автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Применение конусных затворов с насадками

I X - '

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТР,3&ОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи КИМ Ирина Валерьевна

ПРИМЕНЕНИЕ КОНУСНЫХ ЗАТВОРОВ С НАСАДКАМИ

05.23.07 — Гидротехническое и мелиоративное строительство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1992

;'.yv ллч

■"*"/'"■ москонзкий ордена трудового красного знлшм .

ПЩРОМЕЛИОРАЛШШЙ ИНСТИТУТ

На правах руяопаоп КИМ ИРИНА ВАЛЕРЬЕВНА

пгютшш КОНУСШХ ЗАТВОРОВ с насадкам

05.23.07 - Гилротехтачэсгшэ я мзлпоратлшсэ СТПОЛТЛ.ТЬСГЗО

Автореферат гдпис-\07п«1:и па соксктчп? учспкД »у iUiiuuwna кехикчеоккх ачу.ч

Работа выполнена на кафедре гидротехнических сооружении Московского ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративного института

Научный руководитель . - кандидат технических наук,

профессор А.Т.КЛШИИЖОБ

Официальные оппоненти - доктор технических наук,

профессор Д.В.ШТБШ1ЛИХТ

кандидат технических наук, доцент В.К.ГЛАДКОВ (13 И И С 11 )

Ведущая организация: Сошводироект

Защита состоится 1992 г. в '/■^'чаиои

на заседании специализированного совета К 120.16.01 в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративном институте но адреоу: 127550, Москва, ул.Прянишникова, 19',

С диссертацией можно ознакомиться в•библиотеке Московского ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративного института.

Автореферат разослан ¿992 года

УЧЕНИЙ СЕКРЕТАРЬ СИЩ1АЛИЗИРОВА1ШОГО СОВЕТА К 120.16.01

кандидат технических наук, доцент

. С.Е.ШШИН

ОЩАЯ ХАРАКТЕР,ЮТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Для обеспечения надежной и безаварийной работы водосбросных и водопропускных гидротехнических сооружений важно иметь надежные устройства, позволяющие точно регулировать расход и аффективно гасить энергию потока при относительно малых материальных затратах. К таким устройствам относятся конуонне затворы. Эти затворы^как правилу применяются в качестве основных регулирующих затворов на напорных водоводах водопропускных гидротехнических сооружений. Механическое оборудование последних о конусными затворами просто и индустриально в изготовлении, надежно в эксплуатации, требует малых усилий при маневрировании затвором. Они могут относительно точно регулировать как небольшие расходы вода, например, на водоВеЬЬ пусках и водоспусках мелиоративного назначения, так п большие расчетный расходы л могут использоваться практически при любых напорах. Тем не менее эти затвори зачастую незаслуженно но находят парового применения га гидроузлах в GIT, что ютгано слабой изученностью их гидравлических, глдродднаглчзегел:: :з гдгитацчонних характеристик. Кро!,:э того, наряду с достоитгстей'Л конусные затворы пмоют подост:.г. которые так Z3 спачлтелыю сугдот область их применения. К отгн по-достатгам ..исто отнести значительное распыление потока з ппгпстл бьефо, что требует устройства широкого водопропускного фронта э > пем бьефе, а л отдольаых случаях, d зависимости от топографичесип^, геологические л ко:яшозочтап условий но позволяет использовать тг:т затворы. При параллельной работе патворн необходимо удалять друг от гтруга на рассхотко пггп-'эрпо рзвпоэ пяти диаметрам. В протпгясч с • -чае дояшае? отраженная струя, г-ацрзвлетгая вверх и протпз потоп;-которм мояет попадать в иомащеша затворов, что осложняет их эксплуатацию.

При работе затвора от основного потока происходят отр:п :.тпого-••лелениих -пиель различной крупности, брызг п подиной пили, дотог-чч

таклсе оказывает отрицательное воздействие при эксплуатации затвора. Эхе брызги в водяная пиль разносятся на большие расстояния, чуо приводит к намоканию большой площади-в нижнем бьефе. Ь зимнее врпш площадь, подверженная оседанию брызг, капели- и водяной вили, покрывается нишдями.

Расширение области применения конусных ватиоров независимо от компоновочных решений по гидроузлу, топографически* и климатических условий достигается применением специальных конструкций - камер га- ■ те кии и насадков. Хотя камеры гашения наряду с благоприятны гидравлическим рокамои в нижним бьефо дополнительно значительно гасят энергию потока, их конструкции сложны, громоздки, требуют значительна материальных затрат. Насадки ко более прости, позволяют предотвратить распадение струя и организовать сосредоточенный выпуск потока и нижний бьеф, они также гасят часть энергии потока и в ряде случаев их применение отзывается предпочтительным. Однако, окончательный выбор охекы истечения из конусного затвора ыоьет бить определен исхода! аз -топографические, компоновочных, климатических условий на основа тех-кЕкр-зкодошческого сравнения вариантов.

Изучение современного состояния данного вопроса позволяет сделать вывод, что в настоящее. время практически отсутствуют' теоретические к экспериментальные исследования конструкции насадков. А как следствие этого отсутствуют и спосрбы их расчетов. И этой связи нам представляется целесообразным в работе рассмотреть применение конусных затворов с насадками в концевой части трубчатых водоводов.

Для роиония этого вопроса автором били выполнены теоретические к е^горимаптодыще исследования конусного затвора о насадком.

роль работы заключается в разработке на основе теоретических и експвриментальких исследований рекомендаций по применению конусного затвора о насадком, а также в выборе рациональной конструкции насадка

• ' м:. • ■ , ■

для конусного затвора.

При атом решались следующие задачи:

- был разработан способ расчета параметров потока при истечении потока из конусного затвора в насадок}

- изучалось влияние конструктивных отличий насадков на его пропускную способность и на распределение осредненных давлений на стенки насадка;

- изучалось влияние длины пасадка на параметры штекапцей из него струи;

- рассматривалось гидродинамическое воздействие потока на элементы пасадка;

- рассматривалось сопоставление основных полоясяий, полученных при. теоретическом рассмотрели задачи о результатам экепоргменталь-пых исследований.

Научная поздзттд работы заклзчаотся з сгвдзтеем:

- рекомендовал способ растота ocnosnxcc глрагетроэ потока а пасадкз;

- па ссяогэ гздразшчбснпх и глдроетггапзсгсях лсслздогагггИ рекомендована рацаопальпая конструкция пасадка дая конусного затзора.

Практическая езкно.'егь. габоги

- раз1«?ботаны способы расчзта, яоторгд позголлз? спрздз^пгд основные параметры потока з пасадаз;

- предяезепа конструкция насада, которая яззттз'пгэлыло егпггаэ? пропускную способность затзора, ¿г^гэт относительно нзйолзгзз narpyonn на ого стенки;

- дани роксг-зндздаи по учету гадродаалзчееззх ;:агрузоз прз расчете насадка.

Апробатщя работы. По тг;лг диссертационной работа пилездэ 4 статьи, запядаяо автсрскоэ сгяхэтажстго. Ослознкз полстэпп! сортадил докладыгягясь па гаездазяяа: гс^э.яра ITC MHI! з пзтио-тлтк-

s

ческих конференциях ШЛИ в 1990.. .1992 год;«.

• Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, иаклпчения,списка используемое, литературы, насчитывающего I4.r! ннимено-ианит ( в том числе 34 иностранных).Работа изложена на 197 страницах, включая 73 рисунков и б таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАЮ1У ¿¿_введвнин обоснована актуальность теми диссертации, сформулированы ее цель и задачи исследования, показана научная новизна работы.

