автореферат диссертации по энергетике, 05.14.10, диссертация на тему:Энерго-гидравлические характеристики водоприемников-водовыпусков ГАЭС

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСН01Х) ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ш.В.В.КУЙВШЕВА

На правах рукописи

НАХЛЕХ ВИСА!!

ЭНЕРГО-ПЩРАВЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОПРИЕМНИКОВ-ВОДОВШ1УСКОВ ГАЭС

05.14.10 - Гидроэлектростанции и гидроэнергетические установки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1991 г.

/

а

Работа выполнена на кафедре Использования водной энергии Московского инженерно-строительного института им.В.В. Куйбышева.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор МИХАЙЛОВ И.Е.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор ВИССАРИОНОВ В.И. - кандидат технических наук РОЗАНОВА Н.Н.

Ведущая организация - институт Гидропроект им.С.Я.Жука.

Защита состоится "18 " шня_1991 г. в 14^ час.

на заседании специализированного совета Д 053.11.04 в МИСИ иы.В.В.Куйбышева по адресу: Москва, Спартаковская ул., дом 2/1 в аудитории № 212

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИСИ иы.В.В.Куйбышева (Москва, Ярославское шоссе, 26).

Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, д.26, МИСИ им.В.В.Куйбышева, Ученый Совет.

Автореферат разослан " ,/¿0=—? 1991 г.

Ученый секретарь оУГ /сОД-ч^-

специализированного Совета / _, _

Д 053.11.04 / .АРШЕЙЁВСКИЙ

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.Неуклонный рост потребления электроэнергии в Сирийской Арабской Республике (САР) за последние 10 лет, вызванный развитием промышленности, других отраслей народного хозяйства и увеличением численности населения, приводит к необходимости расширения и укрупнения энергосистемы страны.

В связи с ограниченной возможностью использования потенциала водных ресурсов страны, в настоящее время намечается интенсивное развитие строительства тепловых и атомных электростанций.

Отмеченное вше является одной из основных причин все боль-пего интереса к сооружению гидроаккумулирующих электростанций (ГАЗС), способных повысить эффективность работы тепловых, атомных электростанций и энергосистемы в целом.

Характерной особенностью работы ГАЭС является движение воды в элементах ее проточной части в двух направлениях. Водо-приемник-водовнпуск гидроаккумулирующей электростанции является одним из элементов проточной части, форма и размеры которого оказывают влияние на энергетические и стоимостные показатели ГАЭС. Поэтому наличие рекомендаций по их проектированию является крайне необходимым. ,

Актуальность исследования водоприемииков-водовнпусков ГАЭС вызывается также тем, что в настоящее время как в СССР, так и других странах мира явно недостаточно теоретических и экспериментальных разработок, позволяющих обоснованно выбрать их оптимальную форму и размеры в конкретных условиях проектирования, а имеющиеся данные исследований водоприемников ГЭС не могут ответить на большинство возникающих при этом вопросов.

Цель и задачи диссертационной работы:Цедьи поставленных и проведенных автором исследований является разработка оптимальных форм и размеров конструктивных элементов водоприемников-водовы-пусков ГАЭС.

Для достияения поставленной цели в данной работо были реше-иы задачи экспериментального изучения влияния на характеристики потока и потери энергии в водоприемликах-зодовыпусках в насосном и турбинном режимах следующих факторов:

I) угла поворота колена; 2) радиуса кривизны колена; 3) длины прямолинейной вставки между переходным и выходным участками; 4) ширины водоприемника-водовыцуска, 5) степени расширения выходного (входного) участка.

Научная новизна работы заключена в результатах исследований различных конструктивных форм проточной части водоприемни-ков-водовыпусков ГАЭС. Установлено влияние угла и радиуса поворота колена, ширины водоприемника и длины прямолинейной вставки, расположенной мевду его переходным и выходным участками на характер и степень деформации распределения скоростей потока и потери напора в водоприемниках-водовыцусках» Предложены эмпирические зависимости для коэффициента сопротивления водоприем-нйка-водовыпуска от его четырех геометрических параметров (угла и радиуса поворота колена, ширины водоприемника и длины вставки) в насосном режиме работы.

