Научное обоснование гидравлических параметров металлических сифонных водосбросов низконапорных гидроузлов

• Автор: Лентяева, Екатерина Алексеевна
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 181 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ РЕШАЕМОГО ВОПРОСА

1.1. Общие сведения

1.2. Конструкция и расчет сифонных водосбросов

1.3. Обзор построенных и запроектированных сифонных водосбросов

1.4. Патентный поиск

1.5. Выводы и рекомендации

1.6. Основные направления исследований и постановка задачи

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ

ТРУБЧАТЫХ СИФОННЫХ ВОДОСБРОСОВ

2.1. Работа трубчатого сифонного водосброса в качестве водослива

2.1.1. Определение времени работы трубчатого сифонного водосброса в
режиме свободного истечения
2.1.2 Определение объема воды в сифоне в конце режима работы
свободным переливом '
2.2. Режим зарядки сифонного водосброса
2.2.1. Режим зарядки сифонного водосброса без выноса сжимаемого
воздуха
2.2.2. Режим зарядки сифонного водосброса с выносом сжимаемого
воздуха
2.3. Выводы
Глава 3. МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ
СИФОННОГО ВОДОСБРОСА
3.1. Методика проведения исследований
3.2 Описание экспериментальной установки
3.3. Точность модельных исследований
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КОНСТРУКЦИЙ ТРУБЧАТОГО СИФОННОГО ВОДОСБРОСА
4.1. Исследования пропускной способности сифона при подъеме
уровня верхнего бьефа
4.2. Исследования пропускной способности сифона при понижении
уровня верхнего бьефа
4.3. Исследования зарядки сифона при подъеме уровня верхнего бьефа
4.4. Разрядка сифона
4.5. Изучение вакуума в сифоне
4.6. Оценка динамического состояния трубопровода сифона
4.7 Работа концевого устройства
4.8. Определение нагрузок на капюшон

4.9. Экспериментальные исследования модификаций конструкции
сифонного водосброса
4.9.1. Базовый вариант с отключенным устройством срыва вакуума
(2 вариант)
4.9.2. Вариант 3 с воздушными отверстиями площадью
1.91 см2 на отметках 0,004...-0,007 м
4.9.3. Вариант 4 с воздушными отверстиями площадью
0,955 см2 на отметках -0,004...-0,016 м
4.9.4. Вариант 5 с воздушными отверстиями площадью
1.91 см2 на отметках-0,004. ..-0,016 м
4.9.5. Вариант 6 без носка-трамплина и с отключенным
устройством срыва вакуума
4.9.6. Вариант 7 без носка-трамплина с воздушными отверстиями
площадью 1,91 см2 на отметках 0,004...-0,007 м
4.9.7. Вариант 8 без носка-трамплина с воздушными отверстиями
площадью 0,955 см2 на отметках 0,004...-0,007 м
4.10. Работа сифона в режиме разрядки
4.11. Пример расчёта трубчатого сифонного водосброса
4.12. Выводы
Глава 5. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА И ВЫВОД РЕГРЕССИОННЫХ УРАВНЕНИЙ
5.1. Оценка параметров распределения выборок
5.2. Определение объема экспериментальных исследований
5.3. Проверка соответствия выборок классу теоретических
распределений
5.4. Изучение пропускной способности моделей сифонов
5.5. Построение кривых связи коэффициента расхода сифона
при работе в режиме разрядки
5.6. Исследование связи пропускной способности 1 варианта сифона со скоростью подъема УВБ
5.7. Исследование времени зарядки сифона
5.8. Исследование связи УВБ с параметрами зарядки сифона
5.9. Исследование скорости подъема УВБ от времени зарядки сифона
5.10. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
(1 - диаметр трубы сифона;
Н - превышение уровня верхнего бьефа над горлом входного сечения трубы; Нков - напор на дребне ковша;
Но - напор в капюшоне над горлом входного сечения трубы;
Ьвх - гидравлические потери на вход в сифон;
ЬКов - глубина воды в ковше;
11Кр — критическая глубина;
Ьсж - сжатая глубина;
Ь” - вторая сопряженная глубина;
I - уклон трубы сифона;
1 - длина струи от входного сечения трубы до сжатого сечения; тв0тд- первоначальная масса воздуха; тков - коэффициент расхода ковша; р - абсолютное давление;
Ро - атмосферное давление;
Рвак - величина статического вакуума, (рвак. Мах=8м);
Ар - давление над струей в трубе;
<3 - расход сифона;
С>1 - относительный расход, зависящий от относительного напора —;
С>возд - расход воздуха;
(^зар - расход сифона при работе в заряженном режиме; д - внешнее давление;
Т - температура;
I - время;
ивв - скорость подъема уровня верхнего бьефа;
Уо- защемленный объем воздуха;
АУ - объем воды в капюшоне;

где Ь’ь И’2 - глубины воду соответственно в сечениях 1-1 и 2-2, И= ксоъв
V), У2 - скорости воды соответственно в сечениях 1-1 и 2-2.
И,- потери по длине [51],
. 2-М Уср

4И 2

Я - коэффициент вязкости Я = ОД 1^;
А - величина шероховатости.
аК2 .
к соів + 1 +Ї-М = к соъв + ^-2-+
2Я 2Я 42? 2£
Решив (2.16) относительно получим выражение: соъ9{к2 -) +

аОг( 1 1
^.2 г
у СО 2 (У, у

+со2)2 ■
Г 5Іп2й>, 4 1-
(2.17)
(2.16)
(2.17)
ср у
Примем глубину Ь]=Ь[ф и задаваясь значениями фкр получим кривые спада для соответственных расходов.
2.2. Режим зарядки сифонного водосброса
2.2.1. Режим зарядки сифонного водосброса без выноса сжимаемого воздуха
II фаза наступает с момента закрытия отверстий воздушной трубки и выходного сечения трубы сифона. Расчетная схема приведена на рис. 2.2 б. В этот момент в капюшоне сифона устанавливается уровень воды, меньше
/ У2
уровня воды в ВБ на величину г„ = (а + Сех)-^!-- В нижней части трубы