Гидравлическое обоснование параметров проточных частей стабилизаторов расхода трубчатых водопропускных сооружений

• Автор: Бенин, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Содержание . Стр.

Введение.

Условные обозначенияV. .

Глава 1. Краткий обзор существующих средств гидроавтоматики.

1.1 Классификация стабилизаторов расхода. 1..

1.2. Конструкции существующих стабилизаторов расхода .

1.3. Гидродииамические стабилизаторы расхода

1.4. Выводы и направления дальнейших исследований.

Глава 2. Теоретическое обоснование способов увеличения диапазона

стабилизации напорных водопропускных сооружений

2.1. Гидравлические сопротивления, формирующие динамику коэффициента расхода стабилизаторов .
2.1.1. Сопротивления входных участков
2.1.2. Сопротивления камеры слияния .
21.3. Сопротивления диффузора и низового участка
2.2. Расчет горизонта воды в управляющей камере.
2.2Л . Коэффициент сопротивления камеры для различных площадей
подвода потока управления .
2.2.2. Уравнение динамики уровня воды в управляющей камере
2.2.3. Динамика уровня воды в камере для различных конструкций стабилизаторов .
2.3. Коэффициент расхода гидродинамического стабилизатора.
2.3.1. Коэффициент расхода при отсутсгвии потока у правления
2.3.2. Коэффшщент расхода при стабилизации.
2.4. Расчет диапазона стабилизации по напору.
2.5. Выбор оптимальных конструкций гидродинамического
стабилизатора.
Глава 3. Экспериментальная установка и методика проведения опытов
3.1. Цель проведения эксперимента. ..
32. Планирование эксперимента. 1
3.3. Гидравлическая модель.
3.3.1. Конструкция лотка.
3.3.2 Конструкция экспериментальных моделей.
3.4. Измерительные приборы.
3.5. Методика проведения эксперимента
3.6. Используемые статистические методы
3.6.1. Проверка выбросов
3.6.2. Проверка нормальности распределения экспериментальных данных.
3.7. Оценка точности результатов измерений.
3.7.1. Проверка условий повторяемости.
3.7.2. Оценка точности непосредственно измеряемых величин
3.7.2.1. Ошибка в измерении расхода
3.7.2.2. Ошибка измерении давления
3.7.2.3. Оценка точности измерений скорости.
3.7.3. Оценка точности косвенно измеряемых величин.
3.7.3 Л. Оценка точности измерений коэффициента
гидравлического трения.
3.7.3.2. Оценка точности измерений коэффициентов местных сопротивлений.
3.7.3.3. Оценка точности измерений коэффициента
расхода.
Глава 4. Гидравлические исследования проточной части водовыпускастабилизатора расхода.
4.1 .Определение эквивалентной шероховатости транзитного водоводаЛ
4.2. Определение коэффициента сопротивления ниши прямого неравнопроходного тройника
4.3. Гидравлические характеристики водовыпуска без
стабилизации
4.4. Пропускная способность гидродинамических стабилизаторов
4.5. Диапазон стабилизации по напору конструкций с усовершенствованной проточной частью.
4.6. Расчет длины водосливного фронта
Заключение.
Список литературы


Среди зарубежных инженеров и ученых значительная работа в этом направлении проведена В. Андерсен, П. Бернард, В. Брандт, П. Данел, П. Жироде, М. О’Керол, Э. Робинсон, С. Сишедри и др. На основании анализа теоретических основ функционирования систем стабилизации расхода воды Атамановой О. Анализ существующих конструкций стабилизаторов расхода представляет нам возможным предложить следующую классификацию: гидроавтоматов- (рис; 1. Компоновочная схема подразумевает место расположения стабилизирующего устройства по трассе водопроводящего сооружения. Это может быть стабилизатор, размещенный' в головной части, на концевом* участке, а также по транзитному течению. Конструктивные схемы подразделяются на два класса: затворы автоматы и гидродинамические стабилизаторы. Следует отметить, что в отличие от широко распространенных автоматических затворов, . Подача управляющего- сигнала, после которого начнется: процесс стабилизации, возможна со стороны верхнего или нижнего бьефов, либо со стороны обоих бьефов. Большинство конструкций затворов имеют управляющий сигнал по верхнему бьефу, гидродинамические стабилизаторы могут работать, по всем схемам, что является их несомненным преимуществом. Гидравлические схемы подразделяются на истечение из-под щита, деление и слияние потоков. Дифферент;. Использование противотока основному потоку неподвижн. Использов. Перемещение подвижн. Рис. Примером стабилизатора расхода, использующего транзитные компоновочные схемы, имеющего подвижные элементы с подачей сигнала управления со стороны верхнего бьефа и гидравлические свойства служит затвор — автомат створчатого типа конструкции Г. А. Батина [5], разработанный Северным научно-исследовательским институтом и мелиорации (СевНИИ-ГиМ). Автоматические регуляторы имеют напор до 1,2. Федорченко (или криволинейных бочкообразных водосбросах). Створчатый затвор-автомат вертикального типа приведен на рисунке 1. Напорные щиты 1 соединены с устоями шарнирами и щитом противодавления 3, соединенным с помощью шарниров 2 напорными щитами 1 и направляющими 5. Вода внутрь емкости затвора 6 подается с помощью трубы 7 и задвижки 8. Задвижка 8 снабжена поплавковым-датчиком уровня и установлена в емкости 9, соединенной трубой с верхним бьефом. Опорожнение емкости 6 производится с помощью трубы и задвижки . Емкости 6 соединены между собой трубой . Затвор-закрыт. При этом часть воды из трубопровода 7 транзитом сбрасывается в нижний бьеф через приоткрытую задвижку и трубу . При росте У ВБ поплавковый датчик закрывает задвижку . Одновременно с этим часть воды сбрасывается через приоткрытую задвижку по трубе . Емкость опорожняется и затвор открывается. При-полном закрытии затвора между створками имеется минимальный угол раскрытия 5°. Отличительная особенность ре1*уляторов такого типа - независимость работы от уровня воды в нижнем бьефе. Рис. Затвор-автомат створчатого типа конструкции Г. А. Батина: 1 - напорные щиты; 2 - шарниры; 3 - щит противодавления; 4 - шарниры; 5 - направляющие; 6 - ёмкость; 7 - труба; 8 - задвижка; 9 - емкость; - труба; - труба; - задвижка; - труба. Э.Э. Маковского []. Принцип работы основан на изменении коэффициента вертикального сжатия при изменении уровня воды верхнего бьефа посредством наклонного щита 1 (рис. Рис. Регулятор расхода Э. Э. Маковского: 1 - наклонный шит; 2 - поплавок; 3 - плоский затвор; 4 - шарнир. Другим сооружением, использующим тог же принцип, является разработанный в Укргипроводхозе (П. И. Коваленко, Н. Я. Васюков, И. Х. Музы-ченко) автоматический водовыпуск постоянного расхода. Принцип действия водовыпуска (рис. Г„ и расхода донного щелевого отверстия 0до, т. Рис. Автоматический водовыпуск постоянного расхода: 1 - поплавки; 2 - трапецеидальные водосливы; 3 - корпус регулятора; 4 - штанга; 5 — водоприемник; 6 - отводящий водовод. Поддержание постоянства расхода через щелевое отверстие достигается изменением площади истечения обратно пропорционально л//7, где Я - напор над донным кольцевым отверстием. Этот напор равен глубине в бассейне. Н (1.