Практическая ценность работы состоит в том, что подученные зависимости для значений коэффициентов сопротивления водо-приемников-водовыпусков ГАЭС от геометрических. парамэтров элементов их проточной части позволяют обоснованно выбрать их оптимальную форму и размеры в конкретных условиях проектирования и тем самым повысить эффективность ГАЭС.

Объем работы . Диссертация состоит из введения, четырех глав,, основных выводов и списка использованной литературы ( 66 наименований). Общий объем работы 196 стр., в той числа машинописного текста, 69 стр.рисунков, 15 таблиц.

На защиту выносятся:

I. Результаты экспериментальных исследований характеристик потока и потерь напора в водоприемниках-водовыпусках ГАЭС, различающихся компоновкой, формой и размерами составных элементов, в насосном и турбинном режимах работы;

2. Эмпирические зависимости для определения коэффициентав сопротивления водепривмников-водовыцусков ГАЭС в насосном режима работы.

В первой главе диссертации приведен обзор имеющихся теоретических и экспериментальных исследований элементов и всегс проточного тракта водоприемников ГЭС? и ГАЭС.

Исследованиям водоприемников ГЭС посвящено большое число теоретических и экспериментальных работ. Однако, эти данные

только в некоторой степени могут быть использованы при проектировании водоприемников ГАЭС, поскольку последние работают не только в турбинном, но и в насосном режиме, то есть в значительно более неблагоприятных условиях. В связи с этим в обзоре приведен анализ имеющихся' предложений по расчету характеристик движения жидкости в составляющих элементах напорных водоприемников ГЭС и ГАЭС и определении потерь напора в них. Анализом установлено следующее.

Рекомендуемые различивши авторами формулы для определения потерь напора в конических диффузорах на расширение потока при одинаковых углах диффузорности дают существенно различающиеся результаты.

Характер изменения степени расширения т и угла диффузорности 2 /} по длине выходного участка водоприемников ГАЭС и конических диффузоров неодинаковые. В конических диффузорах угол 2>3 сохраняется и т убывает по длине, а в водоприемниках как угол диффузорности, так и степень расширения возрастают по длине выходного участка.

Гвдравлические характеристики потока в колене зависят от многих факторов: структуры потока на входе и на выходе из поворота, радиуса л угла поворота, формы поперечных сечений и др. Известные теоретические формулы для расчета скоростей и давления не учитывают всех этих факторов и не позволяют надежно определять трансформацию скоростей и давлений по длине поворота.

При расчетах гидравлических систем общую потерю напора обычно находят как сумму потерь, виз ванн« каяддам сопротивлением в отдельности. Однако, на значение коэффициентов местного сся-ротивления влияют условия подхода жидкости, в частности, распределение скоростей по сечению. Поэтому действительные потери напора в водоприемниках-водовыпусках,которые представляют собой набор местных сопротивлений, как правило, отличаются от рассчитанных методом суммирования. Они могут быть как больае, так и меньше действительных.

Таким образом, использование формул, рекомендуемых для оIV ределения коэффициента сопротивления элементов водоприемников ГАЭС, особенно в несосном режиме работы, нельзя считать обоснованным.

. Исследованиям водоприемников ГАЭС посвящено ограниченное число работ. Известные нам экспериментальные исследования выпол-

нены в МИСИ, в НИС'е Гидропроекта им.С.Я.Жука, В.Реберником, Ф.Ярош, В.Лейхал, Скаличка (Чехословакия) и др. Большинство этих работ посвящено конкретным объектам, поэтому круг рассмотренных в них вопросов ограничен. Кроме того, полученные в этих исследованиях данные и рекомендации по ряду вопросов не согласуются между собой.

Из вышесказанного можно сделать вывод о том, что вопрос об условиях работы водоприемников ГАЭС изучен недостаточно. В связз с этим, была поставлена задача исследования характеристик потока и потерь напора в водоприемниках ГАЭС, различающихся степенями расширения выходного (входного) участка, шириной водоприемника, длиной прямолинейной вставки медду переходным и выходным ■участками, углами и радиусами поворота колена.

