автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Характеристика потока и параметры крепления русла за приливной электростанцией

.3 С 2 9.55

Московская ордена Трудового Красного Зкаменл инкеперио-строателышП ппстзтут г„м. В.В.КуГ.бглева

На правах рукописи

чнонг та БЕН

Уда 627.311.21-827:532.5

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА И ПАРАМЕТРЫ КРЕПЛЕНИЯ РУСЛА ЗА ПРИЛИВКОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

05.23.07 - Гидротехническое н мелиоратлшоо строительство

Автореферат

диссертации па соискание ученой степеня кандидата технических наук

Москм - 1591

Работа выполнена в Московском ордона Трудового Красного Зиамопл шкоиерно-строителыюм лпстптуте им, В.В.Куйбкаова

Цоучтгй руководатяль - доктор технических наук, профессор Воробьев Геннадий Афанасьевич

О&ддоишше оппоненты: доктор технических наук, профессор Боровков Валерий Отелаловпч

кандидат техничес лх наук, доцсдт Черных Ольга Николаевна

1 -

Водуиео предприятие : Гпдропроокт им. С.Я.Еука

Заката состоится " Л$ " <ЫЯ^алл 1992г. в час,

на заседании споциатазЕрованного совета Д 053.11.04 при ЫПСИ им. Б.В.Куйбшг.еЕа, ло адресу: Уосква," Спартаковская ул., д.г/1 атд. Ир

С диссертацией ысшю ознакомиться в библиотеке института.

Просим Бас принять участие в защито и направить Еаш отзыв по адресу: 129337, '.Ьс:сва, Ярославское пюссь,д.26,гЛ1СИ см. В.В. Ку£бкзева, учений совет.

Автореферат разослан " Л. " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 053.11.0-2

.Н.Н.АраэнэвоЕай

: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАТлПН

зтяции ^

_ Актуальность- пябото. В связи о ростом энергопотребления а .

палдчпек тэпдопцяя к педорогаппп оргаютсекого топллвп уге соь-^ чао все болкее распроотрагоппо гсолучавт альюрпатяпшо поточлз-ка спорта!. Более -того, „аобходацость загдтц скрутгг,зи среди от продшлс гибросов топлових электростанция, использувцах твердцз, . глдкяо п газосбразииэ топлива йрянсла к шетявпецу поиску технологий г.спольз0Е21пя датрадидаоштх пмочпкяоп энергия. К нем могут бить- отлесош и црнлпвшо электростанция, пепользукзго энергии • морских ирзллгоз, которая является во-первих возобновляемо!!, Во- вторих практдчоскя экологачсскя «стоя; так кал стронтелхсг-ио КС по приводят к затоплошго допошттэлыщг шкстдеа супа.

Согласно одегко экспертов, тгорзтачзсп! за счет лепойьзогйп НЯЯ всей экоргап ЛрЯЛТЗПОВ, 3 кяре СОЛНО ггрг! 5-К0ТрОВОЙ ВЦССТО пригавяой золш получать света 600 ТВ т.ч. олектрсопорглп в год. Нааболшпм потенциалом, кгй счптпэт, обладает залив Сзпдп (Кп-пэдд - 230 тВт.ч/год), Белое ыорэ (СССГ - 140 тВт. ч/год), а

Атлантическое побэрезьа сракпа (ЮОтЗт. ч/год). 3 настоящее время построегад ПЗС Рапс во Сряпгап, ПЭС Ашшвсето в Канада, {Снслогубская ПЭС в СССР, п тря ясболглто станцпи в КНР. В последнее время папбадео поропеятазиим счзтается прэдяагешыЯ в Советском Соязз паславноя метод строительства ПЭС, по которое возведена Кпсясгубсдая ПЭС п пла5иру0тся строительство иезопскоя, Кя-;кскоЯ, ТугуР"»о:1 ГИС. Проекта всех этих отанцяп смею? совкесдая-^уп компоновку турбаппего я иодослязпсго трактов.

Для обеспечения надехнеп работа блоков ПЭС иеобходзко ви-Поглать заедту пх подводного сскогшхлл от рашатов, 'соатакагеях 32 очет воздеЯствая чурблшгого а водоеллвпого потоков.

Агалогичная проблема ухе многте годи амеет кеото вря кок-

. струировапяи совмецошшх ГЭС. К настоящему временя в СССР п за рубежом выполнены обширные исследования, связашие о задачей проектирования каменного крепления за сог.-е^зшк.а ГЭС. Однако возможность непосредственного псЕальзова}шя этих разработок дая назначения габаритов крепления за совмещенными ГОС вызывает серьезные сомнения в основном по следующим причинам. Во-первых, за совмещенными ЕЭС исследовались либо донный , либо поверхностный реяимы оопрянешя потока, а за ГОС как правило имйет место переходный от донного к поверхностному. Во-вторых экспериментально исследования гидравлики совмещенных ГЭС выполнялись либо пра наличии вертикального гидроагрегата, либо на турбинном тракте вообще отсутствовала турбина. В современных совмещенных ПЭС наиболее перспективно применение горизонтального капсульного агрегата При этом соотношение расходов водослива и турбинного тракта у ГЭС изменяются в пределах а У ПЭС ¿?г/с?г =0-1.

