автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Устройства нижнего бьефа с решетчатым гасителем в трапецеидальных руслах для трубчатых водосбросов-водоспусков

* од

\ о

I 6 И10 Л 19УЙ АКАДЕМИЯ

^д^ЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ

УДК 626.08.(01)

ИВАНОВА ТАТЬЯНА ПЕТРОВНА

УСТРОЙСТВА НИЖНЕГО БЬЕФА С РЕШЕТЧАТШ ГАСИТЕЛЕМ В ТРАПЕЦЕИДАЛЬНЫХ РУСЛАХ ДЛЯ ТРУБЧАТЫХ ВОДОСБРОСОВ-ВОДОСПУСКОВ

Специальность 05.23.07,-

Гидротехническое и мелиоративное строительство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент В. М. ЛАРЬКОВ

Минск 1998

Исследования выполнены в Белорусской сельскохозяйственно] академии (БСХА)

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

В.М.Ларьков

Официальные оппоненты: член-корреспондент Белорусской инженернс

академии, доктор технических наук Г.В.Васильченко

кандидат технических наук, доцент Н.М.Кунцевич ,

Оппонирующая организация - Велгипроводхоз

Защита состоится 25 июня 1998 г. в 14 часов на заседании Совета по защите диссертаций Д-02.05.10 при Белорусской государ ственной политехнической академии (БИТА), корп.15, зал заседаний 7 этаж.

Адрес: 220027 г.Минск, пр-т Ф.Скарыны, 65, корп.15, кафедр; гидротехнического строительства.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГПА, на кафедре гидротехнического строительства БГПА.

Автореферат разослан 20-25 мая 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета Д-02.05.10 кандидат технических наук, доцент Г.Г.Круглов

Секретарь Совета: Т.Г. Алексеева, тел. 264-71-74

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Современная гидротехническая наука и практика располагают целым рядом конструкций нижнего бьефа трубчатых гидросооружений. Большинство из них отличаются материалоемкостью и трудозатратами из-за недостаточной изученности гидравлики сопряжения потоков в нижнем бьефе при сосредоточенном выходе из труб.

В соответствии с основными направлениями развития мелиорации земель и их использования в Республике Беларусь, соориентирован-ной на знерго- и ресурсосбережение, есть необходимость совершенствовать устройство нижнего бьефа трубчатых водосбросов-водоспусков, наиболее шороко применяемых в гидромелиоративном и рыбохо-зяйственном строительстве Республики Беларусь и в Калининградской области России.

Исследования последних лег подтверждают высокую эффективность решетчатых гасителей энергии воды. Существует несколько тапов таких конструкций, применяемых в устройствах нижнего бьефа водосбросных сооружений открытого и закрытого типов. Разработаны основы теории их расчета (Факторович,1956; Петров,1964; Ларьков,1987;) Но имеющиеся аналитические зависимости довольно громоздки и сложны, или применимы только для водосбросов открытого типа.

Цель работы и задачи исследований:

Дать научно обоснованные компановочные и проектные решения по устройству нижнего бьефа трубчатых водосбросов- водоспусков с решетчатыми гасителями в трапецеидальных руслах.

Для этого: 1) исследовать влияние конфигурации и параметров решетчатого гасителя на гидравлические характеристики сопряжения бьефов в зависимости от чисел Фруда на выходе трубы, ее размеров, а так же глубины в отводящем русле с учетом его формы; 2) определить геометрические параметры решетчатого гасителя, при которых в трапецеидальном русле за трубчатым водосбросом создается благоприятный гидравлический режим сопряжения по типу поверхностного гидравлического прыжка; 3) разработать методику расчета решетчатых гасителей применительно к трапецеидальным сопрягающим руслам.

Связь работы с крупными научными программами. Материалы исследований явились частью научной программы по разработке новых конструкций нижнего бьефа гидротехнических сооружений с целью внедрения их в типовые проекты ( по заказу Концерна Белгипровод-хоз в 1987-1989 г.).

Научная новизна полученных результатов. На основе комплексных гидравлических исследований получены новые научно обоснованные

экспериментальные данные, которые в совокупности дают научный и практический вклад в развитие гидравлики нижнего бьефа трубчатых сооружений.

Диссертация основана на физическом моделировании гидравлических явлений при сопряжении бьефов за однотрубными водопропускными сооружениями круглого и прямоугольного сечения, на трапецеидальном водобое-рисберме при использовании решетчатых гасителей и растекателей типа рассеивающих порогов и стенок. Сопряжение бьефов моделировалось в пространственных условиях для коэффициента относительного расширения русла (3<7) и коэффициентов заложения откосов ( т-1; 1,5; 2). Диапазон расходов модели: от Опцгг^.б л/с До Отах-15,5 л/с, масштаб модели- 1:20; диапазон чисел Фруда в начальном сечении-. Гг0-1... 6 (в основном и до 12 - в некоторых экспериментах).

