n¨ng) 13
Ct : ChiÒu cao têng; H1 : Cét níc trªn têng tiªu n¨ng; Tõ CT (34) ta cã Ct = ¬h''c - H1. (42) Gi¶ thiÕt r»ng têng tiªu n¨ng lµm viÖc nh mét ®Ëp trµn cã mÆt c¾t thùc dông ch¶y ngËp, ta sÏ x¸c ®Þnh ®îc cét níc H1 trªn ®Ønh ®Ëp b»ng c«ng thøc cña ®Ëp trµn: 2 αv 2   3 q H10 = H1 + b =   (43) 2g  σ n m t 2g    vb - lu tèc trong bÓ: q q vb = = . (44) hb σh' 'c 2   3  −α. q 2 q  (45) H1 = . ( )  σ .m 2g  2 2g σh " c n 1  Tõ ®ã cã thÓ tÝnh ra cét níc H1: B»ng c«ng thøc (42), ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc chiÒu cao têng c. C¸c ®iÒu kiÖn c©n b»ng lµ: σ.h"c= - ®iÒu kiÖn c©n b»ng vÒ cét níc trong bÓ. Ct+H - §iÒu kiÖn c©n b»ng vÒ lu lîng qua têng. qtêng = qtr • Tr×nh tù tÝnh to¸n Bíc1: Gi¶ thiÕt Ct ( Ct lµ chiÒu cao têng) • Bíc2: TÝnh H1 theo (40); • Bíc3: TÝnh H10 theo (42) • Bíc4: X¸c ®Þnh lu lîng ®¬n vÞ qtuong theo biÓu thøc (41) • 14
Sau khi tÝnh ®îc qtuong ta so s¸nh víi gi¸ trÞ qtt nÕu qtt = qtêng th× gi¸ trÞ C nh gi¶ thiÕt lµ ®óng, nÕu qtt = qtêng th× ta l¹i ph¶i gi¶ thiÕt l¹i C vµ tÝnh l¹i theo c¸c bíc trªn. b.2.3. Ph¬ng ¸n tiªu n¨ng dïng bÓ têng kÕt hîp • S¬ ®å tÝnh to¸n (Xem h×nh 13) • Qui tr×nh tÝnh to¸n. Trong thùc tÕ, cã nhiÒu trêng hîp nÕu lµm bÓ tiªu n¨ng chØ b»ng c¸ch h¹ thÊp ®¸y kªnh h¹ lu hoÆc chØ b»ng c¸ch x©y têng th× kh«ng hîp lý. Trong trêng hîp thø nhÊt, bÓ sÏ ph¶i rÊt s©u, ®¸y kªnh h¹ lu sÏ ph¶i h¹ thÊp qu¸ nhiÒu, nh vËy ta ®· lµm cho chiÒu cao ®Ëp t¨ng lªn, dã ®ã, ®iÒu kiÖn nèi tiÕp vµ tiªu n¨ng ®Ëp ë h¹ lu sÏ nÆng nÒ thªm. Trong trêng hîp thø hai, têng sÏ ph¶i qu¸ cao, sau têng rÊt cã kh¶ n¨ng x¶y ra níc nh¶y xa vµ ta l¹i ph¶i lµm tiÕp têng thø hai... Trong ®iÒu kiÖn nh thÕ, tèt h¬n hÕt lµ kÕt hîp c¶ hai biÖn ph¸p trªn, võa h¹ thÊp ®¸y kªnh võa lµm têng, gäi lµ bÓ têng tiªu n¨ng kÕt hîp. Thùc tÕ chøng tá dïng biÖn ph¸p nµy trong nhiÒu trêng hîp rÊt cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ vµ kü thuËt. Sau ®©y tr×nh bµy c¸ch x¸c ®Þnh hai trÞ sè d, c. • §iÒu kiÖn c©n b»ng vÒ cét níc trong bÓ. σ.h"c=d+C+H1 (46) • §iÒu kiÖn c©n b»ng vÒ lu lîng qua têng. 3 (47) 2 q tuong = q t = σ n × m t × 2g × H10 Ta cÇn cã níc nh¶y ngËp trong bÓ, nghÜa lµ: hb = ¬(h''c) (48) 15
H1 , mt , σn vÉn x¸c ®Þnh nh trêng hîp trªn. Trong ph¬ng tr×nh (45) cã hai ®¹i lù¬ng cha biÕt lµ d vµ c. Cã nhiÒu c¸ch gi¶i, song sau ®©y sÏ tr×nh bµy c¸ch gi¶i ®¬n gi¶n nhÊt. • X¸c ®Þnh C. Khi níc nh¶y t¹i chç ë sau têng th× ®é s©u co hÑp ë sau têng hc1 chÝnh lµ ®é s©u liªn hiÖp víi dßng ch¶y b×nh thêng ë h¹ lu:   8.α 0 .q 2 h h c1 = h  1+ − 1 (49) gh 3 2     h §é s©u co hÑp hc1 víi cét níc toµn phÇn E10 ë tríc têng (trong bÓ) so víi ®¸y h¹ lu cã quan hÖ víi nhau theo c«ng thøc (49): q2 E10 = hc1 + 2 (50) ϕ ' .2 ghc21 MÆt kh¸cta l¹i cã: E10 = C + H10. (51) Trong ®ã H10 - cét níc toµn phÇn trªn ®Ønh têng, tÝnh b»ng c«ng thøc ®Ëp trµn thùc dông ch¶y kh«ng ngËp: 2   3 q H 10 =   (52)  σ m 2g  nt  VËy ta cã thÓ tÝnh C b»ng c«ng thøc sau. 2   3 2 q q −  C = h c1 + 2 (53)  σ m 2g  ϕ' .2g.h c1  n t 2  • X¸c ®Þnh d. TrÞ sè d x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn sao cho cã níc nh¶y t¹i chç trong bÓ: d + C + H1 = (h''c)0. 16
