VODOPRIVREDA 0350-0519, 38 (2006) 222-224 p. 163-166 163

UDK: 359.42/627.431 Referat sa naučnog skupa

USLOVI I UPUTSTVA ZA HIDRAULIČKI RAČUN SABIRNOG KANALA U KOGA VODA PRELIVA SA NJEGOVOG BOKA

Prof. dr Georgije HAJDIN,dipl.građ.inž

Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu REZIME Na osnovu rezultata objavljenih u ranijim radovima, u ovom radu se daju uputstva za proračun tečenja u sabirnim kanalima sa bočnim dotokom. Procedura hidrauličkog proračuna prikazana je na jednom brojnom primeru. Ključne reči: sabirni kanal, bočni preliv 1. UPUTSTVA Objekat na koji se odnosi rad obično se naziva "bočni preliv". Rad se zasniva na radovima [1], [2] i [3], koji su objavljeni između 1966. i 1967. godine. Iz tih radova proizilazi:

I. Računski nivo na početku sabirnog kanala može da bude (a da preliv ne bude potopljen) na polovini visine prelivnog mlaza:

/ 2U pr prZ hΠ − =

Oznake su prema slici 1. II. Denivelacija u sabirnom kanalu ∆Π0 je:

gVKU2

000 =Π−Π=∆Π

21KKK = ( )011 AAKK u=

( )0

022 2.09.01

FFKK

+==

gde su: AU, A0 preseci na uzvodnom i nizvodnom kraju kanala, V0 = Q0 / A0 brzina na nizvodnom kraju kanala pri proticaju Q0,

0

000 gA

BVF = Frudov broj na nizvodnom

kraju. Oznake K, K1 i K2 su prema slici 2. III. Spuštanje dna u prelaznoj deonici:

( )KEg

Vhg

VhZZ izgK

KK →+

+−+=− 0

220

00

U0

K

U

Zpr

ZU

U

0

Z0

h0

hU

ZKhK

D 0

U - Zpr = hpr/2

b0bU bK

L0 LK

bU b0 bK

hU h0 hK AKA0AU

U Zpr

HUZU

BU B00

Zpr

H0Z0

K

K

ZK

sabirni kanalprelaznadeonica

brzotok

Podužni presek

Osnova

Popr reseci

Slika 1. Sabirni kanal i prelazna deonica do brzotoka IV. obezbeđuje da u sabirnom kanalu ne dođe do burnog tečenja:

KΓ<Γ 00

0

BAZZ K −

=Γ

gde je ΓK definisano prema slici 3. V. Tečenje u sabirnom kanalu neće biti ometano bočnim prodiranjem sa preliva ako je:

15.03

0

0 <gAhH

LQ

gde je H konstruktivna dubina kanala (od prelivne ivice do dna).

Uslovi i uputstva za hidraulički račun sabirnog kanala u koga voda preliva sa njegovog boka Georgije Hajdin

164 VODOPRIVREDA 0350-0519, 38 (2006) 222-224 p. 163-166

Slika 2. Grafikon za određivanje ukupne denivelacije u sabirnom kanalu [2]

Slika 3. Kritični padovi sabirnog kanala. Pri KΓ<Γ u kanalu se ne može pojaviti burno tečenje [2]

Georgije Hajdin Uslovi i uputstva za hidraulički račun sabirnog kanala u koga voda preliva sa njegovog boka

VODOPRIVREDA 0350-0519, 38 (2006) 222-224 p. 163-166 165

2. PRIMER Preliv je namenjen proticaju Q0 = 500 m3/s, uz prelivni mlaz visine h = 2 m. Dužina prelivne ivice jednaka je dužini sabirnog kanala L0:

19.81862.1949.0

500249.0 30

0 =×

==prhg

QL L0 = 82 m

Poprečni preseci sabirnog kanala izabrani su da brzina bude oko 6 m/s, da uzvodni presek bude manji od nizvodnog. Nagibi bokova su 2:3 (za prelivnu) i 1:3 (za neprelivni blok). Nizvodni presek sabirnog kanala (0)

b0 = 10.0 m, h0 = 6.0 m, B0 = 16.0 m, A0 = ½ (10+16) 6= 78.0 m2

41.678

500

0

00 ==

AQV m/s

g

V 20 =4.18 m

86.078

1618.4

0

000 =

×==

gABVF

Uzvodni presek sabirnog kanala (U)

bU = 5.0 m, hU = 5.5 m, BU = 10.5 m, AU = ½ (5.0+10.5)5.5= 42.6 m2

55.00.786.42

0

==AAU

Presek na nizvodnom kraju prelazne deonice (K) Na preseku na nizvodnom kraju prelazne deonice (na početku brzotoka) Frudov broj je FK = 1.

