Движение потока на криволинейном участке русла
Задача №1. Определить расход 75%-ной обеспеченности для многолетнего ряда наблюдений на реке Пижма в створе г. Советска. Построить гидрограф стока для расхода 75%-ной обеспеченности и определить объем годового стока. Пи́жма (луговомар. Пижма) — река в Нижегородской и Кировской областях России, правый приток Вятки (бассейн Волги). Длина 305 км, площадь бассейна 14 660 км². Средний расход воды 90 м³/сек. Замерзает в середине ноября, вскрывается во 2-й половине апреля. Питание главным образом снеговое.
Решение: по результатам многолетних наблюдений строим номограмму (рис.1) и откладываем норму стока Q0 на ней.
Рис 1.Номограмма среднегодового стока Вывод: Года, в которых расход меньше нормы стока являются маловодными. А года, в которых расход больше – многоводными. Закономерность чередования много- и маловодных лет отсутствует, поэтому возможен только вероятностный прогноз. Обработка ряда наблюдений: ранжируем ряд по убыванию и находим P. Табл.№2 Ранжирование нормы стока по убыванию
После этого строим кривую обеспеченности (рис.2) и из заданного ряда выбираем расход, который ближе к расходу с 75%-ной обеспеченностью. Рис 2.Кривая обеспеченности Из гидрологического ежегодника выписываем среднемесячные расходы по данному году (расход в который максимально приближен к расходу Q75%), строим таблицу распределения стока и определяем объем годового стока. Q75%=50 Q1962=49,85
Табл.№3 Внутригодовое распределение стока на реке Пижма в 1962 году.
Строим гидрограф стока (рис3). Лабораторная работа №1. Движение потока на криволинейном участке русла. Цель работы: 1. Используя микроманометр многодиапазонный (ММН), вычислить местные и средние на вертикали скорости в заданном створе; 2. Используя данные вычислений, построить эпюры распределения местных скоростей по вертикали, средней на вертикали продольной составляющей скорости течения по ширине русла и проанализировать изменение поля скоростей в заданном створе; 3. По вычисленным значениям построить эпюру удельного расхода и определить расход в заданном створе с использованием масштабного коэффициента; 4. Построить план криволинейного участка русла с эпюрами продольных скоростей и проанализировать изменение поля скоростей на подходе к излучине русла, в излучине и ниже по течению. Порядок выполнения работы: Лабораторная работа мы начали с изготовления плана криволинейного участка русла(, который мы вычертили на миллиметровке в результате обмеров модели в выбранном линейном горизонтальном масштабе (мы использовали масштаб 1:100). На плане мы показали створы и точками обозначили примерные вертикали в створах. Мерной лентой измерили расстояния от уреза левого берега (УЛБ) до скоростных вертикалей l в каждом створе. Одновременно с помощью мерного щупа произвели промеры глубин воздушного потока h на вертикалях. Результаты промеров занесли в табл.7. Затем включили вентилятор и в каждое отверстие створа ввели металлическую трубку микроманометра ММН и сняли отсчеты a по наклонной трубке в точках на каждой вертикали: на дне (адно), в середине скоростной вертикали (аср) и на поверхности воздушного потока (апов). Отсчеты занесли в табл.7. Вследствие малости глубин можно считать, что указанные точки находятся от нижней поверхности стекла на расстояниях, соответствующих: первая – 0,8 h, вторая – 0,6 h, третья – 0.2 h. В конце работы мы сняли показания с термометра и барометра. Давление = 155 Температура = 20⁰С
Обработка результатов измерений: 1. Вычисляем местные скорости, т.е. скорости на вертикали в трех заданных точках, и результаты заносим в Табл.7.
2. Используя данные Табл.7, строим поперечный профиль заданного створа и эпюры распределения местных скоростей по вертикали (рис.8). 3. Вычисляем средние скорости на скоростных вертикалях по формуле трехточечного замера: , где Ū – средняя скорость на скоростной вертикали; – местные скорости соответственно на дне, середине, поверхности воздушного потока на вертикали. 4. Строим поперечный профиль заданного створа и эпюру средней на вертикали продольной составляющей скорости течения по ширине русла (рис.9). 5. Вычисляем удельные расходы q и по числовым значениям строим эпюру удельного расхода (см.рис.8).
6. Определяем расход Q в заданном створе двумя методами и анализируем полученные числовые значения. Первый метод. Так как модель криволинейного участка русла закрыта стеклом, мощность вентилятора зафиксирована, то движение воздушного потока можно рассматривать как установившееся и расход вычислить по формуле где ω – площадь живого сечения; V – средняя скорость по живому сечению, которая определяется по формуле где SŪ – площадь эпюры средних скоростей, м2/с; B – ширина русла в заданном створе.
Второй метод (графический). Как известно, расход жидкости связан с ее погонным расходом (удельным расходом) следующим выражением: Но интеграл равен площади фигуры, ограниченной кривой q = f (B) и осью абсцисс с учетом масштабов чертежа. На рис.9 эта фигура заштрихована и является эпюрой удельного расхода. где MQ – масштабный коэффициент расхода воздуха, определяющий величину расхода воздуха в каждой единице заштрихованной площади; Sq – площадь заштрихованной фигуры. В качестве единицы площади берется площадь квадрата со стороной, равной линейной единице. Если в качестве этой единицы принять 1 см, то площадь квадрата равна 1см2. Соответственно площадь заштрихованной фигуры Sq должна измеряться в см2. По вертикали в каждом сантиметре площади Sq содержится Mq единиц удельного расхода, а по горизонтали – MB линейных единиц, где Mq и MB – масштабные коэффициенты соответственно удельного расхода и ширины. Отсюда в каждом квадратном сантиметре этой площади содержится расход воздуха, равный произведению этих масштабных коэффициентов: В расчетах линейный масштабный коэффициент нужно привести в соответствие с масштабным коэффициентом удельного расхода. Оба они должны показывать количество соответствующих единиц в одной линейной единице чертежа. Так, размерности масштабного коэффициента удельного расхода м2/с*см будет соответствовать размерность линейного масштабного коэффициента м/см. Таким образом, размерность масштабного коэффициента расхода воздуха MQ будет м3/с*см2. Например, при использовании рекомендуемых масштабов для построения масштабный коэффициент удельного расхода Mq = 0,2, тогда линейный масштабный коэффициент MB = 0,02. 7. На плане криволинейного участка русла строим эпюры продольных скоростей во всех створах и анализируем изменение поля скоростей на подходе к излучине русла, в излучине и ниже по течению.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (439)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |