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

Коскозкиа ордена Трудового Красного Знамепг. пкгеперпо-

Ш 627.311.21-827:532.5

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА И ПАРА'.ЕТРН КРЕПЛЕНИЯ РУСЛА ЗА ПБШ1ШЮЯ аЛЕКТРОСТШЩЕП

СБ.23.07 - Гядротехплчесдоэ и кояноратпвиоо строатсльстго

Автореферат

диссертация па соаскакае ученой ствпекя кандидата технических наук

строзтвлышЯ институт гл. В.В.Куйбьиевз

}{а правах рукописи

ЧКОКГ, БЕН

Носки - 1201

Работа выполнена б Московском ордена Трудового Красного Знамена пкенерно-строитольном институте им. В.В.Куйбшова

Цаучкый руководитель - доктор технических наук, профессор

Воробьев Геннадий Афанасьевич О&пдаишше оппонент; доктор технических наук, профессо1 Боровков Валерий Степанович

РОССИЙСКАЯ ГОСУД.'-.РСТСЕНИАП

Ь & И ОТ Е К А

кандидат техничос «к наук, доцоях Черных Ольга Николаевна

Л о

Ведущее предприятие : Гидропроект им. С.Я.Кука

Заашта состоится а » фА, ухил 1992г. в час.

на заседании специализированного совета Д 053.11.04 при ШСИ

• V

го.!. В.В.Куйбклюва, по адресу: Москва," Спартаковская ул., д.г/1 ауд .ЛЬ'

С диссертацией шш ознакомиться в библиотеке нпститута. Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отэш по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссь,я.2Б,ШСИ ци. В.В, Куйбыпюва, ученый совет.

Автореферат разослан

" " 19Э2 г.

Учоный секретарь специализированного совет? Д 053.11.04

/ .Н^Н.Аразнэвмша

ОЕЦАЯ ХАРАКТЕГИСППСА. PÄISTH

_ Аптуплаттоатк ппбогя, В связи о ростом эпсргопотроблепая л.

наличием топдештля к иодорогагаэ оргаязгческого тоготвп уяе сагг-чао reo (Золшсо распространило получай? шхьторпатпвтэ источш-кп спсргкп. Болео того, ^войходимость загдтц ояругавчеЯ ерэдн о? вродпцх гкбпосоп тешюпк олектростшщпй, иопальзужиях твердая, • дядино :• газообразннз топлива íipuaia к актавпогду пояску теглоло-глп пепользевашш нэтрадпцпонгсе: пемчтжоп шгзргпп. К ним могут йсть-отиеозш и приллвтш алсктростахадп, пепользусдио оноргкэ ' •юрзгли: приливов, которая является во-перппе возобповляомоИ, 2ib вторцх практлчосга ополотачесля'чг.сто!!,' так коз: строитсльст-«о ПоС но привода? затоплепта дополндтельпих пдо'дзден сушз.

Согласно оцетшо зчепертов, тоспотаческп за счет использован гая всой зкергпп лрплпвов, з ir:po гааю при Б-кстрогой ьксото прютЕпоП золггл получпть cnirio 6С0 ТВ т.ч. олехтроопорган в год. Гй'лйольлем потчпцпалсм, ícnlt считают, обладает залу в Фапди (Ка-ггада - 230 тВт.ч/год), Еолоо rapo (СССР - 1-10 тВт. ч/год), а •srtirjo Лтляптачесicoe по<Ззрехье еранцпп (ЮОтВт. ч/гсд). В настоящее вре;/л построзни ГОС Рапс во Оршят, ПЭС Ашзшосто в Каазда, "нслогубская ПЭС в СССР, я трз иоЗолэтие отаншш в КНР. В послед-

hso время палбатео лорспсхтпвпкм считается предлег^птыя в Совет-<

csc.'j Сслзо каг-лавноп истод строительства ПЭС, по которое еозеэ-декз Кпслсгубская ПЭС а нланмруотся строительство МезенскоП, Ки-,*!JC!:o!t, Tyryncncu* ГОС. Прсоктп всех этих станцнП кмзвт сопмгзон-l"ja KCMnoh'OKty турбинного п водослщщсго трактов.

Для с6гспсчс1пя надехяоп работа блоков ПЭС нзобходамо вц-Ьслшть заздту нх подводного основания от рэсьаоов, возникавдлх зз очот возцоЯствпя турбинного п водсславного потоков.

Апалогачная проблема рта кногг.с годи лмеет кеото прз кон-

. струяровании совмещенных ГЭС. К пастоя^з!.^ времени в СССР п за рубег.о.%! выполнены о&лиркые исследования, связашгые с задачей проектирования каменного кропления за соЕмедетада ГЭС. Однако возможность непосредственного использования этих разработок дш назначения габаритов крепления; за совкеп;ешш.\а ГОС визшшог се] езкые сомнения в основном по следующим причинам. Во-первых, за совмещошшьа ЕЭС исследовались либо донный ,. либо поверхностны! режимы сопряжения потока, а за ПЗС как правило цмЗот кзсто пар! ходпыИ от донного к поверхностному. Во-вторых зксперимзытальки; исследования гидравлики совмецешшх ГЭС выполнялись либо при к ллчии вертикального гидроагрегата, либо ка турбинном тракто вообще отсутствовала турбина. В современных совмещенных ПЭС каиб< лес перспективно применение горизонтального капсулыюго агрегат Прп этой соотношение расходов водослива и турбинного тракта у . ГЭС изкенявтея в пределах а У ПЭС <?а/<2г =0-1.