Во второй главе излагается методика проведения экспериментальных иследований и обработки полученных материалов, приводится точность выполненных измерений и дается описание лабораторь-ной установки.

Экспериментальные исследования проводились в аэродинамической лаборатории МИСИ им.В.В.Куйбышева на воздушной установке с диаметром трубопровода 120 мм. Модели водоприемников в турбинном режиме монтировались на всасывающей, а в насосном режиме -на нагнетательной линии воздушной установки.

Опыты проводились б автомодельной области при числах Рейнольдса в трубопроводе (1,6 + 1,88)10^ и скоростях воздуха-19+23 м/с. Расход измерялся расходомером Вентури, а характеристики потока и удельная энергия- цилиндрическим зондом диаметром & мм с тремя отверстиями и паров'«« зондом с диаметром шарика 8 мм с использованием спиртовых наклонных микроманометров.

Характеристики потока изучались в зависимости от варианта водоприемника в 3 + 8 сечениях по длине (рис.1). В каждом сечении было от 20 до 60 мерных точек.

Удельная энергия измерялась в 20 точках в сечении, расположенном на трубопроводе в насосном режиме на расстоянии 2,34df, от началами пуска или колена при его наличии. В турбинном режиме измерение энергии проводилось на расстоянии 34,0 dt от конца водоприемника . За величину удельной энергии принималась средняя по сечению энергия.

Максимальные относительные сэибки в исследованиях составили:

F

Рис Л Исследованные схемы моделей водоприемников. А - переходной участок (2 Д>к= ? ), В - прямолинейная вставкь, С - выходной (вход) участок, К - колено

(А-А, А-А, ..., F-P ) - мерные створы

при измерении расхода - 0,3%, .скорости - 0,5+ 2,5$, коэффициента сопротивления водоприемника в насосном режиме - 1,3 4 1,8%, а в турбьнном режиме - 0,6%.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований прямоосных водоприемников в турбинном и насосном режимах работы.

Были исследованы водоприемники-водовыпуски отличающиеся шириной ( Ььа). - 1.0; 1,3 и 1,67 вь ) , длиной прямолинейной вставки между переходным и выходным участками ( 6»ст = О;Х и 3 d¿ ) и степенью расширения выгодного (входного) участка, т.е. отношением площади его выходного сечения к площади входного сечения = Шц;/СОс-С = 1,15 и 1,56.

Переходные участки представляли собой А^ - переход с "круглого сечения водовода диаметром 120 мм на квадрат со стороной 120 мм; Ад - переход с круга на прямоугольник 120 х 156 мм ( с)ь х 1.3 ¿ь ) и Ад - переход с круга на прямоугольник 120 х 200 ш ( Ь-6ь и Ььсг «• 1,67 ). Эквивалентный угол диффуэорности переходных участков сохранялся и был равен 2/3« »7°.

Наиболее существенными результатами этих исследований являются следующие:

Характеристики потока. Экспериментально установлено,что в насосном режиме наблюдается влияние не только предыдущих элементов водоприемника на работу последующих, но и влияние последующих элементов на характеристики потока и потери напора в предцдущих элементах. С ростом степени расширения выходного • участка от 1.15 до 1,56 неравномерность распределения скоростей в переходном участке в насосном режиме уменьшается, вместе с тм в выходном участке появляется отрыв потока от потолка на участках, | где угол его наклона становится более 15 + 17°. При двухстороннем расширении выходного участка, как показали исследования Шах Зара Леваля, эпюра скоростей симметрична относительно его оси и отрыв потока появляется на участках, где эквивалентный угол расширения примерно в два раза больше, чем при однострон-нем расширении, то есть при углах 26 +30°. Это связано с тем, что в последнем случае в расширении по высоте водоприемника принимает участие весь поток, а при одностроннем расширении выходного участка только верхняя часть потока участвует в расширении.

— ■у -

Наличие вставки между выходным и переходным участками в целом приводит к улучшению характеристик потока в насосном режиме и способствует увеличению эквивалентного угла диффуэор-ности проточной части, при котором начинается отрыв потока от потолка.