5_Сех>во^_главе приводите» обзор литературы, содержащий информацию о конусных затворах, их характеристиках, условиях их применении. Данному вопросу посвящены работы ряда отечественных И зарубежных ученых.: Виноградова 1).П., Гальперина P.C., Гивоке HJ., Гоел Ы.Г., Каретникова Д.Т., Кокая Н.В., Куприянова В.П., Кнаппа Ф., Муратовой GfJ Павловского С.С., Pao Р.В., Румянцевой А.И., Ролле Н.Л., Стоическу Т., Талмазы В.f., Хайндла К.Л., Яньшина Б.Н. и других. Приведены основные схемы истечения через конусные затворы, применяемые на гидроузлах и наиболее подробно рассмотрены имеющиеся данные о приме-нениии .конусных затворов С;нчсадкаыи. На основе аналитического обпора литературных источников сделан вывод о том, что конусные »атворы с цон: тральным углом пр вершине упорного конуса 90°, располагаемым чяпш на выходах донных или глубинных водовыпусках (хотя и&вестны и случч.1 их расположения в середине), и, предназначенные для регулировании расхода воды во всем диапазоне расходов, благодаря простоте конструкции, нысо-кому коэффициенту расхода, безотказности в работе, незначительным'динамическим нагрузкам,воздействующим на затвор, безопасности в навигационном отношении находят все большее распространение ь гидростроительстве. Применение конусных затворов со свободным истечением потока 0 атмосферу является наиболуо простой и экономичной схемой. Однако.-такая схема истечения возмокна при наличии за затвором широкого водопро--пускноги фронта и применяется, как Правило, при'положительных температурах воздуха, поскольку образование цнледой на элементах затвора, сооружения и береговых склонах, затрудняеи, а иногда и делают невозможно!?

■ 6

пксплучтчпит рсего гидроузла. При параллельной рабою конуенч* зптьпрпр в случде истечения в атмосферу затворыj

'должны быть удалены друг от друга на значительное расстояние, во избежание образования отраженной струи, направленной вверх и против потока, попадание которой в помещение камеры затворов, осложняет гос эксплуатацию. Истечение потока в камеру гашения применяется в случае необходимости ограничения разбрызгивания потока с одновременным гашением энергии потока в пределах камеры. В настоящее время существует достаточное количество конструкций камер гашения, в которых используется принцип соударения потоков. Для защиты затвора от брызг и водяной пыли, сосредоточенного выпуска потока в нижний бьеф могут быть устроены струенаправяявдие.насадки. В .зависимости от конструкции . насадка поток, вытекая из него, приобретает цилиндрическую или сла-борасширящуюся коническую форму. Отмечено, что насадки имеют простую конструкцию, однако, из-за отсутствия данных, позволяющих запроектировать достаточно надежную конструкцию, не находят широкого распространения.

На основания полученных результатов анализа была сформулирована приведенная выше цель исследований, а также поставлены задачи, решение которых позволяет достичь поставленной цели.

Во втатоЗ главе рассмотрены вопросы методики проведения экспериментальных лабораторных исследований. Начало этой главы посвящено вопросил моделирования потока при исследовании конусных затворов. В данном случае рассматриваемые явления моделировались по закону гравитационного поюбия по Фруду с учетом автомодэльности по Райнольдсу.

Следующий раздел главы посвящен описанию экспериментальной установки и моделей дам изучения гидравлики и гидродинамики конусных затворов с насадками. ■ '

Комплексное изучение насадок для конусного затвора проводилось на стенде для исследования концевых устройств трубчатых водопропускных сооружений (рис.1). Стенд обеспечивал подачу расхода воды до 80л/с и напор до 30 м.

Модельная установка (рас.2) состояла из: -модели конусного затвора, наготовленной из металла в масштабе

I ! 22,6, Диаметр затвора {О =98 ш, угол при вершине упорного конуса 2<А =90°, диаметр основания упорного конусаЦк=1,1б2>, максимальное открытцз затвора Зал* =0,57), выходные крошки нецодвикного патрубка имели криволинейное очертание радиусом К=2Я;

- моделей насадков для конусного затвора, выполненных из оргстекла толщиной 10 мы (I ; 22,5). I вариант насадка (рис.2а) состоял из 2-х частей конической с центральным углом 2/ =90° и цилиндрической дааметроы^)Л=2'2)=196 мм, имеющей возмошость менять свою длину.

II вариант насадка (рис.26) состоит из конической и Цилиндрической частей.1 Коническая часть представляет собой усеченный кону и с

2р=30° и длиной О ,7/Э . Длина цилиндрической части подбиралась из уоловия выхода из насадка компактной струи круглохю очертания. Диаметщцилиндрической части принимались различными: 1,4Л; 1,8.? ; 2,3ф. В начале цилиндрической части расположен кольцевой уступ о отверстиями дня подвода воздуха. Вода, из насадка поступали в литок нз органического стекла, что позволяло наблюдать за выходной струей за затвором. Через рассматриваемое сооружение пропускались расхода в диапазоне 9,7.... 41,ню соответствовало расчетным натурным расходам 23,3,.,.100,1 ы3/с. Исследования проводились для степеней открытия затвора н°/о, равных 1СЮ#, Ю%, 60$, 40£, 2й%.