По атпм причинам кини!.:атпческпе и турбулентные характорзстска потока за совмещенной ПЭС будут совершенно пиша.

Цель р-чботн и задачи исследований. Цель работа заклгчалас] в том, чтобы на основе экспериментальных п теоретических исследований создать методику расчета габаритов камонного крепления иззконапоргак ПЭС. С учетом этого были сформулирозаны задачи исследований:

1. Изучить гидравлические параметры потока на водосливс совмещенной ГОС и усовераенствовать методику их расчета.-,

2. Исследовать характеристики потока за блоком совисцошю! ПЭС в специфических гидравлических условиях: для соотношения расходов водослива й турбины в диапазоне О0/аг = 0-1 для переходного pesr.ua сопртгения бьефов и приналичии капсульного по роагрегата. В число трпметров потока, подлежащих исследованию

входили: коэфф:гцкенти Кориолиса и Буссинеска в ^иходнои сечении отсасывающей трубы, рехкм течения на водосливе и резки сопряжения за ним; распределения (придонных), длина затухания турбулентности •л др.

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

Научная новизна и практическая значимость работы. В диссертации исследована схема совмещенной ПЭС с поверхностным водосливом. Основные элементы научной новизны работы заключается в следусцен:

-усовершенствован способ расчета гидравлч»ских характеристик потока на водосливе совмещенной ПЭС и исследованы величины коэффициентов Корнолпса и Буссдаеска в выходной сечении отсасывающей грубы гидроагрегата. При этом полученные экспериментальные зависимости позволяю? определить как рехии течения1 на водосливе, так и реу.км сопряжения бьефоз;

-изучен характер распределения максимальных актуальных и иудьсационных скоростей за блоком ПХ в условиях переходного резина сопряжения бьефов;

-разработана методика расчета параметров каменонабросного крепления за блоком ПЭС с учетом использования элементов теории ладела 1сти.

Практическая значимость работы определяется воеможностью использования разработанной методики при проектировании камено-нябросного крепления в бьефах ПХ (или ГХ аналогичной конструкции) в условиях переходного редима сопряжения бьефов.

Апробация. Результаты исследовьний были доложены на Всесоюзной конференции молодых спецалистов по вопросам гидротехнического строительства в горякх услопиях в г. Кобулгти ь 1989г. на Б^есоюз-

г

ной конферзнцш колодах ученых и специалистов с 1991р. Материал двух докладов били опубликованы.

Объем работ;;. Диссертационная работа состоэт из введения, четырех глав, та о дои, списка использованных источников (142 наиызноЕйний) к вглвчаег 124 страницы мпгзцюписного текста, 62 страницы с ^люстрационно-грсф'.ческщ иатериалсы, 25 страниц с табли-цами, 14 страниц библногрз4>ли,-5 страниц пригсхениЛ.

На защиту пыяосктсл:

-усовершенствований нетод расчгта ре.т.::ма сопрялэнлл бьсфо совмещенной ИЗО;

-метод расчета характеристик потока за блоком ИЗО в псрехс пои р-ггва'о сопря&енкл бьефов;"

-разработка методик« расчета, конструирования казенного креплешы русла за блоке:.: ПЭС.

Содержание работы

Во ввгдгшш обоснована актуальность теиы диссертации, её с ноънал цель и задачи исследований, изложена, научная новизна и практическая ценность работа, - дана ш4'эр?.;ац;:я о реализации рабе

В первой г.тат'с диссертации приводится обзор I анализ проб:: гидравлщш существующих ;сов;.:»':;гш:ых ГЭС и ПОО. Ог^гчагтсл перст тнпность строительства прилизгек электростанций как одного из основных видов нотрад::цно;шых; источников энергии. Подчгркивает-: что в отличии от речных ГЭС низконапорная ссг^'ег^нлая ПЭС с го; зонтальным калсульньи гидроагрегатом работает п слсшшх гидрав; ческ;х условиях и при больсом числе рег.кысв работы блока (всегс регаыоз работы). Опыт эксплуатации Кислогубсг.оГ: П?С показывает, что важнейшим фактором для обеспечения надежности работы блоко; ПЭС является защита их подводных оснований от разшве. под'воз-

»

дз'!ста;:см г.одосдгапого и турбиного пото:соп с по'чтезнноЯ турбу-лентностьэ. Тл:с;л образса, дкшиэ об интенсиаиости турбулентности н e"í затухании по рз'з крапления яэдлзтея необ:сод;2ятгл дли проведения раотетоэ ксупностк калия и ere протяженности едоль no?c:ta.