По атим причинам кишматические и турбулентные характеристики потока за совмещенной ПЭС будут совершенно пиши.

Цель работы и задачи исследований. Цель работы заклвчалась в том, чтобы ш основе экспериментальных п теоретических исследований создать методику расчета габаритов каменного крепления шзконапорных ПЭС. С учетом этого были сформулированы задачи исследований:

I..Изучить гидравлические параметры потока на водосливе совмещенной ПХ и усовершенствовать методику их расчета,-

2. Исследовать характеристики потока за блоком совмещенной ПЭС в специфических гидравлических условиях: для соотношения расходов водослива й турбины в диапазоне <Яв/<5?г = 0-1 для пе-. реходного рог.'.ма сопряжения бьефов и при наличии капсульного гидроагрегата. В число параметров потока, подлежащих исследовашио

входили: коэфф:щкен,га Коряолиса и Буссингсха в ^иходном сечении отсасывающей трубы, режим течения на водосливе к ратин сопряжения за ним; распределения (придонных), длина затухания турбулентности и др.

3. С учетом полученных характеристик потока разработать методику расчета габартов каменного крепления.

Научная новизна и практическая значимость работы. В диссертации исследована схема совмещенной ПЭС с поверхностно водосливом. Основные элементы научной новизны работы заключаются в следующем:

-усовершенствован способ-расчета гидравлчрских характеристик потопа на водосливе совмещенной ПЭС и исследованы величины коэффициентов Кориолиса и Буссинеска в выходном сечении отсасывающей трубы гидроагрегата. При этом полученные экспериментальные зависимости позволяет определить как режим течения' на водосливе, так и режим сопряжения бьефов;

-изучен характер распределения максимальных актуальных и пудьсационных скоростей за блоком ПЭС в условиях переходного режима сопряжения бьефов;

-разработана методика расчета параметров каменонабросного крепления за блоком ПЭС с учетом использования элементов теории ладежь ">сти.

Практическая значимость работы определяется возможность*) использования разработанной методики при проектировании каменонабросного крепления в бьефах ПХ (или ГЭС аналогичной конструкции) в условиях переходного режима сопряжения бьефов.

Апробация. Результаты исследований были доложены на Всесоюзной конференции молодых спецалистов по вопроса гидротехнического строительства в гор>!кх условиях в г. Кобулгти ь 1989г. на Б^есом-

кой конференции молодке ученых и специалистов I! 19Э1г. Материалы двух докледоз. были опублжовалы.

Объем работа. Дисспртационная работа, состоит из введашш, четыре:: глав, гыводов, списка ислользовакгых источников (142 наименований) и включает 124 страницы машинописного текста, .62 страницы с иллюстрационно-гр&фическ!3.1 материалом, 25 страниц с таблицами, 14 страниц библиографии, • 5 страниц прагожеиий. .

На. загиту выносятся:

-уссзериекствоБадный метод расчета резиш: сопряжения бьефов совмещенной ПЭС;

-кетод расчета характеристик потока оа блоком ПЗС- а переходной режиме сопряжения бьефов;'

-разработка методики расчета конструировать каменного крепления русла за блоком ПЭС.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность теш диссертации, са основная цель к задачи исследований, изложена научная новизна л практическая ценность работы, дана информация о реализации работы

В первой главе диссертации приводится обзор I анализ проблем гидравлики существующих ".соБцецешак ГЭС и ПЭС. Откачаетая перепей тивность строительства приливных электростанций как одного из основных видов нетрадиционных источников энергии Подчеркивается, что в отличии от речных ГЭС низконапорьая совхе^знгшг ЯЭС с горизонтальны!! капсульныы гидроагрегатом работает п слезных гидравлические: условиях, н при больном числе регк^са работы блока (всего С репимов работы). Опыт эксплуатации Кислогубской ПРС показывает, что важнейшим факторои для обеспечения надежности работы блоков ПЭС является залога их подводных оснований от раз'щза под воз-

действием водослтаного и турбинсго потоков с поь'ХпзнноЯ турбулентностью. Так;гл образен, данные об шгаенеиапости турбулентности и ей затухании по дл;п'г зреплоиия язляатся яеобходшлм! для прозедсн'.'л расчетов кпупности кодзя и его протяженности едоль потока.

Во пторой глада дается списание экспериментальной установки, методики проведения нсследоган:;", исдол-.фовапщт к обработки экспериментальных данных.

