Совершенствование методов прогноза гидродинамического и термического режимов водоемов-охладителей

• Автор: Исаенков, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление.
Введение.

Глава 1. Современное состояние исследований

1.1. Гидродинамические и термические процессы во внутренних водоемах в летний

и зимний периоды.

1.1.1. Динамика течений в водоемах со свободной поверхностью

1.1.2. Перенос тепла в водоемах в летний период

1.1.3. Термические колебания в водоемах в летний период

1.1.4. Замерзание водоемов.

1.1.5. Динамика течений и перенос тепла в водоемах, покрытых льдом.

1.2. Водоемыохладители.

1.2.1. Показатели эффективности схемы использования водоемаохладителя
1.2.2. Типы водоемовохладителей.
1.2.3. Особенности термического режима водоемовохладителей
1.2.4. Термическая структура водоемовохладителей
1.3. Общие выводы по главе
Глава 2. Методы расчета термического режима водохранилищ и водоемовохладителей
2.1. Эмпирические методы расчета термического режима водохранилищ.
2.2. Эмпирические методы расчета термического режима водоемовохладителей
2.3. рименение методов численного моделирования при расчете водоемовохладителей
2.3.1. Одномерное приближение
2.3.2. Модели с применением коэффициента дисперсии.
2.3.3. Численное моделирование с использованием уравнений движения
2.3.4. Область применения упрощенных уравнений гидротермического режима
2.4. Глобальные математические модели.
2.5. Общие выводы по главе
Глава 3. Натурные исследования на водоемахохладителях теплоэлектростанций
3.1. Описание объектов исследования.
3.1.1. Шатурская ГРЭС
3.1.2. Водоемыохладители Шатурской ГРЭС.
3.2. Измерительная аппаратура и методика проведения исследований
3.2.1. Измерительная аппарату ра.
3.2.2. Методика проведения исследований
3.3. Основные результаты натурных исследований
3.3.1. Рекогносцировочное обследование территории, экологическое состояние прибрежной зоны.
3.3.2. Результаты изучения морфомстричсских характеристик водоемов.
Конфигурация объектов, размеры
3.3.3. Батиметрия объектов, распределение глубин, объемы объектов
3.3.4. Гидрологические условия исследуемых водоемов
3.3.4.1. Течения.
3.3.4.2. Общая циркуляция воды в водоемах
3.3.4.3. Уровни воды.
3.3.4.4. Водообмен в водоемахохладителях
3.3.4.5. Температурный режим.
3.4. Общие выводы по главе.
Глава 4. Описание и адаптация трехмерной модели.
4.1. История и перспективы развития
4.2. Основные уравнения модели и граничные условия.
4.3. Применение модели для целей исследования. Валидация модели по данным измерений.
4.4. Общие выводы по главе.
Глава 5. Результаты модельных экспериментов и рекомендации
5.1. Расчеты для экстремальных условий.
5.2. Расчеты для нормальных условий
5.3. Влияние ветра, влажности и облачности
5.3.1. Летний период
5.3.2. Зимний период
5.4. Общие выводы по главе и рекомендации
Заключение.
Список использованной литературы


В. Одровой [] течения, по причинам, вызывающим их, разделяют на гравитационные и фрикционные: Если после прекращения действия сил, вызвавших течение, воды некоторое время продолжают двигаться по инерции в том же направлении, такие течения называют остаточными, или инерционными. Выделяются также стоковые течения, которые образуются под действием гравитационных сил, отличаются регулярностью и являются следствием притока воды в водоем и оттока воды из него через замыкающий створ. Эти. A.B. Караушев [] отмечает в стоковом течении транзитное течение - часть потока, проходящую без потерь через какой-либо участок водоема. За счет перемещения вод из одной части водоема в другую формируются сточные течения []. Сейшевые колебания (вызывающие сейшевые течения) возникают в результате воздействия разных причин: резкого изменения атмосферного давления, быстрого прекращения ветра, подземного толчка и т. При этом движение воды в толще водоема имеет очень сложный характер и зависит от морфологии чаши водоема и характера сейш. Сейшевые течения, связанные с изменениями в распределении атмосферного давления именуются барогравитационными. К.И. Плотностные течения вызываются плотностной неоднородностью водных масс. Течения, связанные, с неоднородным прогревом воды в водоеме, неоднородной минерализацией или различной концентрацией взвешенных веществ, возникают под действием архимедовых сил при неустойчивой плотностной стратификации. Образование плотностных течений возможно и в случае притока вод другого качества извне []. Плотностные течения играют значительную роль в переносе тепла, особенно в слабопроточных водоемах. Фрикционные течения создаются за счет трения между слоями воды с различной плотностью - наиболее часто при воздействии ветра на поверхность воды. Ветровые течения - это сгонно-нагонные течения и вторичные течения, возникающие при выравнивании сгонно-нагонных уровней после уменьшения скорости ветра. Ветровые течения состоят из дрейфовых течений (в. Поверхностное дрейфовое течение в сочетании с компенсационным течением создает истровую вертикальную циркуляцию, которая играет большую роль в перемешивании вод и. В условиях прямой стратификации у наветренного берега водоема наблюдается увеличение мощности слоя прогретой воды, у подветренного - на поверхность выходят глубинные, более холодные воды. При обратной стратификации ситуация противоположна. В период установления ледостава это может повлиять на характер образования ледяного покрова. Всгер, действующий на поверхность воды, помимо течений и поверхностного волнения, может вызвать образование в водоемах внутренних волн. Суть этого явления заключается в том, что поверхность раздела между двумя слоями, различными по плотности, испытывает волнообразные колебания. Это могут быть волны, образованные за счет распространения волнения до поверхности раздела слоев различной плотности, вызванного ветром или сейшевыми колебаниями. Внутренние волны, появление которых вызвано температурным скачком, именуются. В работе [] предполагается, что эти течения оказывают существенное влияние на режим водоемов. В естественных потоках распределение скоростей течения по сечению зависит от множества факторов: формы сечения, шероховатости дна, глубины и уклона водной поверхности, наличия растительности и ледяного покрова, ветра, морфологии русла и поймы, русловых деформаций и т. Теоретическое описание поля скоростей представляет собой невыполнимую задачу. И -глубина потока, А - высота выступов шероховатости дна. Поскольку система уравнений, описывающих поле скоростей турбулентного потока, является незамкнутой, то и эти простейшие решения основаны па ряде допущений и на анализе обширного натурного и экспериментального материала. Из уравнения равномерного движения турбулентного руслового потока (закона Лоренца), используя понятие Л. Р — —4у = сіу, (1. Л. Прандтль, решая уравнение (1. Ч> - динамическая скорость; к - «постоянная» Кармана, равная 0. А - константа. Значения параметра т/у по данным различных исследователей изменяются в широких пределах, в результате при решении уравнения (1.