Ьэ г.тооой рлзло дсстся описание экслер^гнтальнсЯ установки, гзтедг.ки проведения нсследсггн::.'*, моделирования и обработки окс-лержеитальких данти.

Анализируя дшшие Бодноэнергетп'чесхих расчетов работа Тугур-ско'} ПГ.СЗ, а тагеэ схе:г/ рабств сгл:тлоП Кислогубс.ссЙ ПЗО отмечено, что пр;т!.;о.1 турбинной pesrc: (ПТ?) с больпки перепадем уропкеЙ • бассеГ.ка-морл 2г.ч;елазт зкачнтельнуо честь (50-70£) от общего вра-1.:енл цикла работл блс-ta П"С. Вследствие этого актуальная прндсн-нал скорость i::rm:c::s бьс^е, погорая счигдатся епраделящим факторен для ра;:с.ягл конструкции крепления, узелнчкзз&тся, поэтому для ¡-хсладизя1.::"! устойчивости конструкций крепления, пряиоЯ турбин:".'! Сил ги^ргл з ют-эстсе расчетного.

с:: ел р п1 с г, ? ал ь: -.1; е исследования проводились в лаборатории к^адг.и пугротз/ннчослс: сооругенн:'; lüiCIl на х'гдроллнчйсхоП модели соннегдьно!! гупурскоГ! ПСС. Модель Онла пополнена. из оргстекла г. .vacsraíe I : 57. 0сио;!г:з раскоси модели били следуют; г/, л: длина чоперхнзетного L =* 104 су, высота уступа еодо>~

е., ксэф"л:цкент пространстгсиности р =■ 0,7, число леяастеГ: напрапляссгго аппарата 20, геометрия проточкоП части фрегата (родгодя^ЕГЬ-отзсд.т^го трактов, капсулы, статора) на е:одэл:: ютолнош s ссйтсзтстзк!'. с эскизно проектом.На залу недельного агрегата усталаплипслось тосмознсв устройство для ■сняскя г'лдразлкчзсккх характеристик турбину, а тик-.г длп рьгулк-рэЕьнг.л частота зратечия гнцроагрегата. В гедраоличзег.ом лоткз впполг:ены систем! пмташ'.я модели л нярелузныз устройства

для регулирования уровней воды (см. рис.

■ Турбинный расход, изменяющейся б продолах 9-28 л/с» измерял мерным треугольным водосливом. Диапазоны факторов, варьируемых в ходе экспериментов приняты следующими: соотношение расходов турб

и водослива X, 0-1 ; глубина нижнего бьефа 37-44 см (.в на

\ • -

21-25 и) в ее безразмерная релитиа 0,95 - 1,10 ;отно

сительная координата на удалении от блока ГОС*Х=|<= О - 10 , Моде лирование гидравлических явлений за блоком ПЭС осуществлялась по критерию Фруда, при этом число Рейнольдса в модели составляло

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

С целью задания реальных по к.п.д. режимов работы горизонтального капсульного гидроагрегата была снята ого прополлерн<_л характеристика в прямом турбинном режиме в настоящее время ЛИЗ распологает указанными характеристиками ввиду новизны проблемы I экизной стадии проекта проектируемой машины . Пс опытный даннкм были построены три графика пропеллерной харш. зрастики гидроагр! гата при углах разворота рабочего колеса = 15°, 22,5° и 31° открытиями направляющего аппарата до 87° по рекомендации экизно: проекта гидроагрегата Кольской ПЭС ЛШ . На основе полученных графиков устанавливались величины г., ^ , ос в соответствующих опытах, а такке проиводилась регулировка расхода гидроагрегата.

Исследование кинематического и динамического подобий при низких модельных наборах проведено с диапазоном изменения напор модели от 5,9-43.8 см. В подобных по тС. С^ режимах. При этом н выходе из отсасывающей трубы измерялись распределения осреднечн скорости по сечению и мощность на валу гидроагрегата Мт , отсюд определяются коэффициент К^-^ (^-мощность водного потока)

77. / _ ■ _6 ;

коэффициент К = I , -скорости в опытах ч.-ном и и -нг

Рнс.1. Схема лабораторной установки ПЭС :

•>%- глубина потока в'скатом сэчгыш; «^-глубина потока d конце волнистого участка; -Гц-глубина потока i'a коске водослива; .ц^-пйготг. уступа; гдуб;г:-;а потока б кизнги бьсфэ; V -средняя скорость; ат-!7Р5иышй расход; Св-год-.ослщзинй расход.

в, соответствувдих точках в выходном сечении отсасывайте! трубн . Анелизирун полученные данные отметим, что: '•'•.'-

- по всем опытам значения Км практически посюяек; '.