Анализируя дальне Еодноэнергетичгских расчетоз работы Тугур-ской ПЗС, а тагам схему работи спит::с,Ч КислсгубсксЯ ПЭС отаечено, что прямой турбинный р-::па: (ПТ?) с большим перепадом уровней . бассойг.с-!.'оря саня/сят онгшггельиуо часть (50-703) от общего врэ-кенл цикла работа блока ПЗС. Вследствие этого актуальная придон-нзл скорость l. шжкеи бьефз, которая стг.талтсл определяем фак-тсрои для разгара кокструкц'Л! крепления, увеличивается, поэтому для исследований устойчивости конструкций крепления, прямой тур-бшший peí-t:;;.! 6ivi еыбрал в качестве расчетного.

Экспериментальное исследования проводились в лаборатории кафедры ет-утротехнкческих сооружений Ш'СИ на гндрал.имесксП модели согг.'З^еьноЛ Т^гурскоЛ ПОС. Педель била выполнена из оргстекла з ;.:асзтаЛе I .: 57. Осношэ;з разбери модели били следугсуыи: длина "оверхностного водослива L = 184 см» еысотз уступа содо^ слпвз.'«^=39,5 см, яозфЗигцяент прсстранстгзнности р = 0,7, число лопастей нглргвляспгго аппарата 20, геометрия проточной части агрегата (родгодятцего-отзедяцего трактов, к ir. су л: i, статора) на . кодэли пмпоянет в соотгэтстз:!!; с эскизшдм проектом. C¿3. На валу :<czp.7l::cvo агрегата устглаэлнвалоса ток-юзнге устройство для ■ сняс/л Г зд р аз л пч е ск их характера стик турбики, а тамт.е для регулирован/..! частота зрачачня гидроагрегата. В гедравличесхом лотке аиподнены систем? питания бьефов модели н перелианыз устройства

для регулирования уровней воды (см. рис. 1).

■ Турбинный расход, изменяющейся в пределах 9-28 л/с, измерялся

мерным треугольным водосливом. Диапазоны факторов, варьируемых в

ходе экспериментов приняты следующими: соотношение расходов турбшп

и водослива X, 0-1 ; глубина нижнего бьефа 37-44 см ^в нату]

21-25 м) в ее безразмерная велич"на 0,95 - 1,10 ;отно-

сительная координата на удалении от блока ПЭС Х=у= 0 - 10 . Ьоде-

Ч

лирование га-чавлических явлений за блоком ПЭС осуществлялась по критерию 4руда, при этом число Рейнольдса в модели составляло

(0,40-1,05)105, число Сруда на носке водослива 1Ц=1,0-4,6 , утлы открытия лопастей направляющего аппарата 30-87°; углы разворота лопастей рабочего колеса (р = 15-31°.

С целью задания реальных по к.п.д. режимов работы горизонтального капсулыюго гидроагрегата была снята его пропеллерам характеристика в прямом турбинном режиме в настоящее время ЛЬЗ в< распологает указанными характеристиками ввиду новизны проблемы и экизной стадии проекта проектируемой машины . По опытным дзннкы были построены три графика пропеллерной харш зристшш гидроагрегата при углах разворота рабочего колеса Ц = 15°, 22,5° и 31° с открытиями налравляпцего аппарата до 87° по рекомендации вкизного проекта гидроагрегата Кольской ПЭС ЛШ . На основе полученных графиков устанавливались величины п , ^ , ос в соответствующих опытах, а также проиводилась регулировка расхода гидроагрегата.

Исследование кинематического и динамического подобий при : низких модельных наборах проведено с диапазоном игмрнекия напора модели от 5,9-43.8 см. В подобных по тг^, сЯ^ режимах. При этом на выходе из отсасывающей трубы измерялись распределения осреднечно! скорости по сечению и модность на валу гидроагрегата Нт , отсюда определяются коэффициент Км=-~г -мощность годного потока) и коэффициент К = ^ -скорости в опытах л.-пом и и-гюм

И* Л1. • ^ •

•Гц.-глубина потока в'сватом сечеыш; тг^-глуЗкна потока в концч ъоли;;стого участка.; -Я^-глубкна потока на носке водосл!го&; .^-высота уступа; глуб::на потока б тянаи 5ьефз; V -^средняя скорость; С1г-7урбльтй расход; расход.

Рг.с.2. Ргспрсдгдеике «аксиальных актуальных првдокньк ' скорсстсЯ

I- 0,97 ; 1,03 ; 3 - 4"'= 1,Ю .

в.. соответствующих точках в выходном сечении отсасывающеЗ труби . Анализируя полученные данные отметим, что: • -

- по всем опытам значения Км практически помоянк; .