В турбинном режиме во входном участке распределение скоростей по вертикали при одностроннем и двухстороннем сужении водоприемника аналогично распредел&нию скоростей транзитного потока в насосном режиме. Выравнивание скоростей наблюдается на относительно коротком участке. В конце прямолинейной вставки, распределение скоростей по сечению достаточно равномерно и практически одинаковое для всех1 исследованных вариантов водоприемника.

Потери напора.Коэффициент сопротивления водоприемника в турбинном и насосном режимах зависит от степени расширения

тбыд.уч « ИИР11Ш водоприемника и длины прямолинейной

вставки.

В насосном режиме основными потерями напора являются потери на выходе потока, которыо составляют 80+905? в водоприемниках с переходником А^; с увеличением ширины водоприемника потери на выход в связи со снижением скоростей уменьшаются и при 6ьо9 = 1.67 дь они составляют 60*70% от общих потерь. Поэтому увеличение ширины водоприемншса как в насосном, так и в турбинном режимах уменьшает коэффициент его сопротивления.

С увеличением длины прямолинейной вставки до 3,0 дь , несмотря на увеличение длины водоприемника, потери напора в насосиоы режиме уменьшаются. В турбинном режиме вставка не оказывает существенного влияния на характеристики потока и создает дополнительные потери напора на трение.

Увеличение степени расширения выходного участка как в насосном, так и турбинном режимах приводит к уменьшению значения коэффициента сопротивления, водоприемника за счет уменьшения средних скоростей в его еыходном (входном;) сечении .

Четвертая глава посвящала анализу результатов исследований водоприемников-водопыцусков при наличии колена перед последними в турбинном и насосном режимах работы.

Для выявления влияния колена были исследованы компоновки водоприемников-водовыцуснов с коленами круглого поперечного сечения с радиусом кривизны Яо - 3 и 1,5 с1& и различными угла-

- ю--.

ми поворота 8 » 30, 60 и 90°, диаметр круглого поперечного сечения колен был равен диаметру водовода, место расположения колен показано на рисунке I.

Было проведено три серии исследований. В первой серии изучалось влияние изменения угла поворота колена с радиусом кривизны Яо «• 3 на характеристики потока и потери напора в водоприемниках с различными степенями расширения выходного участка, длинами вставки и ширинами водоприемника, в насосном режиме работы. Результаты исследований показали, что в пределах колена наблюдается существенное переформирование эпюр скоростей потока. В начальной пасти колена зона максимальных скоростей ремещается от оси к внутренней стенке поворота в пределах угла # » 15°, затем зона максимальных скоростей начинает перемещаться от внутренней стенки к внешней и на выходе из колена эта зона располагается несколько выше оси поворота. Зона отрыва потока от внутренней стенки колена начинается примерно в сечении, расположенном под углом й = 30 к начальному сечения независимо от угла поворота колена. Поэтому при угле поворота колена "6 и 30° отрыв потока начинается практически на выходе ив колена и продолжается в пределах водоприемника. При отсутствии прямолинейной вставки эта зона развивается до выхода из водоприемника. При этом увеличение ширины водоприемника способет-1 вует увеличению отрывной зоны.

, При наличии вставки длиной Збъ зона отрыва потока эаган-' чивается в пределах водоприемника, а зона максимальных скоростей на всем протяжении находится в верхней половине сечения. Поэзо&у I при X » 30° имеет место больная неравномерность распределент скоростей потока. ■

При углах поворота колена 60 и 90° как при отсутствии,тах и при наличии вставки отрывная зона располагается в пределах колена и частично перзходного участка; в выходном сочетш распрэ-деление скоростей существенно более равномерное чем при Ц =30° Сопоставление характера распределения скоростей в подо(^ 1гых прямоосных компоновках водоприемников и в водоприемниках - с коленами показывает, что он качественно различный. Если в прямоосных водоприемниках максимальные скорости имеют место примерно в средней части поперечных сечений, то в водоприемниках с коленами наибольшие скорости наблюдаются в верхней половине се-• чений выходного участка.