- существует сходство эпюр распределения осредкенной скорости при максимально;* С^1Э0= 43,8 см) и минимальном (Нд^- 5,9 см) напорах, значения по сечению имеет место некоторый расброе (от 0,7 до 0,5), но в придонной области, где влияние закрутки. потока теряет силу, К^ постоянен.

В целом можно считать, что кинематическое и динамическое \ подобие при проведении экспериментов в выбранном л?апазоне моделгь-ных напоров .соблюдаются. .

Анализ априорных данных (н.В.йщюк, Н.В.Щрагия, Л.В.КЬшков, , А.Г.Соловьева, Н.Т .Кгамог и др.) указывает на возможность аппроксимации зависимости характеристик кинематической структуры потока (максимальной пульсационной скорости и.', максимальной'актуальной . скорости и ) за. блоком ПЭС от соотношения расходов турбины и ,. водослива X,, относительной координаты на удалении о? блока Хг и : относительной глубины нижнего <5ьефа Х 3 в виде полинома второго порядка. При этом за участком сопрчкения бьейов физический эксперимент проводился в соответствии с центральным композиционным ротата-белышм планом из 5 точек (плечо звездной точки с< =- 1,632).

В зоне сопряжения бьефов из-за влиякгя донного вальца яабло-далось резкое снижение величин и! . Здесь измерительная сетка была сгущена й изморение скоростей проводгиооь в створах X - 0; 0,5; 1,2; 2,0; 3,0; 4,4; 6,5; 8,6; 10,0.

Закономерности распределения величин .и и, V.' л этом случае отыскидывались в виде -экспоненциальных функций. ■ .

Придонные актуальные скорости снимались' с помощью безколтгкт-ной микровертушки, давдей два сигната за един оборот, расположенной на расстоянии 7 ¡¿м от дна ^.примерно 0,02Гг2) модели . Сиг-

rian усиливался и записывался ка магнитограф. Обработка сигналов производилась о помощью аналого-цифрового преобразователя и ЭВМ. Во. всех опытах частоте, электрических импульсов генерируемых мик-ровергупак раЕпа оксло 24 Гц. По условию Найквиста необходимый интервал дискретности сигнала при эгом составит А'С =• 20,8 мс. Шаг квантования в устройстве АЦП выбран 2,5 мс, что обеспечивало достаточную точность обработки сигналов от микровертуики.без доделены частот. ''•..'

С учетом влияния амплитудно-частотных' искажений, вносимых в измерения микровертушксй* в настоящей роботе рассмотрим расчетные честсты вихря донного вальца в отношении к предельной изморенной частоте ' 2п{ вращения микровертушки. Здесь необходимо ответить, что все опытнче точки лег-ат в области достоверного гзнерения 2-п^.

Е третьей глав^ приводится обзор возможных режимов сопря-аспля бьефоз за совмещенной ГЭС. Во всем диапазоне колебания глубины пиккего бьефа при = 0-1 получены эпюры скоростей, Которые указывает па то,, что за блоком ЮС имеет место переходный ре.стл сопряжения бьефов - от донного к поверхностному. Это хорошо согласуется с зависимостями С.М.Слисского для расчета критических границ режимов сопряжения бьефов. В соответствии с методг"-ой С.М.Слисского для определения.режима сопряжения-бьефов следует знать гидравлические характеристики потока, сводящего с водослива (глубину . носке водослиза ) ,и турбинного потока на выходе из отсасывающей трубы (зелччину коэффициента Еуссинеска в том яа сечэнли турбинного тракта) .

Водослив 1DC мотто условно классифицировать как пироклй порог длукой белее 30 .Во всох оп::тлл наблпда-ась елэдупщая схеме течен'/Л на пороге: входнь'? участок, волнистый участок и

?o

.крлсая спада (см.ркс.1) В результате эксперпиентальшсс псслодо* вакпй былл оппеделсш зьедсемостр пип = 0,4 - 1,0 дал расчетов; ;

- глубины потека в сгатоы ссченж

■ "К .. i- -

- глубянл noToica в конце золистого прцзка

- (2)

й

-глубдиа- потока па иоске водослива.

А - O.GA&r, Í3)

Ва^езная ьавагггмостъ (3) значительно уцревдотея по:сраа-нсыеэ с резсмецдсвашгсИ формулой С.М.Слзссксго.

В п<дстоящей работе проведено иссуадоваше Eoc@maota'j-Кориолиеа; ir Буссинеска ш выходе пз отсасызавдой труби кап&уль-. ' ного.гидроагрегата. Полученные результаты позволяет апрохеащщо-вать завьсиыость иезду этшп хюэффщаентаиз как лянайнум:.

= + (4)

при этом коэйздаеит.Кораолпса изменяется в пределах: К кор = 2,0'- 4,1 -..При сравнении saEicEirocm (4) -срэкез цгвёстзют.з£вио1щог>-тяма,. рекомендованными. Д-Н-Кушным, СЛЛ.СЛнсскам,- ыолно' сделать. вывода о тол, что неравномерность опар осредкенЕэй сдо^огли ¿ .выходном сечении капсульного горззохггальнэго i-вдроагрех-ата ЕЭС! существенно меньше по сравнению с вертикальными пироа^регатэми ГЭ В конце данной главы- производится сбзор ¿ущймэдгщах работ по расчетам распределения актуальных прпденнш. скоростей sa водосбросными сооружениями л совмещенными ГЭС. Отсу/гйгько даанаг о

rJ .