- существует сходство эпюр распределения осредкенной скорости при максимальном (.НдЭСс 43,8 см) я минимальном (^ 5,9 см) напорах, значения К =-^-по сечению имеет место некоторый расброс (от 0,7 до 0,5), но в придонной области, где влияние закрутки потока теряет силу, постоянен. 'ч

В целом можно считать , что кинематическое и динамическое подобие при проведении экспериментов в выбранном лгасазоне модель» НЫХ напоров соблхоаотся. ' ' ; • 'У

Анализ априорных данных (В.В.Малик, Н.В.Щрагнн, Л.З.Мошхое, . А.Г.Соловьева, Н. Т .Кгамег и др.) указывает на возможность аппроксимации зависимости характеристик кинематической структуры псока. (максимальной пульсационноЗ скорости и , максимальной актуальной Скорости ; и ) за. блоком ПЭС от. соотношения, расходов турбины и водослива Х1, относительной коорданаты на удалении от блока Х2 и относительной глубины нижнего бьефа Х3 ввиде полинома второго ; порядка.При этом за участком сопряжения бьефов физический экспери- . мент проводился в соответствии с центральным композиционным ротата- { бельным планом из 5 точек (плечо звездной, точки о< - 1,632).

В зоне сопряжения бьефов из-за влиял *я донного вальца яаблю- . далось резкое снижение величин Й ; Здесь измерительная сетка была сгущена и измерение скоростей проводалопь в ствсрах X - 0; 0,5; 1,2; 2,0; 3,0; 4,4; 6,5; 8,6; 10,0. - •..: ; ,

Закономерности распределения величин и ь • V.' в этом случае , отыскидывались в виде экспоненциальных функций. '•■.Придонные актуальные скорости сниметесь"'с 'поксщьв безкоятпкг-ной микровертушки, дающей два'сигнале за един оборот, расположенной на расстоянии 7 5ш от дна (.примерно П,02\) модели" . Сиг-.-

йиг усиливался и записывался ка магнитограф. Обработка сигналов производилась с помощью аналого-цифрового преобразователя и ЭВМ. Во. всех опытах частоте, адектрических импульсов генерируемых мик-роЕергушек равна около 24 Гц. По условию Найквиста необходимый интервал дискретности сигнала при этом составит Д"С = 20,8 мс. Шаг квантования в устройстве АЦП выбран 2,5 мс, что обесценивало достаточную точность обработки сигналов от микровертушки.без подмены частот. .'

- С учетом влияния амплитудно-частотных искажений, вносимых в измерения ыикровертушксй, в настоящей роботе рассмотрим расчетные частоты вихря донного вальца в отношении к предельной изморенной частоте ' 2^ вращения микровертугаки. Здесь необхо-.дихо отметить, что все опытные точки лежат в области достоверного измерения << .

Б третьей главч приводится обзор возможных режимов сопряжения бьефоз за совтецеичоР ГЭС. Во всем диапазоне колебания глубины нижнего бьефа при = 0-1'получены эпюры скоростей, Которые указывают на то,, что за блоком ДОС имеет место переходный режим сопряжения бьефов - от донного к поверхностному. Это хородо согласуется с зависимостями С.М.Слисского для расчета критических границ режимов сопряжения бьефов. В соответствии с

. I

методг'ой С.М.Слисского для определения.режима сопряжения бьефов следует знать гидравлические характеристики потока, сводящего с водослива (глубину.^на носке водослиза ) ,и турбинного потока на выходе из отсасываххцей трубы (величину коЕффидиентэ Буссинеска в том же сечении турбинного тракта) . .-

Бодослцв ПЭС мотаю условно классифицировать как широкий порог длиной бслеэ 30 А^ . Во всох оп::тггс наблпда'ась ел?дающая схе:/Е течения на пороге: входнь'Р участок, волнчетый участок и

.кривая спада (сч.рпс.1) В результате экспэргуеатаяыак исследи ванпП били оппеделст; зайпсп-чост:' при = 0,4 - 1,0 для;

расчетов;

- глубины потока в сглтсм сеченж

К ~

¿1)

н л-(• одаг^

- глубина потока в конце волнистого прциса

Л

. ; —- о.гыгТъ. (2).

й

-глубдш потока та носке водослива.

. \ - \ (3)

Полученная: ьавлолмость (3) значительно упроздотся по~сраэ-нснию с рет\'ендсваннсЛ' формулой СЛЛ.Слцсского.

В- шоттмедаа. работе проведено исследование 'коэухйдаоймз Нораолдса-1Г Буссннеска .на выходе г.а отсаскващоИ трубы калсуль-.. ' кого, гидроагрегата. Поад^ешше результаты позволяв! ащтезшро--вать завьсакооть мезду этака коэффициентами как линайную:.

= О^К^ + Чво«,. (4)

при этом коэффициент .Кораолиса' изгоняется в пределах: К кор =.2,0 - 4,1.

•..При сравнении зависимости (4).с ранее кзвестзют.огвгоаиоо-тя¡а,, рекомэвдозяншша. Д.Н.Кушнну, СЛ-Слисскш, йене/ сдепать. вызоД' о той, что неравномерность зплр осреднений скоротай в выходном сечении капсульного горизонтального х-здроагрех-ата ЕЭС су-цественно кенызе по сравнение с вертикальные- гкдроах'рэтатэг.я ГЭС.