Далее описана методика проведения гидравлических и гидродинамических исследований, измериельная аппаратура и дана оценка точности проведешцхх измерений.

Измерение статических высот, глубин, осреднешшх давлений производилось штщеныасштабоы, цьезадетрами и образцовым манометром. Для измерения осреднении* скоростей применялась гидродинамическая труОка конструкции НИСа Гидропроекта с дифыанометром. Расход воздуха

измерялся трубкой - аэрометром конструкции НИОа Гидролроекта. .

■ &

При проведении гидравлических исследований определялись:

- пропускная способность конусного затвора с насадками различной конструкции;

- распределение осредненных пьезометрических давлений на стенки различных вариантов насадков;

- влияние конструктивных отличий насадков на пропускную способность и компактность, вытекающего из насадка потока;

- количество подводимого в насадок воздуха;

- скорости потока в насадке,

Гидродинамические исследования насадков проводились согласно ■ известной методике. Пульсация давления на стенки насадка измерялась с помощью малогабаритных индуктивных датчиков ДЦМ-6 с эффективным диаметром мембраны 6 мм. Сигнал от датчика'принимался и усиливался тензометрлческой аппаратурой на несущей частоте' 4 АНЧ-22. Тарировка датчиков производилась в начале я в конце глядой серки экспериментов. Пульсацпошша составляйте даплония записывались па магнитограф с продолжительностью 60 секунд, с параллельным впзуальетл контроле!.! хода записи па олзктронпо-лучзвои осциллографе С1-С8. Записанная информация о реализациях бига обработана на ЭЕ.Ш-Ю03.03 по сиз-циальао разработанной црозфакэ. Вздояаозвшэ оценка отпоеззоякшх погрешосте'х игевих ;,*эсто зрл пропэдггтяз яеелздогзтшй по™2за.та, что они лежат в пределах от 0,09 £ до 2,5 что еполно допуст-.чо при реиении поставленных задач. Так, например, догеритольк^з интервалп для истиьтчх значений измертезде' золлчин составляли ±0,9.. Л ,1 мм,

т доверительный интервал для случайной погрешности - 0,2£<Г-10,93.

Т ратая' т.ту-т. пссеяпзш глтркггпзехйз лсслэдогзп^п'л кспустп:

затворов с насадками.

В начале анализируется зддяппз самого насади л ого тзегрузтдз-!шх отличии па пропускную способность бонусного затаорз.

Коэф&ищепт расхода «ютскх: хопусний затвор - пасапок опрэде-лялся по заяисяыостя аналокппо напорному истечению:

У^СЫСГ ^_,- (I)

где (к - расход вода,проходящий через затвор с насадком; Но - напор перед крестовшой затвора; иУ0 - площадь поперечного сечения затвора (перед его крестовиной).

В результате проведенных исследований были получены графики, изменения коэффициента расхода/^ в зависимости от степени открытия ' затвора ГЪ для насадка диаметром =2 рбез подвода воздуха (I вариант) насадков с подводом воздуха диаметрами Фн равными 1,43>; 1,81); 2,03); 2,325 (рис.3,4' ,). Характер полученных кривых совпадает с результатами исследований других авторов. Анализируя полученные экспериментальные зависимости уи =/ (Л ) и данные других авторов можно отметить, что:

- коэффициент расхода конусного затвора с насадком зависит от степени открытия затвора и имеет максимальное значение при полном открытии затвора (для насадкаСГ^ =2,Зф при П. =100$ ^М- =0,83);

- подвод воздуха в насадок уменьшает коэффициент расхода /и на Ъ% (рис.3); ■''•..'

- насадки диаметром ; 2,0"Х> незначительно влияют на пропускную способность затвора (при 2)*, =2,3Т)^ практически не онихается, при -2,0&/1 уменьшается на &%), а при дальнейшем уменьшении диаметра насадка 1,4фуи уменьшается соответственно на 26 и 40$;

- на пропускную способность конусного затвора с насадком оказывает влияние центральный угол при вершине конической части 2 £> . (угле 2^$ =40° уК- уменьшается на 12$ по сравнению с 2$ =30°) '.'•'■ (рис.4). Кроме того, наш анализ показал, что угол встречи потока, •'. выходящего из конусного затвора, со стенками насадка влияет на коэффициент расхода системы: "конусный ватвор-насадок". Чем меньше этот угол, тем болыоэ пропускная способность. Для определения величины

10;

этого угла при практических расчетах в рамках главы предложена экспериментальная кривая = ( /г %).