Результаты энергетических исследований водоприемников-водовыпусков с радиусом поворота колена = 3 ¿ь показывают следующее:

Во всех исследованных компоновках водоприемников коэффициент сопротивления водоприемника в насосном режиме уменьшается с увеличением степени расширения выходного участка и ширины водоприемника. Наличие прямолинейной вставки создает в целом положительный эффект, например, в водоприемниках шириной 1,0 оптимальным вариантом является водоприемник с вставкой длипй

^бст = I с){ при всех углах поворота колена. Для водоприемников шириной Ькх). = 1,67 6ь при углах поворота колена до 40° увеличение длины вставки до 3 приводит к значительному уменьшения коэффициента сопротивления водоприемника, а при углах поворота колена X 60° наличие вставки длиной не более 1,0с/ь дает незначительное снижение потерь напора, а длиной 3,0с1& несущественное увеличение потерь напора.

Характер зависимости коэффициента сопротивления водоприемника £ил<и от Угла поворота колена ¿С во многом зависит от длины вставки . В водоприемниках без вставки вид зависимости" Р(X) при всех ширинах водоприемника одинаковый: с увеличением угла поворота колена X от 0° до 30° значения коэффициента сопротивления водоприемника возрастают до максимума, а при дальнейшем увеличении угла й значения „т падают до своих наименьших значений в диапазоне углов & = 60 * 90°. Отметим, что значения ^*ла» при У я 60 и 90° практически такие зэ, как и для прямоосных компоновок.

При наличии вставки длиной 3 с1ь в водоприемниках шириной 1,0 А значения непрерывно возрастают с увеличением угла

поворота колена, а при Ь^ » 1,67«^ характер зависимости

Р1 такой же как и при отсутствии вставки; для водо-

приемников шириной 1,3 вь характер указанных зависимостей занимает промежуточное положение.

По опытным данным построена топограмма значений кооффициш-та сопротивления модельных водоприемников в насосном режиме от трех параметров (угла поворота колена, ширины водоприемника и длины прямолинейной вставки), которая позволяет достаточно бистро и легко найти гго полное значение для любого варианта подоприемника, геометрические характеристики которого находятся в диапазоне

исследованных значений. Б точках между кривыми £,„„1U=cons^ ана_ чения коэффициента сопротивления водоприемника рекомендуется находить цутем линейного интерполирования. Погрешность определен»! значения по топограмме не превышает 2 * Ъ%.

Зависимость коэффициента сопротивления модельных водоприемников в насосном режиме от угла поворота колена, ширины водоприемника, длины прямолинейной вставки, а также радиуса поворота колена в диапазоне Я0 ■ (2 + 4)с)& с учетом экспериментальные данных ранее проведенных исследований на кафедре Использования водной энергии МИСИ им.Б.В.Куйбышева может быть апроксиыирована следующей формулой

= 0,294 *( И - 2,58 V +1.55 )-0,177-^? + 0,017-^(

+ Ш-1)( ^-1 )(-§*--3)2+0.7 6 <х> Щ Оь

где X в рад.

Для натуры, где шероховатость стенок и значения коэффицда -нтов сопротивления трения Л могут отличаться от модельных . Коэффициент сопротивления водоприемника в насосном режиме рекомендуется определять по формуле

^н л<м ~ ( 1 ~ К ) ^1н.пи + ^ ^н.лои д р^д ^

коэффициент сопротивления натурного водоприемника;

полученные нами модельные значения коэффициентов сопротивления водоприемников, определяемые по формуле (I) или соответствующим графическим зависимостям;

доля потери напора на трение от общих потерь ц модельном водоприемнике;

коэффициент потери напора на трение в водоприемн- ' ике, определяемый как сумма коэффициентов потерь на трение, отдельных • его участков,полученных по справочным данным; коэффициент сопротивления трения в натуре;

где

£Н

Пн ли ~ ьм

Чн пол "

К =

Г

ур Кн.та

ьм

Чтр

Хн -

Ьь^М

- без вставки

----- с вставкой

Рис. 2 Зависимость кои$$ициента сопротивления водопризм-ников-водовыпусков в насосном рожимэ от угла поворота колена, ширины водоприемника-водовыпуска и длины прямолинейной вставки „В* при Гус)ь=3 , 2/3-7" , тЬи(Ч,= 1,56 .

