Расчеты по гидродинамической сетке

Размещено на http://allbest.ru

Расчеты по гидродинамической сетке

Гидродинамическая сетка состоит из линии токов (траектория движения молекулы воды) и линий равных напоров (с потенциальной энергией потока Н_f = const).

Полосу, ограниченную соседними линиями токов называют лентой расхода, а полосу ограниченную соседними линиями равных напоров - поясом давления верхний граничный линией тока является водонепроницаемая часть подземного контура флютбета, нижний - водоупор.

Верхние граничные линии равного напора находятся на поверхности дна верхнего бьефа, нижняя на поверхности дна нижнего бьефа.

Отношение ?S к ?L называют коэффициентом формы сетки при ?S/?L=1 форма сетки или сетка будет квадратичной.

Квадратичная сетка обеспечивает большую точность расчетов соотношение М=n/m называют модулем сетки,

где n-число расходов давления; m- число лент.

Исходные данные:

Н_d = 10 м (действующий напор)

L_попер= 53 м (поперечное сечение флютбета)

Гр .суглинок K=0,07

t_ф = 4 м

Последовательность построения гидродинамической сетки

В основу графического построения гидродинамической сетки положена ортогональность, непрерывность и плавность линий тока и равного напора

Н_d = 10м

Сетку строят на чертеже в масштабе: 1:300

1) Выбираем число лент расхода (три). Если фактический водоупор залегает глубоко, то при построении гидродинамической сетки принимают условный водоупор на глубине t = 38.4м.

2) Произвольно проводим огибающую подземный контур плавную линию ав т.о., чтобы она проходила под флютбетом примерно на расстоянии1/3 толщины водопроницаемого основания.

3) Разбиваем на криволинейные квадраты область, ограниченную подземным контуром и проведённой линией ав (восемь). Отношение ?S /?l называют коэффициентом формы сетки, при ?S /?l =1 сетка будет квадратичной. При ?S /?l ? 1 - неквадратичной. Квадратичная сетка обеспечивает большую точность расчётов. Соотношение M= n /m называют модулем сетки, где - число поясов давления, - число лент расхода. При любом числе лент расхода и поясов давления для правильно построенной сетки в данной области фильтрации модуль М должен быть постоянным.

4) Строим криволинейные квадраты второй ленты расхода - к построенным криволинейным квадратам первой ленты подстроим криволинейные квадраты второй ленты расхода. Необходимо исправлять криволинейные квадраты первой и второй ленты расхода для сохранения непрерывности второй линии тока. Средние линии в каждом криволинейном квадрате должны быть равны при правильном построении сетки.

5) Определим напор в любой точке области фильтрации:

H_{f, i} = (n_i H_d ) /n ,

где n_i - число поясов давлений, отсчитываемых от конца водонепроницаемой части флютбета; H_d - действующий напор; n - общее число поясов давлений в сетке.

Если пояса давления отсчитывать со стороны верхнего бьефа, от начала флютбета, то по этой же формуле определим потери напора до рассматриваемой точки. Сумма значений фильтрационного напора в любой точке и потерь напора до неё всегда будет равна действующему напору H_d..

H_{f, 1} = (5 · 10 ) /8=6,25 м,

H_{f, 2} = (3 · 10 ) /8=3,75 м.

Определим средний градиент напора. Для этого вычислим разность напоров между двумя выбранными на сетке (в области фильтрации по направлению линии тока) точками и делят эту разность на расстояние (измеряют по линии тока в масштабе) между точками. При напоре H_d средний градиент напора между соседними линиями равного напора:

I_m = H_d / (n ?l) ,

где ?l - расстояние между выбранными точками.

I_m = 10 / (8 · 25,8)= 0,05 м.

1) Определим среднюю скорость фильтрации по формуле Дарси

V= k · I_m = 0,07 · 0,05=0,0035 м/сут.

2) Определим фильтрационный расход, проходящий в основании сооружения:

гидродинамический сетка ток

Q=k(?S/?l)(H_d/n)ml_{m, ,}

где

m - число лент расхода;

l - длина сооружения (измеряют по подошве сооружения поперёк движения потока).

Q = 0,07 (14,4/15,3) ( 10/8)3 · 700=183,8 м³

Вывод: В результате расчетов с помощью гидродинамической сетки определили напор, градиент напора, средний градиент напора, фильтрационный расход, скорость фильтрации.

Размещено на Allbest.ru