3 конце данной глава- производится обзор с^еиядацпх-'работ

• ' ■ ' Ч ' • : '' • - г- '

по расчетам распределения актуальных прадснЕкз.. скоростей ьэ. во-досбрссшся! соору^енишс, а совкещешшма ГЗС. Отсузагько дашиг о распределена максимальны? придонных скоростей и. з переходная

Й -

££лпг.:з за'йтохш ПКТ приводит а неоаждггхтег- ггетгйжаяпГ - . - , • 1 гатнческоГ: струг;:>ри потока, на основе :»гссо£ определяйте:! параметры констеуьмнл креплотш русла шгааго бъсфа ПЭС.

Ксслздоз2чия ст£т:-:с'1'1Ргесг::гх. характеристик лульсэдпп пряденных скоростей гак в зонз .сопряжения бъейоз, к за участком сопряжения нохтизарт, что зг бяоком ПЗС ппстоза о нормальности рЕ,слрод9лэ-::пя пульседин придопни.-: сксростс'Л г.отот быть'приюта» Это объ* -гомтсл т.'.м, что при переходном режиме .сопряжения иьсуоа докшгЛ гал?ц, образовали^ яра ■ смеяекш! двух турбинного я водосливного потопов, не- достаточно развит. • ^ , . '

Необходимо стаегить,;ч?о за блоком ПЗС имэет место нлалозая неравномерность распределения 'актуальных' прядоютх гкорозтей и , вследствие 'наочак за^срутки.потока, енхо, диего из офсаонзакзбй трубы . Зто паление в работа ■узитявзлй'съ лугом вкпора максимальных значений и в 'качество расчетной. гбгачинк: .'■"■'

' Па учгстке соирйззшл бье:1ов рас-;эткые зависимости максимальных энтуатытх л иульогционтк скоростей :>а блоком ПЭС логут сыть . дредставлепы в виде произведения экспоненциальной Функции и епкс~ гральнсй функции узяотмоснаа? случайного шума (до:п;ы2 валэц) :

=- [ V ^.Х.Ж? (А3.Х)]. /и.ЕХР^А) ,

■ ~ -Ц ' ■ .

После сбргбэтзгл огытиих данных методом пакненыгих квадратов получела засясшзста ¿та расчетов значений акгуальнкх и пулы-эии-оншэс придашь: смростей, - которые предстгаяени в табл.1 и 2. Бид некоторая кривых распределения, актуальных скоростей ~ показаны на Гпо.2. • ' ■'

'¿роанап'о.ируем на осною Ьо^уч?игнх уравнений алилниа. окре-дел«»к?хг.факторов 'яа гизфавлическио харатстеристикк потока, б том числе влияние гида раггуд сопряжения бъпЦлв на придокнуп скорость . щлиллкстрпровзно на р'.гс.З. Одось мглгао отуотг.ть, что экспори-

Табяпда Функции распределения максимальны!: придонных екту-

' кг ' '

алькшс скоростей У= — при'переходном режима сопряжения бьефов.

«т -8, 1 * ■ Вид функций ./'

о у " ' = 'ком. л,оВб.ех? (- о,£>61. х)

<,091 г.гвг. ехрС-0,073.x) ,

< ,094 ^ мин г 1,40? . ¡ГХРС-С,03?.Х) ' ' ■

0,!Г 0,966 V * млкс в [1,025-2,445. X. ЕХР 0-1,5,'»75. «Р 0,12». X)

1,0М V »срв^ «[1,012-3,4. X.ЕХ.р(-1;/)].2,«64.6ХР0.074. х)

1,035 V «[1,053-0,91в. х.ехр(-о,вгл)].1,в1д.&хе(-о>02г.х)

1 0,956 „ ^,00^-3,802.Х.ЕХр(-1>2.Х)3.7>Сг.ЕХР(.-0,14У.х)

1,031 « [б,999 - 3,435". X. ЕX Р«,С5Г.X)].4,151. Е,\Р(-О3032А^)

1,036 у - .х.ЕГХРС- 1,44.Х)].5,674.ЕХР(-С,038.x)

1 Таблица 2 . Фуикцки распределения махоимальных придонных, иульс

Ционквс скоростей У» Н. при переходном режиме сопряяения бьэфо

Лв вт Вид ЛункцпЙ

о 0,066 у 'ИАНС. =. л,г-г. ЁХР С- о,оо5.х)

1,031 3 0)905. ЕХР 0-0,203. X) ' <с

1,096 V 4 МИН. ^ С»,Г8е. ЕХР £-0,1бЗ.Х)

0,5 0,966 у МА*С. а £,0« - 4,0«. X. ЕХР <г1,м. X)]. 1,545. ЕХР<--0,158.X)

1,03.1 »СрС*. = {^1,077-4,11Й.Х.ЕХРС-'1,7'?.*)].1,413;ЕХР(:.0,1г1Л)

1,096 У * мин. = [1,012- 0,612.>..ЕХР(-О,70.Х)].0.956.ЕХр(-0,07г.Х;

