Tiêu năng theo hình thức phun xa

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

Thêm vào BST

Báo xấu

248
lượt xem 48
download

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