hK = 6.7 m, bK = 8 m, BK = 8+(2/3 × 6.7)= 12.47 m, AK = ½ (8+12.47) 6.7=68.6 m2

29.76.68

5000 ===K

K AQV m/s 42.5

2

=g

VK

199.06.68

5.1242.52

≈=×

==K

KKK A

Bg

VF

2.1 Visinski položaj preseka Prema uputstvima od I do V sledi: I. Nivo na početku sabirnog kanala

0.12/ =+=Π rpprU hZ m

II. Denivelacija u sabirnom kanalu

g/VKKg/KV 2021

2000U ==∆Π=Π−Π

m35.418.493.012.10 =××=∆Π

Spuštanje dna u sabirnom kanalu:

ZU – Z0 = h0 + ∆Π0 – hU = 6 + 4.35 - 5.5 = 4.85 m III. Spuštanje dna u prelaznoj deonici Terenski uslovi nameću njenu dužinu – neka je Lpr = 100 m.

( )KEg

Vh

gV

hZZ izgK

KK →+

+−+=− 0

22

20

0

2

0

( ) ( )KEZZ izgK →++−+=− 009206712760 ....

( )KEZZ izgK →+=− 03210 . Gubitak Eizg je gubitak usled trenja, jer je prelazna deonica bez naglih promena preseka (prelaz je postepen) i bez skretanja:

( ) ( )[ ]KIILE trtrprizg += 021 /

+

=

K

prizg

R

nV

R

nVLE

34

22

034

22

2 //

+

=

K

prizg

R

V

R

Vn

LE

34

2

034

22

2 //

Računa se sa prosečnim nagibom trenja Itr, hidrauličkim radijusom R i sa Maningovom formulom – uzeće se n = 0.014 m-1/3 s. Hidraulički radijusi su:

( ) 323252610

78

91391000

0

0

00 .

.=

×+=

++==

hb

AOA

R m

9020516138

664

9102.

...

=×+

=+

==KK

K

K

KK

hb

AOA

R m

21092

297323

1460140

2100

34

2

34

22 .

..

... // =

+=izgE m

5312103210 ... =+=− KZZ m

Uslovi i uputstva za hidraulički račun sabirnog kanala u koga voda preliva sa njegovog boka Georgije Hajdin

166 VODOPRIVREDA 0350-0519, 38 (2006) 222-224 p. 163-166

IV. U sabirnom kanalu neće doći do burnog tečenja, jer je Γ < ΓK

99.076

1685.40 =×

=−

=ΓUU

U

BAZZ

ΓK = f (M, N) gde je M pokazatelj oblika nizvodnog preseka M = b0 / B0 = 10/16 = 0.63, a N stepen sužavanja dna N = (b0 - bK) / b0 = (10-5) / 10 = 0.5. Ranije je izračunato F0 = 0.86. Za navedene vrednosti M, N i F0, prema dijagramu sa slike 3., ΓK = 1.6. V. Tečenje u sabirnom kanalu neće biti ometano bočnim prelivanjem ako je:

15.03

0

0 <hAg

HLQ

Za uzvodni kraj sabirnog kanala (U)

150.0100.05.56.4281.9

5.485

50033

0

0 <=××

=UU

U

hAgH

LQ

Za nizvodni kraj sabirnog kanala (0)

150.0130.067881.9

35.985

50033

00

0

0

0 <=××

=hAg

HLQ

LITERATURA [1] Hajdin, G. (1966), O osnovnim zakonitostima tokova

sa usputnom promenom proticaja, Saopštenja, Institut za vodoprivredu "Jaroslav Černi, Beograd, br. 37, str. 23-29.

[2] Hajdin, G. (1966), Sabirni kanali sa ravnomernim proticajem, Saopštenja, Institut za vodoprivredu "Jaroslav Černi, Beograd, br. 39, str. 39-69.

[3] Hajdin, G. (1967), Uticaj bočnog prelivanja na tečenje u sabirnom kanalu, Saopštenja, Institut za vodoprivredu "Jaroslav Černi, Beograd, br. 43, str. 5-12.

FLOW CONDITIONS AND CALCULATION GUIDE FOR SIDE INFLOW RECIPIENT CANALS

by

Prof. dr Georgije HAJDIN,dipl.građ.inž Faculty of Civil Engineering, University of Belgrade

Summary

Assessing the results published in previous papers, flow conditions and calculation guide for side inflow recipient canals are given in this paper. The hydraulic

computational procedure is presented by a numerical example. Key words: recipient canals, side weirs

Redigovano 22.12.2006.