Обоснованы компановочные решения и геометрические параметры решетчатого гасителя для трубчатых водосбросов-водоспусков, применительно к трапецеидальному водобою-рисберме; разработана методика их расчета и проектирования, основанная на результатах комплексных гидравлических исследований.

Определена наиболее рациональная веерообразная форма решетчатого гасителя, даны компановочные решения применительно к трапецеидальным руслам за трубчатыми водопропускными сооружениями.

Установлен допускаемый угол радиального расширения между смежными элементами решетки, максимальный угол наклона плоскости решетки к поверхности водобоя, установлена длина элементов решетки.

Определено местоположение решетчатого гасителя относительно выходного отверстия трубы.

Предложено устройство в виде стенок-растекателей для борьбы со сбойностью и обеспечения устойчивого режима сопряжения за трубчатыми водосбросами- водоспусками в пространственных условиях.

На основе экспериментальных исследований впервые получены расчетные эмпирические зависимости для определения гидравлических параметров потока.

Практическая значимость полученных результатов. Результаты исследований послужили составной частью научного отчета, на основе которого выпущены Концерном Белгипроводхоз Технические рекомендации по проектированию решетчатых гасителей.

Введено в эксплуатацию водосбросное сооружение при плотине на объекте Городокский (участок Шниты), модельные испытания которого выполнялись при участии автора.

Экономическое значение. Предлагаемое устройство нижнего бьефа с решетчатым гасителем позволяет на 16Z сократить затраты по мо-

нолитному и сборному железобетону в сравнении с существующим устройством нижнего бьефа с шашечным гасителем (ТПР: ВШ-Х-15х20) для аналогичных эксплуатационных условий.

Основные положения диссертации, вьшосимие на защиту:

- устройство нижнего бьефа с решетчатым гасителем и растекате-лем новой конструкции, обеспечивающее устойчивый гидравлический режим сопряжения бьефов за водопропускными сооружениями с круглыми и прямоугольными трубами на трапецеидальном водобое;

- экспериментальное обоснование параметров устройства в зависимости от гидравлических и кинематических характеристик потока за гасителем и полученные аппроксимацией эмпирические зависимости для расчета гидравлического прыжка з трапецеидальном русле с решетчатым гасителем;

-методика расчета и проектного обоснования устройства нижнего бьефа с решетчатым гасителем в трапецеидальном сопрягающем русле.

Личный вклад соискателя. Диссертация является результатом исследований автора, которые проводились им на кафедре гидротехнических сооружений и водоснабжения Белорусской сельскохозяйственной академии. Обработка материалов исследований, .анализ результатов, написание диссертации, формирование выводов осуществлены лично автором диссертации. В основу исследованого устройства положены теоретические и технические решения по решетчатым гасителям, разработанные научным руководителем канд. техн. наук, доцентом В.М.Ларьковым.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях Белорусской сельскохозяйственной академии в 1988, 1989 г.; на расширенном заседании инженерных кафедр БСХА в 1997 г.; заседании секции Совета Белорусской государственной политехнической академии в 1998 году.

Публикации. По теме исследований опубликованы 4 статьи.

Структура и объех диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций, списка литературы (более 100 источников, в том числе 10 иностранных ). Содержит 90 стр. машинописного текста, 80 рисунков и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ

Водопропускные сооружения низконапорных гидроузлов мелиоративного и рыбохозяйственного назначения в Беларуси и Северо-западном регионе России в более, чем половине технических решений

- 4 -

имеют трубчатый водопропускной тракт.

Гидротехническая практика показала, что нашедшие широкое применение водобойные колодцы и прорезные стенки являются далеко не лучшими гасителями для трубчатых водопропускных сооружений.

Далее во введении отмечаются другие типы гасителей энергии потока, указывается недостаточная изученность данного вопроса, подчеркивается значение модельного изучения гасителей и гидравлики сопряжения бьефов и делается вывод о необходимости проведения исследований.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА И АКТУАЛЬНОСТЬ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

Поток, сбрасываемый в нижний бьеф из труб, обладает значительной кинетической энергией. В целях недопущения местных размывов отводящего русла, сбойности потока, снижения динамических нагрузок на плиты крепления водобоя и рисбермы, устанавливаются соответствующие данной конструкции гасители избыточной энергии потока и растекатели.