В результате исследований били получены зпюры распределения пьезометрических (осредненных) относительных давлений P¿ /Но на стенки насадков без подвода воздуха (Л^ =2,025) (рис.Ь) и с подводом воздуха ( 1^=2,0£>; 2,зЛ>) (рис. V; ). Анализ этих эпюр позволил установить, что без подвода воздуха в насадке за местом удара потока о его стенки возникает зона вакууметрического давления порядка

,.0,09) Но в зависимости от степени открытия затвора, а при подводе воздуха все давления на стенки насадка положительны. Поэтому во избежание образования вакуума целесообразно применять насадок с подводом воздуха. Кроме того подвод воздуха сникает статическую нагрузку на. стенки насадка, а именно: ординаты эпюры осредненных давлений уменьшаются в этом случае на 26...40^. Дальнейший анализ показал, что диаметр насадка существенно влияет на статическую нагрузку на стенки насада, а именно: при уменьшении диаметра насадка с 2,3$ до 2,0Т> нагрузка увеличивается в 1,5 раза.

Для предотвращения возникновения явления £з витании производилась дополнительная аэрация потока с помощью отверстий, расположенных в кольцевом уступе насадка. •

1 I

Количество воздуха, поступающего на аэрацию потока в насадок, зависит от степени открытия затвора и в среднем составляет (5...7$).

В результате исследований было также установлено, что насадок,

предложенной нами конструкция (с подводом воздуха и Ф=2,ЗХ>) фор-

н

мирует компактный цилиндрический поток, уменьшая зону влияния на нижний бьеф конусного затвора на 50...70$.

В четвертой главе предложен* теоретический метод расчета параметров потока при его выходе из насадка-(

и

Исхндя и» геометрического рассмотрения контура потока и пренебрегая действием силы тяжести и'сопротивлением воздуха при рассмотрении плоской задачи нами были определены координаты точки удара потока о стенки цилиндрического насадка i ■ • £' "Т '

' V* Ismj ( 2)

где "t - толщина потока перпендикулярно кромке упорного конуса, диаметр упорного конуса. Далее используя уравнение неразрывности для сечений перед затвором и в конце насадка, считая жидкость однородной,, вязкой, нескимаемоР, после ряда математических преобразований нами было:,получено выражение для определения толщины пристенного потока в насадке ¿tбез учета аэрации;

и -Ф*сз)

где К^- коэффициент отношения скоростей -

Кцг - коэффициент неоднородности выходящего потока Kttr-Среднюю скорость движения пристенного потока можно определить . по зависимости:

где 1С,- коэффициент отношения скоростей ^"-Ц?"

средняя скорость.потока перед затвором 1)- средняя скорость потока в'сечении перпендикулярном кромке упорного конуса ..

Сопоставление данных о толщине пристенного потока в насадке*^, по-.

лученных опыт:мм и теоретическим путем,показывает хорошее совпадение, • особенно при больших открытиях. Некоторое"Совпадение теоретических и у, опытных данных, по-видимому объяс/шется • влиянием, аэрации потока на его' толщину. • . . ■ ' ; •■, '

ft, ЩНОР ГПЯТ)Р. приведены результаты гидродинамических испледованяР насадков для конусного затвора с подводом воздуха диаметрами . VH-2,02) и. ¿,3р

Цель гидродинамических исследований насадков заключалась в определении гидродинамических нагрузок на их стенки при различных гидравлических параметрах потока, таких как среднеквадратичное отклонение, стандарты пульсацииавтокорреляционные и вэаимокорреля-ционные функции, функции спектральной плотности.

