Расчет дюкера
Дюкер под автомобильной дорогой
Данные для расчета дюкера:
N
Q
(м3/c)
H
(м)
h
(м)
Lд
(м)
L2
(м)
11
8.5
6.1
3.4
20
11
L1=L3
α=300
Q=const
Задача №1
Построение эпюр гидростатического давления на плоскую поверхность В
ρgh = 1000*9.81*3.4 = 33354 кг/м*с2
Задача №2
Графическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и центр давления A
C - центр давления.
D – точка приложения суммарной силы гидростатического давления.
H/2 = 6.1 / 2 = 3.05 м. – ордината центра тяжести эпюры
H/3 = 6.1 / 3 = 2.03 м. – ордината точки приложения суммарной силы гидрост. давления
P = Ω*b = 0.5* ρgH2b = 0.5*1000*9.81*6.12 *1 = 182.5 кПа
Ω - площадь эпюры, b – ширина стенки b=1 п.м.
Задача №3
Аналитическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и координат центра давления. А
hц.т. = H / 2 = 3.05 м.
hц.д. = 2H / 3 = 4.06 м.
Lц.т. = H / sinα = 3.05 м.
Ι = b*H3 / 12 = 18.9 м4
P = ρgh ц.т.ω = 1000*9.81*3.05*1*6.1 = 182.5 кПа ω – площадь стенки
Координата центра давления: L ц.д. = L ц.т. + I/ ωLц.т.
L ц.д. = 3.05 +18.9/6.1*1*3.05 = 4.06 м.
Задача №4
Определение диаметра короткого трубопровода при истечении в атмосферу.
Для дюкера: определение размеров стенок дюкера при истечении под уровень.
Исходные данные:
t в = 100C
ν = 0.00000131 м2/с
Материал трубы: сталь
Шероховатость трубы: δ = 0.06 мм. Трубы цельносварные новые в хорошем состоянии.
Коэффициент шероховатоcти: n = 0,011. Трубы без засорений.
Коэффициенты потерь:
ξ поворота = 0.2
ξ входа = 0.5
ξ выхода = 1.0
Q = 8.5 м3/с
h = 3.4 м.
H = 6.1 м.
Lд = 20 м.
Расчет дюкера:
определяем напор H = H- h = 6.1 – 3.4 = 2.7 м.
Q = μω(2gH)1/2 → μω = Q / (2gH)1/2 = 8.5 / (2*9.81*2.7)1/2 = 1.17 м2
Задаемся стороной дюкера a. b = const
Площадь: ω = a*b
Смоченный периметр: χ = 2*a + 2*b
Гидравлический радиус: R = ω / χ
Скорость: V = Q / ω
Число Рейнольдса: Re = 4*V*R / ν
Число Рейнольдса квадратичное: Reкв = 21.4 *n-1 R1/64R / δ
При 105