1 • 0,463 У 'МАКС. = [1,03д-5,<?В5.Х.ЕХРС- ■!,9?.>)].2,91.еУ?(Г0,21С.Х)

1,031 "'сред. = [1,043-4,088.x.ЕХР(-1,65.x)].-),'336. Ехр(-0,13).х;

1,02£ ^ мин

Ркс.З. Рлепределенйэ Я^)3^ блоком и ГЭС. при режимах сопряжения : 1,2-доннси и гюверлюстноы (Н.В.Малой);

3- поверхностнее (Н.З.'Лрагин);

4- переходном (при ,0.3, см. табл Л);

5-. доннод вос(гганйБлен!ЮМ (А.Г.Соловьева,).

Рис.4. Распределение коэффициента К по дяине крепления: . I- Р*. 93,9& ; .2- Р= У9-,о% ; 3- Р= 4% ; 4- Р= ОЛ^ ; ?- вероятность надежности.

ментадьаис ".аяннз С-"хриггдя: )?4) в герейсоднод! р;~1:.;о сспржеЕгл бьефов за^чигслшо отлдпглгсг. От расчэгов со вое:.: лзеооишу ракез горхулг.и

Вллягю фктора X,- на зелитацу — вооида супес-оепно .

' ' а.т . л- V

Прц зтегачект з^ оз 0 до '1, зезчошп ~ уваачг1ваота1.па 1а5 раз. -Л незначительное снисэнао уровнен нихнего бьефа оч 1,1 да О,¿5, значение — уейлачнизется на 2 раза в-^окс конца донксгэ Пальца. | .

С псьздзэ рентабельного цаитрального I •»ихозлцксьного глаиа функции распредэле:пя пктуалышх я цульоациошшх сгорооте'! га уча-садок сопряжения бьефоз ( — у з) паЯдепн в слездацзм кде :

но,не - о,&8 X* - о,135 X* - 0/>ес Хц . '

V - ч • 2 . "

- 0.0/(4 - о,-15 X? - 0,05£Г - X-

т ^ - «г

, В чдттмотоЕ глапг. Ероапзлпзкрозг.нк наиболее распространи;:- ' ние адтодпкн и фор.\улк расчета усто;гтп№о дегхетра еснонцого кропленая русел. Расслюгрени работу Д.П.Ку;зка, Н.Н.БеляЕсвскагс,. Б.И.Отудгнпч.чдкогс, Ь.л.Базялеыгеа, Н.КЛйкцтппз, Ц.Р.'Лдрцхулалц, Н.1.Кгакгг к др.

Аиялпз [¿¡Сот позволил ыаелать два оокозшз юпрапло-' нля е ¡асслэдозашлях устоЛтазостп часетл; казенного кречкепид цк нослопрыхковок участке, а тл;еь на салоы участке соирлцешя бье-, фоа. В соотаетстзЕИ с этш.а направлежяш устойчивости. частахщ кропления характеризуется либо средне Я скороотю с учетов фактора турбулентности потоке за участком оонрэте1ия бы _,ов, либо максимальной пр^докноП сксростьк.

максямальнсй срвдошгоа скоростью.

В последнее лреия- бсяьпшгство авторов сходятся во кненяа, что опрадслявдак роль в процессе нярупешя устойчпвозти частая, леааддх па дпе потока, привадлевит максимально!*, ахтуецьлой придонной скорости и,. . 1 . . . .

Необходимо отштпть, что настоящее асследовагае, как л исс-

иледовангя бслшинстза других авторов по расиределеЗню уодсимяаЬ-.

пыхпктуалытх придонных скоростей за совцещеяякш ГЭС (Н.В.Малт^

Я.В.Шратпн, А.Т.Соловьева, Л.В.Мешков п др.) заполнена для х\дадко:

га ; дна. В Действительности идя исцользоташш для крец'хэни- русла

. за ПЗС какпл, иероховатъсть смоченной поверхности может играть

. существенную роль. Для оценхи этого фактора был вшголаэн обиор

работ,посвядепных дапз1о;<у вопросу (Р.Д.1Ы<уо, Е.И.Пезлов,

Дииряев-ы Н.НДлапув), который показал, "ач> акту а лыке прэдопнко

скорости, определяющие габьрптн крепления меньше для шероховатого

русла : Соа(/;, чеп для гладкого ЙГг . В зопз болших глубин

потока > 40 (где- А - эквивалентная иорсхоьетость)

л

отношеяле 4£гь.~ 0,90. Для совмещенных БЭС при яалжгга больших подтоплений потека это отдаление в работе принято с завком раБ-ИМ Т.

