Εθνικό
Μετσόβιο Πολυτεχνείο – Σχολή Πολιτικών Μηχανικών – Τομέας Υδατικών Πόρων
Μάθημα:
Αστικά Υδραυλικά Έργα – Μέρος 1:
Υδρευτικά έργα
Άσκηση ΥT1:
Διαστασιολόγηση τυπικού εξωτερικού υδραγωγείου υπό πίεση
Η άσκηση αυτή είναι για επίλυση στο μάθημα – Δεν παραδίδεται
Σύνταξη
άσκησης: Δ. Κουτσογιάννης, 2007
Α. Να διαστασιολογηθεί υδρευτικός αγωγός ώστε να μεταφέρει παροχή σχεδιασμού 100 L/s αν η διαθέσιμη κλίση ενέργειας είναι 0.5% και το μήκος του υδραγωγείου είναι 10 km.
Β. Ποιοί πρέπει να είναι οι χειρισμοί στην αρχή της περιόδου λειτουργίας για να μεταφερθεί παροχή 60 L/s;
Οδηγίες:
Για τη λύση μπορεί να χρησιμοποιηθεί η γενικευμένη εξίσωση Manning, η ανάπτυξη της οποίας γίνεται στο σχετικό κεφάλαιο των online σημειώσεων.
Η εξίσωση έχει τη μορφή:
V = (1/N) R (1+β)/2 J (1+γ)/2
όπου V η ταχύτητα ροής, R η υδραυλική ακτίνα και J η κλίση ενέργειας, ενώ για συνήθεις διαμέτρους και ταχύτητες και για το σύστημα μονάδων SΊ (m, s) οι σταθερές β, γ και Ν είναι:
β = 0.3 + 0.0005 ε* + 0.02/(1 + 6.8 ε*)
γ = 0.096/(1 + 0.31 ε*)
N = 0.00687 (1 + 1.6 ε*)0.16
όπου
ε* = ε / ε0,
ε η τραχύτητα και ε0 = 0.05 mm.
Η γενικευμένη εξίσωση Manning σε συνδυασμό με την εξίσωση συνέχειας σε αγωγούς κυκλικής διατομής υπό πίεση δίνει:
D = [43+β N2 Q2/(π2 J 1+γ)][1/(5+β)]
J = [43+β N2 Q2/(π2 D5+β)][1/(1+γ)]
Οι τοπικές απώλειες γενικά δίνονται από τη σχέση:
hτ = Κδ V 2 / 2g.