распределении максимальных придонных скоростей и. з переходном

к

.рак.» 'за'йюаоя ПЖГнраёодаг к неойгрдтагета- гсаягтяяяи каве-!,!аткческоЛ струкг^рн потока, па основе которой определяются параметра тоипгрукчнл крепления русла шгтлэго дъофа ПЗС.

Ксслодовачия статистических характеристик пульсэдии придонных скоростей так 5 зопз .сопряжения бъефоз, и за участком сопряжения г/олапнзаюг, что зг блоком ПЭС гилстоэа о норталы'остп рг.спродбло-¿221 пулвсгары придонных скоростей штат Сыть'принята. Это обк -ПЯЯТСЛ тс-.ч, ЧТО при переходном реГЕМв'.СОЩШЖЗНИЯ бЬОфОЗ'ДОНШЙ валщ,- 'обрззозвашшЗ яра-.ойеавкпя двух турбинного « годосяианэго потоков, П5* достаточно развит. ; 1 ■ "

Необходимо отмотать,; что за блоком ПЗС таэет место.плановая нераггтолврпость 'распределения актуарных дридо;сшх скоростей и , кследстмз наличия закрутки.потока, енхо. диого из о+саныватсей ,трубн ;. "то явление в работа учитывалось путем Екпора '.«аксиг/глыпгх значений н з качество расчетлоДгелиташ;.

' На участке ссирйлгнкя бье$ов ргс- этпке зависимости максит/аль-пых- гатуаль:пк л пулыЕПлопннх скоростай за блоком ГОС могут оыть дртдетавлепы я впдо произведения экспоненциальной фуикнии и епе:с~ тральной функции узгсопэлосноЬс случайного аума (до:п;ый вялэц) : х [А1 + ^.Х.ЕХ? (А3.Х)]. А4.ЕХР (Ад.х) ,

Поело обработки огнтиих данных методом ншадн&тх квадратов получены Ьпвгсслоста для расчетов значен;г»й акгуальйых п лульсопи-огашх прядовшж'«жоросхей',• которые представлены а табл.! и ?.. Тзац ьекотордх. кривых распределения актуальных скоростей ± показаны на рис.2.. • ' '

Троовапп.^Еуеа-на- осного' йоЛучгяных уравнений длияниз, опре-делто^пс .ф&кторои па гидравлические характеристики потока, б том числе'влияние дида- ретпюа еэпрляяаи? бьефов на придокнуз» скорость . П1)оа»шстх?вров8но на рис. Я. Здесь момяо отг/етптъ, что экспери-

Х.2

Таблица I. функции распрёдалвния максимальна; придонных екту-атаных скоростей при/первгодаом режиме сопряжэния бьефо:

в* «т "V ; . Вид функций ;'.

о 0,9«6 А.ОйЪ.ЕХ? (- О, г>6<. X)

"»Ср^.5 5 г,гэг. ехрС-о,073.x) , '

<,09« ^ мин г <,40*. ЕХРС-С^35".Х) ' •

О,* 0,966 у ' ИДЛС = [<,025-2,945.Х.ЕХР^1,^)()|.5,»75. ЕХР(-0,12». X)

1,061 У ■ср«^

1,095 ^мпн е|1,033 - 0,31В. Х.ЕХР(-0,82Л)].1,«13. £ХР(-0,02<Г.Х)

1 0,9 <6 Ум» кг. ^осг-г.еог. х.ехр(,- (,92.х)3.?,с2.ехр (.- о,<4?.х)

и [о,939 - 3/»в5\ X. Е*РС-*»с5' хД.4,151.ЕХР(-О>032Л^

1ЛС9* у 'мин. - Г;1»02- - • Ехг(- 1,44.x)]. ЕХР(.-С}098.;

1 Таблица 2 Функции распределения максимальных придонных пул-

Ционьо: скоростей Ув ^ при переходам режиме сопряжения бьа

** «т Вид функций

О 0,066 ^МЛНС. 5 -1,32. ЕУ.Р 0-0,00*.х)

1,031 ^срсу. и: с^ЗОгГ. ехр (^О,203.x)

1,096 V С. 0,6-8б.ЕХР (_-0,1бЗ.Х)

0,5 0,94« МДЛС. =. [ч,01г- 4,053.Х.ЕХР(Г1,М.\)^.1,545.£ХРС-°И58-1'

1,0*1 V »сред. = [1,077-4,11К.Х.ЕХРС- 1/7?.*)]. 1,413. СХР^-О,121.

1,036 У 1 мин. = [1,012 - 0,812. X. ЕХ.Р (-0,73.Х)]. 0,9«.. ЕХР (- 0,07?..