Исслгдовгния распределения гаксималышх пульсащоншх придонных скоростей по' кере удаления ста бдоио ИЗО дают .картину затухания интенсивкостз» турбулентности. Здесь получена длдяз затухания пульсаций по велачине которой мокеа быть на!1дзка протяженность нреплеш. За совмещенной ПЭС .= 0-1, -0,93-1 Д) .. Ц « (7-12)^, . ' ' ^

В придонной обяас-т на расст<шшп (0.02-0,05) -Ц, от дна ■ мсделл проазводилось зз;,»ре:ме актуглншх скороме", Результаты о/.ссернг.:<?птов показ<п, что величина пргдошшх актуалашх ико-ростсМ в.ртом дп па зоне рчсгслскегля пз;.!с^тельнай течки по пер-

шгзлв чрг-гачоскп негвкшиза. Sao позвосяот -есдсдьзокгл. подудак-низ ошпша дашшз г. качео-Еса ргозетпой. Ейтачзпи дня определения крупыостц, камня, как э?о долалп З.А.Еазллсвлч,Н.Н.Бол1-кедски£ п др. ; ,

' ОкончатолышЛ вывод о кругаоота: каменного крепло юя русла HSC модно одедатъ о локоть» гсордл лзде^лссгп.. Дрп изгзстпг* lit--ГФХ распредслоагя вагрузда . и поочпосет ¿спостеость безотказной работу сисгеш'определяется хиг.:: ■■ '... .'. Р («•><*) -- /V«) [ J A*] '4« , (5)

1 7*' . ' ■ ••

Когда Я, <3 подтагзлея нортшэду sa::eiy (5) дорелнгвугуг

о

-1Д-. -¿_ _ _ . '-' (G)

Sad ^бозштать язеффшаент запаса 1} . = > зосффлця-

« ■ /^з ~

jiit варааццд нагрузки 9л =. и прочиосте »Л. - — .

JSa , . ' I4«-

Поело преобразована?: зашеамоста (9) получаем завссЕмос-гь

- Ь - - . , {7)

(-1-2^) . .

Для определгшп нагрузи к прочности чается-; крсссс;"а -используется гзвестпия схема действухпзх сал (Н.11 .Сгудеютглг.сл, 13.С.Боро1*г.оз п др.), в которой условие предельного рсвлогеспя часкш виразптоя уравнении F - f

гда F„ - содъемьзя скла г., _ ре,, НЁ*" il" \

C,v - ко£ф^:иц:ен7 подъемно;! сили j cv - колНиф'.ект йоома частицы .

s. дпзлорслг: саредзляптач яьх

Пса. загасла: всдтазах I* С^ЙЗ С,,=О,2:.

(iiv^Sopoiaca)' солучеиа еавксккости

' - для рсч-гга ирупкосъг качни »

(с, о.?. гг^)* ч сГс^

-'для озс-гбта косЛЬщпгкта запаса .

: \p. = ---Й - )о - 4-^чгЛ (9}

гло -I - 1 ч .

по сабч; I я 2 опргдсл-скся зпачекзя такспглльлюс йхжуашшх т» пулвсагцонкых скоростей вдоль крсллешнг, после чего лпхедстся волгсзпа: м. 7л, =■ vl ~ и! .

3 ■ -

Устойчивый дзаиеср Ж определяется со' (8) 6 заданно:! aepc."?i!0c?iy задегпосгп ^ я тасдоородноста иаторгадч . 'Сравссгяе придара расчета лртседепяой по'псмэдователькоста с. пгтзостаяп ранее (B.A.ES3Jureriri, И.К.Нпккекг, В.С.Бопос::ол, Н.Н. Г-еляпевскчЯ, H.I .Кгакег).фордула'.а попадало, что расчеты по Ь.А. Еазглегачу, И.Н .Никитину, B.C. Горохову согласится с получокни-ш вслачякаил дкакогра кэкшг с ачпеятнег.явэ аадеаксо'тп 955?, а по И J ЛСгдЕгг" — с лороятлостхэ надеяпоста

Пр.s нзэеекюй зелнчппв диаметра d mcsjio' ноо^соять грзфкка коэ|фгцзеига раз'гаяаадоП спсообнсстя 'Кр ; V,

. ..ИГ

где - доразшзгдацгя скорость равномерного потека, которая • может быть определена яавссидастш Д.ИЛСуыина \ = 3,92 <А 3 V - средняя скорость в ишми'Оьефо ПЭС. -.■■'. <

На рис. 4 представлены некоторые кроне.коэффициента Кр с Л зероятноотяш надежности Р=99,9Я; 99,5?; 99& 95? при ££^-0,196. овииляо величины приводит к уменьшению Кр." Это сводзт■•льст-вует о совисекга устойчивости конструкции крештенкя.

. нгвэдн

Проведвшше исследования по изучению характеристик потаья .:>; и параметров каменного креалекия русла за дрплпвной алектростан-, низа позволят»?'сделать следуют!» выводы:.

