Настоящее пособие посвящено гидравлическому расчету каналов трапецеидального, параболического и сегментного очертаний. В работе приведены единые расчетные приемы, необходимые для определения как линейных размеров, так и скорости течения для каналов различного назначения. Специальный раздел посвящен расчету каналов, обеспечивающему условия неразмываемости и незаиляемости каналов. Все случаи расчета каналов выполняются прямым решением, не требующим последовательных приближений (подбора). Пособие рассчитано на инженеров-проектировщиков, а также на студентов гидротехнических специальностей.

Предисловие

Глава первая. Гидравлический расчет трапецеидальных каналов
1. Понятие о характеристике живого сечения
2. Анализ характеристики живого сечения
3. Взаимосвязь между элементами трапецеидального живого сечения
4. Определение гидравлического радиуса при гидравлически наивыгоднейшем профиле
5. Относительное изменение элементов трапеции с изменением характеристики живого сечения
6. Расчет каналов путем сопоставления с гидравлически наивыгоднейшим профилем

Глава вторая. Гидравлический расчет параболических каналов
7. Общие сведения
8. Соотношения между элементами параболического канала
9. Гидравлический расчет параболических каналов

Глава третья. Гидравлический расчет каналов кругового очертания (сегментных)
10. Общие сведения
11. Соотношения между элементами сегментного канала
12. Гидравлический расчет сегментных каналов

Глава четвертая. Выбор расчетной скорости (гидравлического радиуса)
13. Предельные неразмывающие скорости
14. Минимальный расход без заиления
15. Выбор расчетного радиуса или расчетной скорости

Приложения. Расчетные и справочные таблицы
Таблица I. Значение F (R) для различных гидравлических радиусов при разной шероховатости русла
Таблица II. К расчету трапецеидальных каналов
Таблица III. К расчету параболических каналов
Таблица IV. К расчету безразмерных элементов сегментных каналов
Таблица V. Значение Ф_н при различной гидравлической крупности наносов W и различной мутности потока ρ
Таблица VI. Значения φ (R₃ ) = C⅗ √R
Таблица VII. Квадратные корни из уклонов √i
Таблица VIII. Значения коэффициента откоса m при высоте откоса H ≤ 10 м
Таблица IX. Таблица значений коэффициента шероховатости
Таблицы X — XIII. Допускаемые (неразмывающие) скорости течения
Таблица XIV. Гидравлическая крупность наносов

Предисловие

В предлагаемой вниманию читателей работе изложен разработанный нами способ гидравлического расчета трапецеидальных, параболических и сегментных каналов при равномерном движении воды, основы которого были впервые опубликованы в № 9 журнала „Гидротехника и мелиорация“ за 1953 г. Этот способ, являясь в принципе развитием нашего способа „абстрактной модели“, вместе с тем существенно отличается по технике расчета. Как и в способе абстрактной модели, расчет сечения канала ведется на основе готовых решений для моделей канала, взятых в определенном масштабе.

В предлагаемом новом способе все расчеты проводятся на основе единого масштаба, в качестве которого выступает R_г.н — гидравлический радиус гидравлически наивыгоднейшего профиля канала.

Масштабная величина R_г.н отражает расход, уклон, заложение откосов и шероховатость проектируемого канала.

Основой для построения излагаемого способа расчета служат безразмерные характеристики живого сечения, отражающие комплексно в одном числе всю геометрию живого сечения.

Для гидравлического расчета каналов прилагаются таблицы. Решающие таблицы две.

Каналы различной ширины b_ср, различной глубины h и с различной характеристикой откосов m₀ представляются в таблице одной строкой, если у этих каналов одинакова безразмерная характеристика живого сечения. Гидравлический расчет заключается, собственно, в выборе расчетной строчки на основе тех или иных требований, предъявляемых к каналу (глубина, ширина, скорость и др.).

В таблицах впервые добавлена колонка безразмерной скорости υ/υ_гн, которая существенно упрощает технику расчёта каналов без размывов и без заиления.

Сопоставление технологии гидравлических расчетов каналов по различным применяемым способам и приемам, наблюдения за работой студентов при изучении соответствующих разделов курса гидравлики и беседы с рядом инженеров-гидротехников с производства привели нас к необходимости подготовки к печати данной работы.

Автор будет весьма признателен за те или иные критические замечания и предложения по предлагаемому способу гидравлического расчета каналов и просит их направлять по адресу: Москва А-8, ул. Прянишникова, 19, Московский институт инженеров водного хозяйства, кафедра гидравлики.