Частотный способ измерения скоростей турбулентных потоков

• Автор: Камусина, Эльнара Абдуллаевна
• Шифр специальности: 05.14.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Фрунзе
• Количество страниц: 212 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Современное состояние вопроса. Цель и задачи разработок и исследований.

1.1. Характеристика и особенности открытых водотоков как объектов для измерения скоростей

1.2. Обзор и анализ методов и средств измерения скоростей

1.3. Обоснование постановки цели и задачи разработок и исследований

2. Гидравлическое обоснование измерений средней скорости частотным способом и средства его реализации.
2.1. Существующие представления и анализ кинематической структуры турбулентности открытого потока в прямолинейном русле
2.2. Выбор и обоснование способа измерения скоростей в открытых турбулентных потоках

2.3. Конструкция, принцип действия и схема работы частотного скоростемера

3. Гидравлические исследования частотных скоростемеров и расчет оптимальных форм и размеров элементов первичного преобразователя.
3.1. Состав и методика исследований. Описание экспериментальных установок, аппаратура и
точность измерений
3.2. Исследование и выбор рациональных форм и взаиморасположения корпуса и воспринимающего устройства
3.3. Исследование и выбор рациональных форм
воспринимающего элемента датчика измерителя скоростей
3.4. Методика расчета частотного скоростемера
4. Исследование частотных характеристик турбулентных возмущений в открытом потоке и оценка возможности применения частотного способа измерения средней скорости
4.1. Состав, методики и аппаратура исследований
4.2. Исследование распределения осредненной частоты пульсации скорости по сечению потока
4.3. Исследование влияния шероховатости дна потока на частоту пульсации скорости
4.4. Исследование влияния пульсационных характеристик турбулентного потока на выходную характеристику скоростемера
5. Натурные исследования и рекомендации по производству измерений скорости частотным скоростемером
5.1. Объекты, состав, методика и аппаратура исследований
5.2. Результаты натурных исследований и их обобщение
5.3. Техникоэкономические показатели и практические рекомендации по производству измерений
Заключение
Литература


Долинные участки рек характеризуются относительно малыми продольными уклонами (от 0, до 0,5) и спокойным течением. Для большинства рек глубина потока изменяется в пределах от 0,3 до 2,0 м. Скорость течения в межень составляет 0,5+1,0 м/с, а в паводок достигает 3+4 м/с. Большая часть стока взвешенных наносов приходится на период больших расходов, особенно на период дождевых пиков. Однако тесной связи между мутностью и расходами воды не обнаруживается /2/. Основные данные для типичных рек Киргизии сведены в таблицу 1. КАНАЛЫ. Ирригационная сеть на территории Киргизской ССР характеризуется следующими показателями: протяженность межхозяйст-венных оросительных каналов составляет км, в том числе с пропускной способностью до 2 м3/с - км, от 2 до 5 м3/с - км, и свыше 5 м3/с - км. В настоящее время в Киргизии отмощено 5 км каналов. Протяженность внутрихозяйственных каналов составляет 5 км. Общая протяженность облицованных каналов в республике составляет км, из них межхозяйственных 5 км /2, 7/. Детальную характеристику каналов приводим на примере оросительных систем предгорной зоны Чуйской долины //. Таблица І. I мин. I мин. Джергалан - с. Ат-Баш-устье р. Кокомерен - в 0,5 км ниже устья р. Яссы - с. Куршаб - с. Араван-Сай-кишл. Падша-Ата - устье р. Сох - кишл. Исфара - г. Каракол - устье р. Улахол - с. Чолпон-Ата - свх. Ала-Арча-устье р. Кара-Балты - с. Куркуреу-Сай-уроч. Торайгыр-устье р. Кара-Куль джа-кишл. Поток несет взвешенные и влекомые наносы, особенно в паводок. Русло каналов, как правило, сложено из галечника с примесью мелкозернистого грунта различного состава. Техническая характеристика каналов приводится на примере реки Сокулук и сведена в таблищг 1. В отдельную таблицу 1. Джетыген, Батумбай, Карбос, Орто, Первомайский, Рассвет, Кегетинский, Каскад, ВБЧК, Ден /3/. ЕЫстротоки выделены в отдельную таблицу ввиду того, что на них существующими приборами практически невозможно измерять скорости и с целью оттенить наиболее тяжелые условия для приборов. Как видно из таблицы 1. Большинство каналов проходят в зоне конусов выноса, в гра-велистогалечниковом, с примесью мелкозернистого грунта, различного состава ложа. Все каналы открытого типа. Каналы имеют большие уклоны (в пределах 0,-0,), следовательно, большие скорости (до 9 м/с) и малые глубины (в пределах от 0,5 до 1,5 м). Режим движения потока, как правило, бурный. Таблица 1. Название каналов ! Назначе- иМА ! Средние размеры ! Среднее ! НИ с {ширина по { верху,м [глубина,м ! Сокулук м. Орто на орош. Сокулук м. Отар. Казен- м. Нов. Стар. Александр. Расп. Александр. Название каналов I Назначе- ! Сокулук м. Орто на орош. Сокулук м. Стар. Казан- м. Нов. Стар. Александр. Распр. Александр. Продолжение табл. Средняя ! Расход ! Наполнение ! Параметр Iскорость (нормал. Таблица І. Формы І Тип ! Расходы, ! Наполнение,! Скорость, ! Расплас- ! Ширина 1Параметр ! Прямоуг. Тралец. Мощен. Трапец. Прямоуг. Прямоуг. Трапец. Трапец. Прямоуг. При разработке способа измерения осреднения скоростей потока, весьма важно знать структуру турбулентности натурных русловых потоков /,5,1/. Среди работ, посвященных этому вопросу, можно назвать работы И. К.Никитина /4/, Д. И.Гринвальда //, проведенные для рек Турунчук и Днестр Украинской ССР и др. Полученные Д. И.Гринвальдом материалы измерений непосредственно в реке, показали, что значения интенсивности турбулентности меняются в пределах от 0, до 0, и выше. При этом максимальные средние скорости течения не превышали I м/с. Как видно из приведенных выше данных (тайл. Следовательно, и относительное изменение значений интенсивности турбулентности для них, очевидно, будет больше, учитывая взаимосвязь между ними. Существует множество методов измерения скоростей течения воды, реализация которых основана на различных физических принципах. С целью выбора способа измерения скоростей в открытых водотоках, проанализируем их в увязке со средствами /,,6/. I. Метод, основанный на фиксации числа оборотов лопасного винта. На этом методе основывается измерение скорости течения наиболее распространенным, общедоступным и достаточно простым средством измерения - гидрометрической вертушкой.