Совершенствование технических средств регулирования водоподачи для внутрихозяйственной сети оросительных систем

• Автор: Скворцов, Виктор Филиппович
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Современное состояние вопроса

1.1. Состояние и перспектива оросительных мелиораций и автоматизации мелиоративной сети
1.2. Техническая характеристика и особенности внутрихозяйственной сети действующих оросительных систем
1.3. Анализ существующих технических средств регулирования водоподачи в каналы-оросители
2. Натурное обследование технических средств регулирования водоподачи на действующих оросительных системах

2.1. Объект, состав и методика обследования

2.2. Результаты обследования

2.3. Технологическое обоснование применения гидравлических средств регулирования водоподачи
3. Теоретическое обоснование совершенствования технических средств регулирования водоподачи
3.1. Анализ процесса регулирования водоподачи в канал-ороситель
при работе подвижного водопотребителя
3.2. Расчет динамических параметров канала-оросителя
3.3. Определение типа регулятора на основе динамических параметров оросителей
3.4. Основные конструктивные требования к техническим
средствам регулирования водоподачи
3.5. Выбор регулятора по совокупности требований, предъявляемых
к техническим средствам регулирования водоподачи для
внутрихозяйственной сети оросительных систем
3.6. Конструкция водовыпуска, обеспечивающего автоматическое регулирование подачи воды в ороситель

3.7. Статический расчет гидрорегулятора
4. Лабораторные исследования и методика инженерных расчетов
водовыпусков оборудованных гидрорегуляторами
4.1. Цель лабораторных исследований
4.2. Лабораторная модель, аппаратура и методика исследований
4.2.1. Описание лабораторной модели, аппаратура и точность исследований
4.2.2. Состав и методика исследований
4.2.3. Обработка результатов
4.3. Исследования пропускной способности автоматизированного водовыпуска
4.4. Оптимизация конструктивных параметров затвора
4.4.1. Факторы, их уровни и интервалы варьирования
4.4.2. Оптимизация конструктивных параметров затвора
4.5. Методика инженерного расчета автоматизированного водовыпускного сооружения
5. Производственные испытания и экономическая эффективность
5.1. Производственные испытания
5.1.1. Цель и методика проведения производственных испытаний
5.1.2. Результаты производственных испытаний
5.2. Рекомендации производству
5.2.1. Расчет параметров автоматизированных водовыпусков
5.2.2. Рекомендации по изготовлению гидрорегуляторов
5.2.3. Рекомендации по эксплуатации
5.3. Экономическая эффективность
Основные выводы
Литература
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В приоритетные направления развития науки, технологий и техники в Российской Федерации входят рациональное природопользование и энергосбережение.
Рациональное водопользование в орошаемом земледелии включает: сокращение непроизводительных потерь воды, создание современных оросительных систем и модернизацию действующих, совершенствование техники полива, повышение уровня эксплуатации оросительных систем и энергосбережение.
Современное развитие орошаемого земледелия нельзя представить без автоматизации процесса водоподачи. Наибольший эффект будет достигнут в случае автоматизации всего технологического процесса водоподачи - от водозабора до полива путем внедрения соответствующих технических средств на объектах регулирования водоподачи.
Объекты регулирования на внутрихозяйственной оросительной сети, где происходят наибольшие потери воды, достигающие 10-20% от объема водоподачи, представлены водовыпусками в открытые оросители. Эти гидротехнические сооружен™ являются наиболее массовыми, они; рассредоточены' на большой территории, поэтому использование здесь регуляторов гидравлического действия будет предпочтительнее, особенно с энергетической точки зрения.
Однако большинство известных конструкций гидрорегуляторов не исследованы экспериментально и не прошли производственных испытаний, для них не разработаны методы инженерных расчетов и рекомендации по эксплуатации. Кроме того, многие конструкции технически не могут быть применены и использованы на водовыпусках в открытые оросители.
Поэтому работы, направленные на совершенствование технических средств регулирования водоподачи для открытой внутрихозяйственной сети оросительных сисгем, представляют практический интерес и являются актуальными.

где її - время добегания фронта обратной волны от створа потребителя до начального створа 1-1; .2 - время добегания фронта обратной волны от начального створа до створа потребителя; - время добегания дополнительного расхода АО, зависящего от коэффициента К; , определяемого по [102].
При отключении потребителя, в оросителе от конечного створа 2-2 к начальному 1-1 распространяется обратная волна, в оросителе будет неустановившееся движение воды и от конечного створа 2-2 формируется кривая подпора и по мере достижения ею начального створа 1-1 регулятор постепенно закрывается. При достижении уровнем воды в оросителе горизонтального положения регулятор будет находиться в положении «закрыто».
Таким образом, необходимое время закрытия регулятора Т молено определить из неравенства:
Для выбора типа регулятора необходимо знать динамические свойства объекта автоматизации в переходные процессы, а именно - алгоритм изменения расходов и уровней воды в створе размещения потребителя и в начальном створе (в створе водовыпуска) [21, 22, 101].
Для расчета неустановившегося движения воды в оросительных каналах обычно применяют дифференциальные уравнения Сен-Венана [22, 99, 101]:
Ь<и+г2.
(3.2.2)
(3.2.3)
ді дх
(3.2.4)