Calculul Hidraulic Al Podetelor

CALCULUL HIDRAULIC AL  PODETELOR

Calculul hidraulic al podeţelor Clasificări. Condiţii de funcţionare Din p punct de vedere constructiv, după p p poziţia ţ căii faţă ţ de structura de rezistenţă, podeţele se clasifică astfel: •podeţe deschise, la care structura de rezistenţă a podeţului (dala, grinzi, tub) nu este înglobată în terasament, calea fiind aşezată pe structura de rezistenţă; •podeţe înglobate în terasament (închise), sunt podeţele la care calea se aşează pe o umplutură aflată deasupra podeţului.

Din punct de vedere hidraulic podeţele pot funcţiona astfel: •cu nivel liber, atunci când suprafaţa apei este în contact cu aerul pe întreaga lungime; •înnecate, când secţiunea de scurgere a podeţului este umplută cu apă pe o parte din lungimea podeţului; •sub presiune, când podeţul este înnecat pe întreaga lungime a lui.

– Funcţionarea podeţelor din punct de vedere hidraulic: 1.cu nivel liber; 2.înnecate în amonte 3.sub presiune

Calculul podeţelor în regim de canal La aceste podeţe viteza şi debitul se determină cu relaţiile învăţate la mişcarea uniformă la care se vor adăuga g coeficienţiţ de corecţie ţ ce să ţină ţ cont de contracţia ţ curentului (ε) şi de pierderea de sarcină (φ) astfel:

Q = ε ⋅ A ⋅C

R⋅J

v = ϕ .C. R ⋅ J

unde: C este coeficientul lui Chezy (C=1/nRy); R – raza hidraulică; J – panta hidraulică; A – aria secţiunii transversale a curentului de apă apă. La pante longitudinale mai mici de 5% influenţa contracţiei se poate neglija. Pentru un podeţ cu secţiunea de scurgere dreptunghiulară expresia debitului va fi: Q = ε ⋅ L ⋅ h ⋅ C R ⋅ J unde h şi L sunt înălţimea apei în podeţ şi respectiv deschiderea acestuia

Podeţe înecate sunt podeţe ce funcţionează cu suprafaţă liberă numai pe o parte din lungimea lor. Înecarea poate să fie amonte sau aval după cum nivelul apei depăşeşte nivelul maxim al secţiunii de scurgere în amonte sau aval. Fig. 15 – Podeţe înecate: a. înecate amonte; b. înecate aval.

Calculul hidraulic al podeţelor înecate amonte Podeţele tubulare cu secţiune circulară de la drumurile forestiere se dimensionează frecvent înecate amonte. Schema de calcul se prezintă în figura 16. Determinarea debuşeului podeţului (debitul pe care îl poate tranzita) se face cu condiţia ca nivelul apei la ieşirea din podeţ să ocupe 0,6 din înălţimea secţiunii. Aplicând relaţia lui Bernoulli între secţiunile amonte şi aval ale podeţului, fără a lua în considerare declivitatea acestuia, vom avea: 2 2 V V 0 H + = 0 .6 D + 2g 2g unde D este înălţimea secţiunii podeţului sau diametrul interior al tubului în cayul tuburilor cu secţiune circulară. Neglijând, de asemenea, viteza apei la intrarea în podeţ v0 ca fiind mai mică vom avea:

v =

2 g ( H − 0 ,6 D )

.

Pentru a ţine cont şi de pierderile de energie la intrarea apei în podeţ relaţia de mai sus se completează cu un coeficient e şi devine:

v=ε

2 g ( H − 0 ,6 D )

Debuşeul se obţine ca produs între viteza V şi aria secţiunii transversale. Pentru podeţele tubulare cu secţiunea circulară relaţia de calcul pentru viteză şi debit va fi:

Q = 0,41D2 2g(H − 0,6D)

v = 0,85 2g (H − 0,6D)

Calculul podeţelor sub presiune Debuşeul podeţelor sub presiune este determinat de diferenţa între nivelul apei în amonte şi aval de podeţ (Z). Viteza apei în podeţ se calculează cu relaţia:

v = ε

2 g .z

unde ε este coeficient de viteză. Debuşeul va fi: Q=ε v A.