1 0,966 V МАКС. = [1,038-5,<?85.Х.ЕХР(- 1,9Г.>)].2,91.е*?(.-С!,216.:

1,031 'ерьд. = 8.Х.ЕХР(-1,еб-.х)].-1,^36. ЕХР(-С,-131.

1,09£ ^МИН

Ркс.З. Распределений блоком ПЭС и ГХ.

:^ при режимах сопряжения :

1,2-- донном н поверхностном Ш.В,Мачок);

3- поверхностно!/ (Н.В.Шрагин);

4- переходном (прк 1,0.3,см. тао'л.I);

5- доннод восстановленном (А.Г.Соловьева).

о р. , *• ■ - ° а

Рис.4. Распределений,коэффициент* К по длине храпленич: . I- 1'=- 99.95? ; 2- Р= ; 3- Р= ;

4- Р= ; ?- вероятность надежности.

мэнталыше -»дгааэ (.-кривая ¿4) в переходное рззиад сспдясеЕая бьеда значительно оиигсая-гся <<т рагчзгсв по всем извеотшк ранез формула

Клише фактора на зедачццу — вссы-а сущесшешэ

йт л- V

Прц увеличен ^ оз 0 до I, значц;яп ~ увагачиваотсй-па 1,5

раз. /А незначительное сник'згае уровней иепсго бьефа оа- IД до

О,¿5, значение — уэсшчивавтея ез 2раза в -зоне конца докчеге

¡зальца. ; . , . '.'-.. .'.•'•■" -■.- '

С пемощьэ рота табельного центрального I ишозэдяспнзго глапа функции распредзлахзя пктуашияе я лульсацаошлзс скор'сотеЗ га уча-сожок сопряжения Сьефоз (— з) пайдепы в слоздяца« ецдс:

+о,нр хАуа - о,я«г х* - о,1-зг х* - о,->сс гс*. "

* . *

V "* г '

- ОИС - 0,055 0,*Ус 4

^ у в 0-1 } * 5 ^

В чатваотоР глава проанализирован« пазболее распространен- ' пыо методики к формулы расчета устрктшого ддауатра паданиого крепления русел. Рассмотрен!! работы Д.И.Кукика, Н.Н.БелкссвсЕого, Б.И.Отудгядчщкова, В.д.Базхлеьича, И .К. Шатана, Д.Б.Ь'прцхулавы, НЛ .Кгаигг к др.

' Анзлзз этих работ позволил ыдедить два оопошшэ папоавла-', пня в исследованиях устойчивости частиц каменного кр?Е5ел:.': на послепрыгковоа участке, а тайге но са^эи участке сощжгеншг бьс-. фов. В соответствии с этим; направлению« устойчивость частшш крепления характеризуется либо срзднеЯ сксроотьа с учетом тсоа турбулентности походе за участком оон>т-в»1ня бьс либо максимальной придонной "скоросткс.

максимальной придонной скоростью.

В поелэдпее вреьвг бслкчлиство авторов сходятся во кнзшга, что опредсляхад^ роль л процессе нпруления устойчивости части, легацгас на дне потока, принадлежит максимальной актуальной нрздоя-

' л/

ной скорости U/ . 1 •

Необходимо отмотать, что настоящее исследование, как л псс-

'следования бслшинстза другиг. авторов по распределении (.<акс1!г.:'иь-. ■

пых пктуальннх: пркдокных скоростей зз сот.{сце:ип2Ы ГЭС (Н.В.Малик»

Я.В.Шрагпн, А .Г .Соловьева, Л.В.Мешков и др.) выполнен.; для хигдко-

га; дна. В Действительности при исцользоханин для креплэнз.- русла

за ПЗС камня, иерсосоватьсть смоченной поверхности мо~е? играть

. суцйственну» роль. Для оценки этого фактора бил вштолпзп обзор

работ,посвященных даш:о.цу вопросу (Р.Д.Локус, Е.И.Пеляое, А.З.

Динрлав а Н.Н.Хлапук), который показа/, чо актуальнее првдопнко

скорости, определяющие габ&рптн крепления иекнлб для шзрохоъатеге

русла iïttl/ , чем для гладкого t?r . В зоне болгапх глубин

потока > 40 (где л - зкзявэленткая. шорсховатость)

л

отнопегое ~ 0,90. Для еовнещзшш: ПЭС при наличии болъшх.