hay: d = (hc'')0 - c0 - H1 = (h''c)0 -E1; v× (h''c)0 l¹i phô thuéc vµo d nªn bµi to¸n nµy còng ph¶i gi¶i b»ng c¸ch tÝnh ®óng dÇn.  αv 2  d = ( h ' ') 0 −  E10 − b , (54)  2g       E10 − αq 2 d = ( h ' 'c ) 0 − . (55) 2g ( h ' ' c ) 0   2  Sau khi cã d vµ C, ta gi¶m C ®i mét Ýt, vµ t¨ng d lªn mét Ýt ®Ó cã nèi tiÕp b»ng níc nh¶y ngËp trong bÓ vµ sau têng. chó ý lµ t¨ng d nhiÒu h¬n gi¶m C. Cuèi cïng kiÓm tra l¹i xem cã tho¶ m·n ®iÒu kiÖn hb = d + c + H1≥ σ(h''c) hay kh«ng. nÕu kh«ng tÝnh to¸n l¹i tõ ®Çu. • Tr×nh tù tÝnh to¸n. Gi¶ thiÕt chiÒu s©u bÓ d (d lµ gi¸ trÞ cè ®Þnh) tÝnh chiÒu cao têng • Bíc1: TÝnh chiÒu s©u co hÑp øng víi n¨ng lîng E’ : E’ = E+d Sö dông c«ng thøc (26) vµ thay E = E’ dïng ph¬ng ph¸p thö dÇn ta x¸c ®Þnh ®îc gi¸ trÞ hc • Bíc 2: TÝnh ®é s©u liªn hiÖp, ¸p dông c«ng thøc (28) thay sè vµo ph¬ng tr×nh ta cã h"c (m) • Bíc 3: TÝnh vËn tèc ®Õn gÇn tríc têng dïng c«ng thøc (37) Bíc 4: TÝnh chiÒu cao têng C b¶o ®¶m ®iÒu kiÖn (46) • 17
Lu lîng qua têng b»ng lu lîng qua trµn nªn khi tÝnh C ph¶i thö dÇn t×m ra C phï hîp. §Ó tÝnh to¸n ®îc chiÒu cao têng ta lÇn lît lµm theo thø tù sau ®©y: (Ta lÊy lu lîng ®¬n vÞ t¹i têng qtêng b»ng lu lîng d¬n vÞ t¹i trµn qtt) * Gi¶ thiÕt C H1 =σ.h"c-d - C; * TÝnh 2 α × Vb = H1 + H 10 2g * X¸c ®Þnh lu lîng ®¬n vÞ qtêng theo biÓu thøc (46) Sau khi tÝnh ®îc qt¬ng ta so s¸nh víi gi¸ trÞ q ban ®Çu nÕu q têng- =qtt th× gi¸ trÞ C0 nh gi¶ thiÕt lµ ®óng, nÕu kh¸c th× ta l¹i ph¶i gi¶ thiÕt l¹i C vµ tÝnh l¹i theo c¸c bíc trªn. * KiÓm tra chÕ ®é nèi tiÕp sau têng. Trong c¸c ph¬ng ¸n tÝnh to¸n tiªu n¨ng chóng ta ph¶i tÝnh kiÓm tra chÕ ®é nèi tiÕp sau têng. TÝnh ®é s©u liªn hiÖp h01, h"c1 Sau ®ã so s¸nh σh"c1 víi hh ta thÊy σh"c1 nhá h¬n (σh"c1
ln : ChiÒu dµi níc nh¶y l1 = l1= lr¬i-s, hk c P c H× 14: S¬ ®å t Ý h to¸n chiÒu dµi n- í c r¬i nh n β Mét hÖ sè kinh nghiÖm , lÊy b»ng 0.70 ÷ 0,80. : • V.§. Du-rin ®a ra c«ng thøc thùc nghiÖm tÝnh chiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng lb = 3,2 H 0 ( c + d + 0,83H 0 ) + l1 (15 − 57 ) (57) • A-g¬-rèt-skin ®a ra c«ng thøc: lb= 3hb + l1 (58) C¸ch tÝnh l1. l1= lr¬i-s, (59) Trong ®ã S : ChiÒu dµi n»m ngang cña m¸i dèc h¹ lu c«ng tr×nh; lr¬i : ChiÒu dµi n»m ngang cña dßng níc r¬i tÝnh tõ ch©n c«ng tr×nh ®Õn mÆt c¾t (C-C), ®îc tÝnh theo c¸c c«ng thøc thùc nghiÖm sau ®©y: lr¬i=P+hk (60) 19