Анализируя полученные данные было установлено, что степень открытия затвора влияет на значения стандартов пульсаций давления: с. увеличением степени открытия затвора увеличиваются и стандарты пульсации давления на стенки насадка. Проведенные. исследования показали, что значения пропускаемых расходов влияют на величины стандартов пульсаций давления. Максимальные стандарты пульсации давления на сменки насадка соответствуют максимальному расходу воды, проходящему через насадок. V

, Наш были получены распределения нормированных стандартов пульсации давления (<7/^^" > на стенки насадка для насадка (СЦ, =2,(Ф )

; и для насадка ( =2,33)) (рис.в;). Анализируя полученные результаты можно сказать, что распределение стандартов пульсаций давления вдоль стенок насадка носит весьма неравномерный характер, В направлении от начала к концу насадка происходит увеличение значз-ний СГ/ ££ • Своего наибольшего значения величина О"/-^— достигает в месте удара потока о стенки насадка. По мере удаления от зоны удара. происходит уменьшение значений СДля насадка диаметром Х>н =2,3 X) величина нормированных стандартов пульсации меньше на 4,5%, чем дня насадка диаметром ^=2,0^.

Нами било установлено, что закон распределения пульсации гидродинамического давления близок к нормальному.

Полученные коэффициенты взаимокорреляционных функций не превышают 0,1, что'свидетельствует об отсутствии пространственной связи между пульсациями давления в различных точках.

• ' " Л '

В результате исследований были получены наиболее характерные функции спектральной плотности, -- Анализ этих графиков по-

казывает, что функции спектральной плотности имеют распластанный, ха-'рактер, что свойственно аэрированным потокам, имеющим раздробленную структуру. "Ведущие" частоты пульсации в точке удара потока о стенки насадка составили £ =1,4...2,8 Гц, а за зоной удара происходит смещение максимума функции спектральной плотности в область более высоких частот ^=4,4...8,4 Гц, а затем к концу насадка наблюдается снижение "ведущей" частоты до у- -2,2.. А Гц. Сопоставление гидродинамических нагрузок для 2-х насадков ( =2,3 и ^=2,01)) показывает, что их значения в зоне удара потока меньше примерно на 40/1 для насадка о Д=2,3 3).

Анализ по учету дошамических нагрузок при проектировании насадка показал, что при статическом расчете насадка надо к эшоре статического давления добавлять единичную силу, прикладываемую к месту удара потока о стенки насадка, и, определяемую по формуле:

где (7". - стандарт пульсации давления для данной точки удара потока о стенки насадка;

/Г. - коэффициент увеличения нагрузки по сравнению со " стандартом нагрузки.

Экстремальное значение пульсации давления на стенки насадка для натуры будет иметь вид:

' Ръа>н - Р*па*п ' ^ <?>

выводы

I. В практике водохозяйственного строительства концевые участки трубчатых водовипусков с грунтовыми и бетонными плотинами часто оборудуют конусными затворами, которые обладают рядом преимуществ по . сравнению с другими типами напорных затворов.

Наиболее эффективно использовать конусные затворы по схеме истечения в атмосферу. При этом надо иметь достаточную ширину водопропускного фронта и прочное основание в никнем бьефе; образование брызг влияет на окружающую среду, монет привести к значительной эрэзии склонов и берегов и значительно усложнить эксплуатацию гидроузла, особенна в холодное время года. При параллельной работе конусных затворов в атмосферу необходимо удалять их на значительное расстояние друг от друга, т.к. в противном случае возникает отраженная струя, которая осложняет эксплуатацию сооружения, это приводит к значительному увеличению размеров концевой части сооружения.

При стесненных условиях в створе гидроузла и при необходимости защиты от брызг в некоторых случаях рекомендуется устройство конусных затворов с насадками, позволяющие существенно сократить водопропускной фронт (в том числе и при параллельной работе конусных затворов с насадками) и обеспечить компактную цилиндрическую струю.

' 2. В работе предложен'метод расчета параметров потока при его выходе из насадка. Используя этот метод,' представляется возможным .определить толщину и скорость потока на предварительных стадиях проектирования. >

3. Проведенные экспериментальные исследования гидравлических параметров потока, выходящего из насадка, показали, что:

т угол встречи потока со стенками насадка & влияет на коэффициент расхода системы: "конусный затвор - насадок";

" ' ' • и

- толщина пристенного потока в насадке зависит от степени открытия ватвора ;

- скорость потока, выходящего из. насадка, может быть определена • с помощью коэффициентов Ку. ; К^; .