U.v

подтоплений потека это отношение в работе принято с запгюм равном I. ;

Исследования распределения гаксишльпых пульсацзс.ншк придонных скоростей по ггзрч удаления oï блока ПЭС дают картину затухания интенсивности турбулентности. Здесь получена длина затухания пульсаций Lg. по величине которой монет быть наЦдзнг* протяженность креплен ;. За совмещенной ПЭС = 0-1, =

0,95-1,1) . Ц « (7-12)Ц . : Г

В придонной обласгн на расстоянии (0.02-0,05) от дш недели производилось ззмэр'егше актуалншх скоростей, Результаты окесертаптов показа";:, что иеличлна придонных актуаль.чых око-роото!: з стом диапазоне раегтелошзя измерительной течки по вер-

■якала чрг'цпчвскг. вегпкешза. Эхо поадамоя-аслслиогать получек; нго огллчшо даншо г. кочцмвсг расзотаоЕ вслаталз дал определошя

квиыссгс, ка.'.ш, как -ого делает з.А.Базяшич^Н.Н.БсдгказсгиЕ и

др. ■ ; ■ _

' Окончательный яивод о крупаосг- жгковкого крепленая русаа : Ш5 иссш> сделать о подарю «еораа сздсгхассс. Прз юзгс£пт>.. хладах распрсдсдеитл 1агруа::;1 ^ . и прочности ¿ерсяшосяь йезоъсазяок работы саогски'осродолЕстса ха*.':' ■••••'. •

• с/.

Псркз. П., <5 оокчгсйазся перамшисг зааяу (5) х»решгго1'сг!

Г'а-Ро (6)

-¿о -

Зола обозначая» коэ$Лщпо:и ззгаса = ,

ют харшва гагпуака й, г. м срочцссга Ч* г —- .

" Г-а , /

Поста зрсоЗразоззааж затнсаыоск: (9) лалучяг:4 загпсачоеть

оврвделгюм кагрузаг, п прочкоага -¡астата крзпг.ы^п ;•/>

псиьэуется азьсстсцЕ схоиз доГ.ствуах1х (К.и.Ст^'деютппсл,

И.С.Еороваоз п в которой у слоте предельного ревпогссл:

честши вцраззге-': уряакзгаон

К - Р

й 1

гдо Г^ - подъемная сила г., = Её'" .Н. >

РГг - сала-нжез-т ^ , (?7- 5

С - когф'рцкект кодьелюИ сази 5

<хй - коэффициент форпа ч&стаци .

vz. дцелгрзт опрпда.г<пися nut

Пга. подапж зедагеязах (ft-jO - т/мэз a^o^j <3-t°o,2: <-1>,1*Л:оро:ясз) подучена еазискмости : • - дог расчета крупкостг апчия :

(о,02. + -ЦвуРг ci

-'дгя рсчста ко??4яцягпга з~гаса . :

гдз

Ч = г ^ -Jk

Ы. - ,— > И -

го таб.*. I г. 2 одргдслдмся зплчекзя гапспг.эдгпкх.асгтахы'ш;-: и Еульаэдопшх слорогтсН ддоль крггсгмпуг, поело тзго лпходгася еояглпз: <7^=™ ж. - «Я' - к/ .

3. '

УстоГ.-гзы;; даа»з-гр d опседеляозоя по'(8) с заданно!! герсл-ж-с^та яадегаюсгп Но а гкедгигодтает:! гктерзал« с^ . Срагпепг.о np'.irspa расчета щзпзсдоппоП по по^лздсзат-зльноста с. ::зт:зс7гтк!Г. ранее (З.А.£аэ:уйгач, й.К.Нпгаглк, В.С.Борогхоп, Н.П. Е-ежпеисп'п;, H.J. ,Кш.:ог) дТярпулли ногаьало, что расчета по ЬЛ. ег.зглсг.ит/, н.к.нпкяогду, B.C. ЕорСРКОВУ ссглзсуптся с полуапзль !.а бсллтпп:г.;.я дпагатра комет о версатпсгягл пад^нсста S3!?, а по K.I .Кряки* - с лопс.ттяооти) яадекпсстп

Пin ^звгетной вглпччяп дпаг.:етрл d мсетю ;;оот;;,омм> графа« ксг-Ттгглзента родшшкдеП способнсста Кр ; Ус

«р -

где У0 - деразмыаающЕЯ скорость равиогйрцого потека, которая

~ , о, а. .

мокат Лить определгна яавссшостьо Д.К.Кумина \,= 3,32 а, $

V - средняя скорость в никнем бьефе ПЗС. ■

На рас. 4 представлены некоторые кразые-коэффициента Кр с

зер'оятностяш надежности Р=99,9£; 9999& 95? пра €^=0,Т96

Ошшенпс величины приводит к уыеньаенав Кр. Это сввдгтч:ьст

вует о создаешь устойчивости конструкция крепленая.

' ШВОЛЬ! /'..,'

г

Прогедйшше посхедовагая по изучению характеристик потсал . и параметров кэмоешэто кропленая русла за приливной алектростам-1т»й созваиявг- сделать следуюци* внводы:.