0,0145 - коэффициент А для моделей.

: Во второй серии исследовались модели водоприемников-водо-выпусксш с коленом при R0 >1,5 dt в насосном режиме. Результаты показывают, что характер распределения скоростей в пределах данных водоприемников подобен характеру распределения скоростей при Ro=3dfc . Отличие состоит лишь в том, что при угле поворота колена X = 60° в водоприемнике с Ro = 1,5 зона отрыва потока увеличивается по высоте и длине, на выходе из водоприемника увеличивается степень неравномерности, а зона максимальных скоростей перемещается вниз и располагается ниже оси водоприемника. Поэтому в водоприемниках с углом поворота колена V = 60° значительно возростаюг потери напора во всех исследованных вариантах водоприемников.

. Влияние степени расширения выходного участка, ширины водоприемника и длины вставки на потери напора в водоприемниках с радиусом кривизны колена Ro >1,5 <3ь такое же, что и при ft0=3d4

На рис.3 представлена топограмма зависимостей коэффициентов сопротивления модельных вариантов водоприемников от его геометрических параметров при R„ » 1,5 в насосном режиме. Предлагаемая апроксимирующая формула для значений имеет

вид

К-пш = °'086 Й"2- 4,07 * + 3.87) -0,158 ^ +

0,02 /-1,25 8-0.5) + 0,672 <3)

<4

Для натуры значения £)« л<м пр" fto - 1,5 d(, вычисляются по формуле (2).

Третья серия экспериментов посвящена изучению водоприемни-ков-водовыпусков в турбинном режиме без пазов и сороудерживавщих рэиаток. Были исследованы та se модели водоприемников, что и .в насосном режиме при ширине водоприемника èt»f » I de . Анализ результатов энергетических исследований показывает, что значения • коэффициентов сопротивления водоприемников в турбинном режиме в зависимости от варианта в 2 + 7 раз меньше, чем в насосном; увеличение угла и радиуса поворота колена в турбинном режиме приводит к существенному росту коэффициента потерь напора.

- без вставки ( ^сг/с^О)

-----С ВСтаВКОЙ ( (иг/ ¿6=3)

— 1при^=о/ 1при4Я=3 Рис. 3 Зависимость коэффициента сопротивления водо-

приемников-водовнпусков в насосном режиме от угла поворота колена,ширит водоприемника-водовыпуска и длины прямолинейной вставки,б"при Я0/с1ь=1,5 , 2В-Т ,т = 1.56..

Наличие прямолинейной вставки в турбинном режиме ьо всех исследованных моделях водоприемника, как уже отмечалось, создает дополнительные потери напора, поэтому значения возрастают

при наличии вставки.

Увеличение ширины водоприемника и степени расширения его входного участка приводит к. уменьшению значения коэффициента сопротивления.

Опытные значения коэффициентов сопротивления водоприемников как в насосном, так и турбинном режимах существенно отличаются от расчетных значений и значений экспериментально-расчетных коэффициентов потерь напора, полученных или путем суммирования расчетных значений для всех конструктивных элементов водоприемника, или путем суммирования опытных значений для прямоосных вариантов и расчетных значений коэффициентов сопротивления колен, вычисленных по справочным данным, В связи с этим надежно определить потери напора в водоприемниках с коленами расчетным путем с использованием имеющихся рекомевдащй не представляется возможным.

- 17 -

ОБЩИЕ вывода по РАБОТЕ

По результатам проведенной работы можно сделать следующие основные выводы:

I. Проточная часть водоприемников-водовыпусков представляет собой сочетание местных сопротивлений, которые оказывают взаимное влияние на характеристики потока и потери напора в них как в турбинном, так и насосном режимах заоо а. В связи с этим экспериментальные значения^ их коэффициентов сопротивления существен^ но отличаются от значений, определенных расчетным путем с использованием имеющихся рекомендаций.