1. Для спредедечия реюш сопряненяя. йьефоз по известный . зависимостям необходимо знать гидравлические параметры водосливного а туренного потоков, в точ числе, глуоану погеко на носке, водослива и коэффициент Еуссипосяа па выходе Ътедсизаетцей г у бы. При &том для определения. ксэз&ацЕвнта Еуссинесха до сих пор било необходимо проведение хаждцЕ раз специального эксперимента . ¡1а основа настоящие гидравлические исследовании водослива ПЭС с . горизенталышм длинным порего:.; более 30.-6^ в диапазоне изменения

^ - 0,4 - 1,0 получеш зависимости, позволяэдие значительно облегчлть определение рекпма сопряаенгл бьефов; Исследования показ показал:, что для горизонтального капсульного гидроагрегата имеет место ллнеПная связь ко^йздиелтов Кориолиса л Еусс;шеека, описан-

I 1

ная уравнением (4)

2. Неравномерности распрсдележя скорости по выходному се- . ченик для горизонтального п:дроагрега?а(1Скор. =2,0-4.1) существенно геньсе, чег соответстз^жлй показатель у вертикального гидроаг-

рггата (Ккор =>3,0-7,0).

3. Прплзгонве электростанция в бодкаксгве работаю? в специ-(гпчссглк гцдразллческш: рогамох, отличных от резяма работы ГЭС, а именно: соотксаеиие водосливного и турбинного расходов у 1шх

= 0-1 (у совмещенной ГЭС > I), а ротам сопряжения: у

«г Qr - Jt

ПЭС юн правило переходный (при условия —=0,55-1,10), что

■&Ч

обычно имеет,мэсто . 4

4. Вследствие наличия закрутки турбинного потока за блоком ПЗС наблюдается плановая неравномерность распределения максимальных актуалышх придощпк скоростей. Отншенпо максимальных л (.янлмальннх величал придонной скорости достигает до 1,9 раз в гпвом сочегаш, расположенном в конца участка сопряжения бьефов.

5. 3 придонной области (0,02-0,СБ) значения актуальней скоростей и. остается практически постоянным, что позволяет использовать их в качестве расчетной величины при определении • нруппоста каченного крепления. •

6. Для перехох...ого регпзма с о пряже! ел в диапазоне нзкененая параметров —— = 0-1, —;— = 0,95-1,1 установлено, что характер распределения максимальных актуальных придошшх скоростей ' Cv вдоль крепления описывается семейством кривых, ап-проксиг.яруемнх экспоненциальными 'функция:и (см.табл.I). В зоне

' х, = (0,4 - 0,8) имеет место значительное снижение величин w . А за этим участком значения и> возрастают и припа-маат локальный максимум в конце участка сопряжения бьефов В пределах варьароватш факторов величина Сь достигает макси-му;.а в соответствии с мпкси;у.'я>ч£фэкгорл = I и иики,чумом фактора —= 0,95.

7. Исследования показал!, что nunc распределения для акту-алышх придонных скоростей имеет местсГи для мшсииальных пульез-аиопчих сосТявляюетх скорости м/ . Анализ этах П кокаээл,

го .

что о удалением os «Злела гульоацип ссчросш saiysaor ш • длико . Ц й ( 1 - <«,;)

0. Учгтшзця, что в lœotcwntic врокя стоутотвует пдрааяячес-кия жарактчристака горизонтального иепсульшзго гидроагрегата ТЕС!, пра 'првдоарятелъшк расчотих мсгно использозать получению цропзд-лзршэ зсаро.чтерпскиш. • .;

9. В рабою предлагается цэтедада определения устойчивого . даамэтра каии о учотои ызроятпоста безотказной работа коигтд,"!:-4 цпв крепления пульзашЯ првдокной csopoçm, а танго пеашородгао-* •та по размерам ка\:а<1. ■, •

, Результат расчета устойчиваг^ частот коголакля

по стой матодшео согласуются с сувдзгвувдЬл зовшшосяукз с^з разных уровнях Еядоапоотч Р > Р •-$9%. Расчет по пред-

лагаемой мотодике позволпеу сслучпть бате с глубещт щ:2<орвд£э о параметрах креглошш.

I |

10. В дальнеiiiTiUC ЕсследоЕанзях по дашоц? вопросу ОАьдусз ойратрть вниманаа на Езаимсдейспаг: вежц ьрдгава с «шуо^лоиш-шэгося двэдонпя потока в бьефах пгс суточное рогушровака pess-»

работы ПЭО.

t

Содержание диссертации опубликовано I слэдукет: рзбо*;аг:

1. Чыокг Тья Хиен, й.ЭЛушнш. Вопросы гадровлакг блоков пралпшшх эдоктростаютП // Вопросы галротехипчесхого стропгодюг-за в горних уелсгиях. Кобудвти, I9S9 C.8I.

2. Чионг Тьи Хиен, М.Э.Лу1шод. К вопросу о ысеелпроиаии: г»щродана:.51ческих процессов в капоулышх гедроагригарах етзлош-норинх ГЭС,// Вопросы водохозяйственного строительства, иеляорацап «пользования и охраны водных ресурсов. Ереван. I99i.C.3ïr-4D.