1. Для определения регегш сопрякьняя бьефоз по известным заЕпомосшм пеобходимо знать гидравлические пергыетрьг водоелкв-х:аго а тур'чнкого потоков, в точ числе, гдуонц? погска на носке, чодослива и коэ^йшиент Еуссипсояа па выходе Ьтсасизавдей ? убц Ери & том для опредечония кеэфйиццепм Буссвноске. до сих пор бы;;« необходимо проведение хаждрЕ раз специального эксперимента. На основа нг.стоящлх глдразлпчечкгх исследований зодосдаза ПЭС с горизонтальным дяшашм норего;.-. более 50. в дм па ¿оно изменен

. Р-Сг, - 0,4 - 1,0 палучеш зависимости, позволяйте сшштельп облегчлть определение оегшмз сопрякенпя бьефов; Исследования по: показал:, что доя горизонтального капсулького гидроагрегата г.уе

место ллнейная связь коЕффпяиентоЕ Кориолиса л Буссинеека, опис , »

ная уравнением (4)

2. Неравномерности распределения скорости по выходному сечению для горизонтального гздроагрегата(Кког1. =2,0-4.1) существ но секьпе, чег соответстаутааШ показатель у вертикального гидре

рггата (Н::ор =3,0-7,0).

3. Прплизкпэ электростанций d болгг-нгстге работают в спсцп-флчослих гидравлических реаимах, отличных от реглка работы ГЭС, а п:зшю: соотношение водосливного я турбинного расходоя у irnx

п 0 - I (у совмещенной ГЭС а регллч сопряжения у

ЕЭС или правило пзроходныЯ (при условии —-0,95-1,10), что

-flu.

сб:пт:о имеет.место . J

4. Вследствие иллнчг.я закрутки турбяшюго потока за блоком ПЗС набладавтея плзновая неравномерность распроделаия максимально актуальных придонных скоростей. Отношешш максимальных и ганимзлыад величии прздошгоЯ скорости дост;!газ? до 1,9 раз я зилом сочвкна, расположенном в коща участка сопряжения бьефов.

" 5. В придошюп области (0,02-0,06) значения актуаль-

ных скоростей и остается практически постояшгпм, что позволяет использовать ихп качестве тасчотноя величины при определена" нрупкостл каменного крепления. ■

6. Для пгрехох ого реки на сопряжения в диапазона изменения параметров —— «= 0-1, —;— = 0,95 - 1,1 установлено, что характер распределения максималышх актуальнее прздешшх скоростзЯ ' вдоль крепления описывается семейством кривых, аппроксимируемых ' элепокенцпалыяая •JyinittjiHi.ti (см.табл.1). В зоне

я. = (0,4 — 0,8) имеет -место значительное снижение величин Си . А за этим участком значения СС возрастал? и принимают локалышЯ иаксимум в конце участка сопрлг.сгая бьефов В пределах варьировашш факторов величина и. достигает максимума в'соответствии с кяксшо'.'.'о'^с^акторл -i^- = I и шни;цумом.

•5.

фактора -у- = 0,95.

7. Исслсдобя;кя показали, что виге рэспредмешгя для а.чту-алышх придошшх скоростей имеет меото'и для мзксиадлшпс пульса-кисл'йи.ч составляющих'скорости м/ . Диализ этих фуякциrt «оказал,

го

чго о удалерпсц ox блока рульоед^п тсоросггл it/ nasyxas? га дшно . Ц й ( i - <£р J

Q. Учитывая, что з настояло время отсутствует гвдраплгг«с-кая ЗДрактсристика горизонтального здпсулыюго гидроагрегата ПЗО, щя 'продвчрахельашс расчзтих «огно испсльзоза-гь пояучошшо сооп:; лоркш.зсарзкторисжцсц. • ; '

9. 3 работе продагаотс)! ттокяаа орродслашя устойчивого . дхамотра каиш о учотоу взроятноста безотказной работа копотрук-* цга кроплоязя пульсация прэдопгай скорости, а тошю неоднородное-га ко раз^рам кашч. ■ • , •

, 1'озультатц расчета уотсГлншсг«4 чаоззди иросагзл

по взой матодиао согласуется с оуцвогагд^иа дажшоохгаз «£Д разпк уровнях' кдашюои; Р > Р Расчог пэ прэд-

лагаоаой кзтодаке позволяв® дофвдь более глубоауг ю:^ориата> о параметрах к.. шлепая.

10. В дальне цселидотпях по данное вопросу- одедуез )брат4;ть внимание на ьзоякедеасхвнс всаши ьр^лива с

еогоол дважонпя поташа в бь^ах пр- сутсчло;.; регуирокаки pss-ч |.л работ пэа.

I

Содержание диссертация опубликовано » сдсдувдях работах:

1. Чкокг Тьл-Хнеи,/Л.ЭЛушю:. Зоярооы гадрэвдгхг с^олоз 'приливных электростанций // Вопроси гп^ротехшччеокого мроатсды ва в горних условиях. Коб/лети, ISS9 С.81.

2. 4uoid' 'Гк; Хиен, М.Э.Лунзцц. к вопросу о ь;одолпро1ашд гидродинамических процессов в капоулышх гидроагрегатах issboua« пор:шх ГЭС// Вопроси водохозяйственного строительств, молиорац: использования и охраны водных ресурсов. Ереван. 1Э9'х.С.ЗЭ-40.