2. В прямоосных компоновках водоприемника с одностронним расширением выходного участка отрыв потока в насосном режиме наблюдается у потолка выходного участка и появляется на участках где угол наклона потолка к горизонту' превышает 15°+ 17°.

При наличии колена поток отжимается вверх к потолку водоприемника и отрывается от внутренней стенки колена. При угле по? ворота колена й => 30° и наличии прямолинейной вставки между переходным и выходным участками длиной 3 сЛь отрывная зона за- -канчивается в пределах водоприемника, а при отсутствии вставки эта зона развивается до выхода из водоприемника; зона максимальных скоростей располагается в верхней половине сечений и имеет место большая неравномерность распределения скоростей.

При углах поворота колена 60° и 90° как при отсутствии,так и при наличии вставки отрывная зона располагается в пределах колена и частично переходного участка; в выходном сечении распределение скоростей по вертикали достаточно равномерное.

3. Потери напора как в прямоосных компоновках, так и при наличии колена, зависят от степени расширения выходного участка

и ширины водоприемника. С увеличением этих параметров коэффициенты сопротивления водоприемника в обоих режимах работы (насосном и турбинном) падают.

4. Наличие вставки в турбинном режиме не оказывает существенного влияния на распределение скоростей, создает дополнительные потери напора и увеличивает значения коэффициента сопротивления водоприемника. В насосном режиме наличие прямолинейной вставки приводит в целом к положительному эффекту: например, в водоприемниках шириной (с!6 оптимальным вариантом явлчотся водоприемник с вставкой длиной €ечгг= 1с1а при всех углах поворота колена; для водоприемников шириной Ьь^ а 1,67 с1<, при углах поворота

колена до 40° увеличение длины вставки до 3 с!& приводит к значительному уменьшению коэффициента сопротивления водоприемника, а при углах поворота колена 60° наличие вставки длиной не более I 6ъ дает незначительное снижзние потерь напора.

5. Увеличение радиуса поворота колена с 1,5до 3,0¿ь в насосном режиме работы приводит к незначительному увеличению потерь напора при углах поворота колена й « 30° и 90°, а при

Й * 60° - уменьшает потери напора.

В турбинном режиме работы оптимальным по потерям напора является радиус поворота колена => 1,5

6. При ширине водоприемника 1,0 ¿в и радиусе поворота колена Я0 =1,5 наибольшие потери напора в насосном режиме работы наблюдаются при угле поворота колена й = 60°; увеличение и уменьшение угла й приводит к снижению потерь на* пора; при радиусе поворота колена 3,0 с)ь и наличии прямолинейной вставки длиной (I + 3)с1б наименьшие потери наблюдается при углах поворота колена V 30 * 60°, а при отсутствии вставки - при % » 604- 90°.

В водоприемниках шириной 1,3 с)б наименьшие потери напора наблюдаются для радиуса поворота колена Ко =» 1,5 ¿ь -при угле поворота колена Й « 90°, а для Во =» 3,0 ¿ь -щи 6 ш, 60 + 90о.

7. Коэффициент сопротивления водоприемников-водовыпусков с коленами и без них в насосном режиме работы в зависимости от вариантов в 2 + 7 раз больше, чем в турбинном. -

8. Опытное значение коэффициента потерь напора, учитывающего потери в водоприемнике и колене, в насосном режиме, как правило, существенно отличается от суммы опытного значения коэффициента потерь прямоосного водоприемника и коэффициента потерь напора в колене, вычисленного по имеющимся в литературе рекомендациям. Поэтому достоверное значение коэффициента сопротивления водоприемника с коленом в насосном режиме может быть получено только на модели, включающей собственно водоприемник и колено.

9. Наши исследования и выводы относятся к водоприемникаи-водовыпускам без пазов и сороудерживвгащих решеток. Для выявления их влияния на коэффициент сопротивления водоприемника, особенно в насосном режиме работы в дальнейшем необходимо провести специальные дополнительные исследования этого вопроси.