4. С целью определения рациональной конструкции насадка были выполнены комплексные экспериментальные исследования для насадков без и с подводом воздуха и различных диаметров. На основе этих исследований рекомендован насадок с диаметром ^=2,3Х> с подводом воздуха.

5. Проведенные исследования пропускной способности конусных затворов с насадком показали, что диаметр насадка и подвод воздуха влияют на пропускную способность конусного затвора, а именно снижают ее. Был также определен расход воздуха, идущего на аэрацию потока.

6. На основании исследований распределения вакуумных зон было установлено, что для устранения вакуумных зон и некоторого уменьшения давления на стенки насадка в насадок рекомендуется подводить воздух, расход которого приближенно может быть определен по формуле Н.В.Кокая применительно к насадку. Насадок рекомендуемой конструкции обладает достаточной энергогасящой способностью, которая составлязт при полном открытии ^ =0,78.

7. Динамические исследования гидравлических условий работы насадков диаметрами Т>н =2,31) и Т|Н=2|0Х> с подводом воздуха показали, , что стандарты пульсации давлеши потога в соотаетстауилх точках насадка I ( 1)^=2,31)) несколько мзныш, чем цасадаа П. Пульсации давления распределены по нормальному закону. В споктр основной . вклад вносят низкочастотные пульсации до 40 Гц. Коэсйицаенты изашных корреляций мезду точкой удара потока о стешш насадаа. н другими точками практически равны нулэЧпроса'р ¡ственная связь мззду процессами, протекающий в указанных точках, отсутствует). При статичоском расчете дднашческуа нагрузку следует учитывать хак кшзистатичзскую, вракла-

даваемую в зоне удара потока о стенки насадка и имеющую здесь экстремальное значение.

8. Произведено сопоставление результатов эксперимента о теоретическими решениями. Ооновнив положения, выдвинутые при теоретическом рассмотрении задачи истечения потока из конусного затвора в насадок, хорошо подтверждаются данными экспериментальных исследований.

Проведенные нами исследования показали, что насадки для конус* \

ного затвора до настоящего времени изучены крайне слабо и их необходимо продолжить. В связи с этим нам представляется целесообразным развивать эти исследования по следующим направлениям:

- проведение лабораторных гидравлических и гидродинамических исследований, направленных на выявление влияния насадка для конусного затвора на процессы местных и общих размывов в нижнем бьефе;

- выявление особенностей применения насадков на конусный затвор при использовании различных схем сопряжения бьефов - донного и поверхностного режимов, отброса струи;

- разработка рекомендации по расчетному обоснованию параметров крепления нижнего бьефа за конусным затвором о насадком;

- разработка методов расчета дальности отлета струи из насадка и контура потока за конусным затвором о насадком.

Л.

<■ ttatoptfau ок l,\A. Нлпорныс ЬЭДЗвеШ ï. Кзн^зор

6 Модель ссор/ион«* T. fV=JOBA* ПЛЭЦЛДЮЧ В. Мерным еоооелль 7. Йпжцеымлсдсю ■о BasoŒapv* олгеея и.Злдемтхл

и. Моивмжо«- >caPofceto

ж___

ш

vi?

Ряс. I СЬсема экспериментальна^ установки..

Еис. 2

Конструнтавная схема васадеа для конусного затвора с подводом воздуха. /П варшнт 1.

" Ч I» л

— -Л • юох i' ----а- бог,

** ----я . to'*

V/

\ filie . б. Гпсщ.чсл*.

¡шса;;к' б>

iMWitoe итнсоителыо'х ос^-дненигх давлений на &лыюит* 6i э подгюда воздуха,

13

-.-п. • tOQ%

----ft. воу.

-п* бо% -■-•П.. 40%

1'ис. 4. Гпсп[«!делвиив и- j ■ HH'-im) ч ciHíii-nTeKbm x д.ч влвник Va стенки насади* ;>и;а:к"Г1<>м DH*2,2 Í с подгодоы роздуха.

il

Рис. 7.

Расчётная схема к определении гидравлических параметров потоке

е насадке конусного затвора.

Гиг, 8. Расгц-едаи^иив нирм^'л uiiu x итшу^тсш пульсшдий дшиюлия/ ии птснки илоадкн 1 ,l4iUtH îjOM îï ,

¿3