Základní výpočty MVN
Výpočet charakteristik nádrže:
[m3]
Si, Si+1 ... plochy jednotlivých hladin [m2];
Δh ... výškový rozdíl vrstevnic [m].
Tab.1 Výpočet plochy a objemu nádrže
|
i |
Kóta hladiny (vrstevnice) |
Rozdíl vrstevnic |
Plocha hladiny |
Objem vody |
||
|
Δh |
Si |
0,5·(Si+Si+1) |
Vi |
ƩV |
||
|
[m n. m.] |
[m] |
[m2] |
[m2] |
[m3] |
[m3] |
|
|
1 |
||||||
|
2 |
||||||
|
3 |
||||||
|
. |
||||||
|
. |
||||||
Výpočet průtoku vody Q v korytě vodního toku:
Vztahy užité k výpočtu:
O ... omočený obvod [m], C ... rychlostní součinitel dle Manninga,
S ... průtočná plocha [m2], v ... průřezová rychlost [m/s],
R ... hydraulický poloměr [m], Q ... průtočné množství [m3/s].
b ... šířka dna koryta vodního toku [m]
h ... hloubka koryta vodního toku [m]
m ... sklon svahů koryta vodního toku
n ... součinitel drsnosti dle Manninga
i ... sklon dna
|
h |
O |
S |
R |
c |
v |
Q |
|
[m] |
[m] |
[m2] |
[m] |
- |
[m/s] |
[m3/s] |
|
0,00 |
||||||
|
0,10 |
||||||
|
. |
||||||
|
. |
Výpočet průtoku QDN odpadním potrubím:
Vztahy užité k výpočtu:
Pro h < r 
Pro h > r 
Tab. 3 Výpočet množství průtoku QDN pro různé výšky hladiny
|
h |
ϕ |
O |
S |
R |
c |
v |
QDN |
|
[m] |
[rad] |
[m] |
[m2] |
[m] |
- |
[m3/s] |
[m3/s] |
|
0,00 |
|||||||
|
0,10 |
|||||||
|
. |
|||||||
|
. |
h ... hloubka vody v potrubí [m]
r ... poloměr potrubí [m]
φ ... středový úhel [rad]
n ... součinitel drsnosti dle Manninga
i ... sklon dna
O ... omočený obvod [m], C ... rychlostní součinitel dle Manninga,
S ... průtočná plocha [m2], v ... průřezová rychlost [m/s],
R ... hydraulický poloměr [m], Q ... průtočné množství [m3/s].
Výpočet průtoku QD přes dlužovou stěnu požeráku:
[m3/s]
[m]
m ... součinitel přepadu
b0 ... účinná šířka přelivu se započtením vlivu kontrakce [m]
g ... tíhové zrychlení
h ... výška přepadového paprsku [m]
b ... šířka přelivu bez vlivu kontrakce [m]
Kv ... součinitel vtoku
Kv0 ... součinitel vtoku
Tab. 4 Výpočet průtoku QD přes dlužovou stěnu požeráku
|
h |
m |
KV |
b0 |
QD |
|
[m] |
- |
- |
[m] |
[m3/s] |
|
0,00 |
||||
|
0,10 |
||||
|
. |
||||
|
. |
Tímto výpočtem je provedeno ověření nutnosti návrhu vývaru pro tlumení kinetické energie vody proudící z odpadního potrubí. Posouzení bylo provedeno dle následujících výpočtů:
α ... Coriolisovo číslo (vyjadřuje vliv nerovnoměrného rozdělení rychlosti po průřezu na celkovou energii)
v ... kapacitní rychlost proudění v odpadním potrubí DN [m/s]
g ... tíhové zrychlení [m/s2]
h ... výška hladiny vody [m]
Výpočet kritické hloubky pro lichoběžníkový tvar koryta vodního toku (dle Agroskina):
hk ... kritická hloubka pro symetrické lichoběžníkové koryto,
hk0 ... kritická hloubka,
σ ... součinitel charakterizující sklony svahů lichoběžníkového profilu,
Q ... kapacitní průtok odpadním potrubím [m3/s]
g ... tíhové zrychlení [m/s2]
b ... šířka dna koryta [m]
m ... sklony svahů koryta
K ověření potřeby návrhu vývaru slouží následující vztah:
Je-li po dosazení hodnot do vztahu požadovaný vztah splněn, není nutné navrhnout vývar k tlumení kinetické energie.
Schéma jednotlivých výšek hladin vlnovitého vodního skoku je uveden na obrázku.
