Моделирование и расчеты нестационарных потоков в зоне сооружений на оросительных каналах

• Автор: Руднев, Виктор Петрович
• Шифр специальности: 05.14.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 150 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Технологическая сущность управления водо распределением в оросительных системах

1.2. Расчеты неустановившегося движения в открытых руслах.

1.3. Некоторые частные математические модели не установившегося движения воды через сооружения

1.4. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. УРАВНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СОПРЯЖЕНИЯ БЬЕФОВ

ПРИ НЕУСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ ВОДЫ

2.1. Нестационарный поток в призматическом прямо угольном русле .

2.2. Нестационарный поток в плавно расширяющемся прямоугольном русле
2.3. Нестационарный поток в призматическом трапецеидальном русле .
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПЕРЕПАДА ВОССТАНОВЛЕНИЯ НА ОЦЕНКУ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБШСТИ ГЙДРОТЕХНИ ЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ПЛОЩАДЬЮ ИСТЕЧЕНИЯ
3.1. Постановка задач исследования
3.2. Анализ влияния перепада восстановления на воцопоцачу в условиях ее регулирования .
3.3. Оценка пропускной способности сооружений при различных режимах истечения.
3.4. Исследование перепада восстановления с помощью
безразмерных параметров.
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕУСТАН0В1ЯЗШЕГ0СЯ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ
В ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ.
4.1. Модель нестационарного потока в зоне перегораживающих сооружений
4.2. Модификация модели неустановившегося движения во взаимосвязных участках канала и ее конечноразностный аналог
4.3. Алгоритм расчета гидравлических характеристик нестационарного потока в зоне сооружений
ГЛАВА 5. РЕШЕНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ
5.1. Задачи гидравлических расчетов при проверке
условий работы автоматизированных каналов
5.2. Анализ влияния параметров регулирования на качество переходных процессов .
5.3. Исследование условий движения воды в бьефах
канала
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В третьей главе представлены результаты исследования влияния перепада восстановления и условий протекания воды в зоне сооружений на оценку их пропускной способности. Четвертая глава посвящена разработке модификации математической модели нестационарных потоков в автоматизированных оросительных каналах с учётом неустановившегося движения воды в зоне сооружений. В пятой главе приведены решения некоторых прикладных задач, связанных с гидравлическими расчётами переходных процессов при регулировании водоподачи в оросительных каналах. ГЛАВА I. В настоящее время в нашей стране и за рубежом большое внимание уделяется реконструкции существующих и строительству новых технически совершенных оросительных систем, в которых подача воды в магистральных каналах автоматизирована. Целью автоматизации водораспределения являются: обеспечение максимально возможного соответствия между забором воды в оросительную систему и её потреблением; сведение к минимуму непроизводительных сбросов воды; обеспечение в бьефах каналов течений, способствующих нормальной эксплуатации каналов; повышение производительности труда персонала эксплуатации. На оросительных системах применяют следующие способы автоматизации водораопределения /,/: регулирование по верхнему бьефу; регулирование непосредственно отбором расходов; каскадное регулирование. При реализации первых двух способов осуществляется нормированное водораспределение сверху вниз (от главного водозабора к потребителям). Эти способы характеризуются отсутствием обратной гидравлической связи между бьефами, а также невозможностью создания необходимых объёмов регулирования на участках канала, в связи с чем неизбежны технологические непроизводительные сбросы воды при уменьшении водопотребления. Регулирование по нижнему бьефу (рис. Сметанное регулирование (рис. Регулирование поддержанием постоянных перепадов (рисЛЛв) основано на постоянстве перепадов уровней воды верхнего и нижнего бьефов перегораживающих сооружений и включает в себя условие регулирования водоподачи по верхнему и нижнему бьефам. При реализации приведенных схем каскадного регулирования сигналы об изменении регулируемых параметров передаются по гидравлическому тракту, поэтому на вход регулирующих устройств они поступают с некоторым запаздыванием. Это обстоятельство снижает оперативность водораспределения. В Украинском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации (УкрНИИГиМ) разработана более совершенная система автоматического регулирования с перетекающими объёмами /,/ (рисЛЛг), в которой для уменьшения транспортных запаздываний при передаче параметров регулирования введена электрическая обратная связь, осуществляемая с помощью радиоканала. Рис. Схемы автоматического регулирования: по нижнему бьефу (а); смешанного типа (б); с постоянными перешдами (в); с перетекающими объёмами (г). Для построения системы управления процессом водозабора и водораопределения на магистральном канале равнинной зоны канал разбивают на типовые участки. Каждый участок, содержащий несколько водовыпусков ограничен слева и справа перегораживающими сооружениями или насосными станциями перекачки воды. Основными типами сооружений на магистральных каналах являются щлюзы-регуляторы, представляющие собой перегораживающие сооружения с водопропускными отверстиями, снабжёнными плоскими или сегментными затворами. Условия движения воды на каждом участке определяются режимом работы сооружений, расположенных на границах. По характеру возмущающих воздействий краевые сооружения могут быть разделены на два типа: сооружения, оснащённые регуляторами расхода или уровня, и сооружения, режим работы которых изменяется в дискретные моменты времени. Первый тип характерен для децентрализованного варианта управления, когда на перегораживающих сооружениях имеются локальные средства (мини-ЭВМ, гидравлические и электрические регуляторы), осуществляющие регулирование на заданной установке для данного регулятора, рассчитанной на центральном диспетчерс-ком пункте. Установки могут рассчитываться как по расходу, так и по уровню воды в верхнем или нижнем бьефах, в зависимости от выбранной схемы регулирования.