Гидравлические исследования поворотно-сопрягающих водопропускных сооружений с закруткой потока

• Автор: Карлос Энрике Морено Падилья
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ГЛАВА I. Обзор существующих водопропускных поворотных сооружений и конструкций с закруткой потока.

1.1. Анализ существующих поворотных водопропускных сооружений.

1.2. Предложение по использованию закрученных потоков в поворотносопрягающих водопропускных сооружениях

1.3. Существующие конструкции водопропускных сооружений

с закруткой потока

1.4. Гидравлические характеристики и особенности закрученных потоков

1.5. Теоретические исследования закрученных потоков вязкой

жидкости
1.6. Распределение скоростей и давления в закрученных потоках
1.7. Безразмерные характеристики закрученных потоков.
1.8. Гидравлическое сопротивление и поверхностное трение в
закрученных потоках.
1.9. Взаимодействие закрученных потоков в водосбросных сооружениях
1 Цель и задачи исследований
ГЛАВА II. Методика проведения исследований, моделирование и
обработка экспериментальных данных
2.1. Модель сооружения.
2.2. Экспериментальная установка.
2.3. Гидравлическое моделирование
2.4. Методика проведения эксперимента
2.5. Последовательность эксперимента.
2.6. Геометрическая характеристика тангенциального
завихрителя.
ГЛАВА III. Результаты экспериментальных исследований
3.1. Визуальная картина течения в поворотносопрягающем сооружении с закруткой потока
3.2. Гидравлические условия входа в сооружение.
3.3. Характеристики тангенциального завихрителя.
3.4. Установление длины камеры гашения
3.5. Выбор длины участка безнапорного отвода
3.6. Эпюры скорости в отводящем канале
3.7. Гидравлическое сопротивление и изменение удельной энергии по оси сооружения.
3.8. Гипотеза о гидравлических процессах в камере гашения
3.9. Распределение давления на элементы сооружения.
3 Оценка эффективности работы поворотносопрягающего
сооружения.
3 Выводы по главе III.
ГЛАВА IV. Гидравлический расчет поворотносопрягающего сооружения
4.1. Задачи гидравлического расчета
4.2. Определение пропускной способности
4.3. Расчет тангенциального завихрителя
4.4. Определение основных геометрических размеров сооружения
4.5. Гидравлическое сопротивление
4.6. Расчетные критерии эффективности работы сооружения
4.7. Последовательность расчета
4.8. Пример расчета
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 2 .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Предложена конструктивная схема водопропускного поворотно-сопрягающего сооружения с использованием закрученных потоков, совмещающая в себе функцию сосредоточенного поворота и функцию гашения избыточной кинетической энергии потока. Показана принципиальная возможность эффективной работы поворот-но-сопрягающего водопропускного сооружения с закруткой потока. Установлены оптимальные размеры элементов сооружения (камеры гашения и безнапорного отвода), обеспечивающие трансформацию закрученных потоков в осевой. Получена зависимость коэффициента суммарного гидравлического сопротивления тангенциального завихригеля и камеры гашения ? П0 - (? П0). Получены безразмерные эпюры скорости, характеризующие кинематическую структуру потока в отводящем канале. Предложены критерии оценки эффективности работы поворотно-сопрягающего водопропускного сооружения. Разработан метод расчета поворотно-сопрягающего сооружения, позволяющий определить основные гидравлические характеристики потока и геометрические размеры сооружения. Основные положения, выносимые на защиту. Закономерности гидравлического сопротивления в элементах сооружения. Безразмерные эпюры скорости, характеризующие кинематическую структуру потока в отводящем канале после сооружения. Основные положения гидравлического расчета поворотно-сопрягающего сооружения. Критерии оценки эффективности работы поворотно-сопрятающего сооружения. Практическая значимость. Практическая значимость результатов исследований заключается в возможности их использования при проектировании новых и реконструкции существующих оросительных систем и магистральных каналов в условиях предгорных районов. Предлагаемое сооружение может быть использовано так же для других нужд, например, нужд городской ливневой канализации. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации обсуждались на научных конференциях Инженерного факультета РУДН заседаниях кафедры гидравлики и гидротехнических сооружений РУДН и на Международной научно-практической конференции «Роль природообустройства в обеспечении устойчивого функционирования и развития геосистем», Москва, г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и содержит 0 страниц текста, в т. Автор выражает глубокую благодарность кандидату технических наук Розановой H. H. за неоценимую помощь в организации и проведении эксперимента. Глава І. Анализ существующих водопропускных поворотных сооружении. Поворотные сооружения на каналах оросительных систем горнопредгорной зоны работают в сложных условиях. Указанная сложность связана с тем, что потоки являются бурными, числа Фруда достигают больших значений - до и более, а скорости до м/с. В таблице 1. Киргизии и Колумбии. В условиях волнистого рельефа с большими уклонами местности предгорной зоны при трассировке канала (особенно на холостом участке) требуется большое количество поворотов на углы ’ ’ . На первый взгляд представляется возможным использовать для поворота бурного потока принцип, основанный на гашении кинетической энергии с помощью водобойных колодцев. Для этого в конце подводящего канала может быть устроен колодец-гаситель, в котором целиком гасится кинетическая энергия потока. От конца колодца может отходить отводящий канал в любом направлении. Этот принцип, на наш взгляд, самый простой и надежный. Однако, он не нашел практического применения из-за высокой стоимости, хотя и используется для поворота потока в лотковых каналах [7]. Более приемлемым для поворота бурного потока в каналах является принцип плавного поворота, а также принцип деления потока на части, с последующим слиянием после поворота в начале отводящего канала. Указанные принципы приняты за основу при конструировании поворотных сооружений на каналах с бурным режимом течения. На рис. Наклонные пороги оказывают воздействие, аналогичное воздействию переходной кривой (с разными радиусами), которая облегчает условия поворота. Па рис. Недостатками плавных поворотов является выплескивание воды за борт • канала и возникновение сбойных течений после поворота (рис. Рис. Рис. Таблица 1. То же трапецеидальное 1, 3,0 1,4 8, 0,0 IS-О. Рис. На рис. Принцип работы сооружения ясен из рисунка. Рис.