Далее в главе приведены характеристики известных гасителей энергии потока, форм сопряжения бьефов; рассмотрены принципы и способы гашения кинетической энергии. Отмечено, что наиболее эффективным является принцип гашения энергии ударом струи в преграду и соударением струй между собой и зависит, как от формы водобойных преград, так и от их взаимного расположения.

В главе отмечено, что именно решетчатый гаситель наиболее эффективно реализует принцип гашения энергии за счет дробления потока. Установленный под углом к потоку, он наилучшим образом сочетает три основных вида воздействия на поток: реактивное - динамическое воздействие горизонтальных составляющих реакции решетки, направленных навстречу потоку; диссипирующее - разделение потока на большое число струй для интенсификации процесса диссипации его энергии; распределительное - пе реформирование кинематической структуры потока путем притормаживания придонных слоев потока и отклонение их к поверхности.

Исследованиями решетчатых гасителей занимались Н.А.Яковлев (1920-1923), А.Д.Саваренский (1938), М.Э.Факторович (1956), Г.А.Петров (1964), Н.И.Беляшевский (1973), Х.Н.Навоян (1975), У1зсЬег Б. (1984) и др. Основы теории и конструкции решетчатых устройств, как гасителей водной энергии активного действия для бурных потоков,разработаны В.М.Ларьковым.

Далее в главе приводятся примеры конструкций решетчатых гасителей и дается анализ их достоинств и недостатков. Из всего обзора сделан вывод:

В большинстве научных и технических источников подчеркивается высокая эффективность решетчатых гасителей, однако имеет место их недостаточная изученность применительно к трубчатым водопропускным сооружениям с трапецеидальным сопрягаюшда и отводящим руслом,

ГЛАВА 2. СОСТАВ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ

Исследования проводились в гидравлическом лотке лаборатории кафедры ГТС БСХА. Измерение расходов, скоростей, уровней, глубин и других параметров осуществлялось с помощью стандартных приборов и оборудования: мерного водослива, трубки Пито-Ребока, шпитцен-масштаба, нивелира, пьезометров и др. Далее в главе приводится описание экспериментальной установки.

Методика исследований основана на физическом моделировании и теории подобия гидравлических явлений по критерию подобия Фруда, полученного из соотношения сил тяжести к силам инерции - двух основных сил, действующих в водной среде (Леви,1967), при котором процессы одинаковой физической природы и одноименные величины (линейные размеры, скорости течения и др.) имеют постоянное соотношение. В соответствии с этим положением, для двух рассматриваемых систем (натуры и модели) масштабные коэффициенты постоянны.

При автомодельности по критерию Фруда, согласно расчета, проведенного в диссертации с учетом масштабного эффекта моделирования (Васильченко, 1985), линейный масштаб модели взят - 1:20, тогда масштабные коэффициенты: '

напора : Ннат./НМОд = const - ад- 20; расхода: Онат. /0,/Од = const - aQ- 202,5; скорости: Унат./Умод = const - ay- /20;,

Для достижения полного динамического подобия необходима еще автомодельность в отношении чисел Рейнольдса, являющихся отношением силы инерции к силам трения. Этого подобия можно было бы достичь, применяя для модели иную, чем вода, жидкость с другим коэффициентом вязкости, что затруднительно. Критерий удовлетворен при числах Рейнольдса для модельного лотка (согласно расчета, приведенного в диссертации) больше критического: Re«p.- 1245.

Планирование экспериментов. Программа и методика исследований.

Задача планирования эксперимента эквивалентна оптимизации неизвестной функции многих переменных. При этом сам процесс оптимизации должен быть оптимален (Круг,1966).

В исследованиях решетчатого гасителя многими переменными величинами являются: 1) форма решетки, 2) количество балок, 3) длина балок, 4) угол между балками, 5) угол наклона решетки к водо-

бою, 6) место установки решетки на водобое относительно выхода из трубы. Неизвестной функцией можно считать благоприятный гидравлический режим сопряжения бьефов при оптимизации всех параметров гасителя.

Для достижения результата целесообразен симплексный канонический метод планирования эксперимента. Применение этого метода позволяет учесть многогранность входящих переменных и повторить серийно для изучения каждой переменной один и тот же способ исследования гидравлических характеристик потока.

Далее в главе обосновано необходимое количество серий экспериментов для перечисленных переменных параметров, а также условий: трех различных режимов сопряжения при разных числах Фруда, форме русла и выходного отверстия (круглого и прямоугольного).

Для оптимизации количества серий эксперимента найдена взаимосвязь и взаимозависимость параметров решетки гасителя. Такие параметры, как угол наклона гасителя, длина балок и центральный угол роспуска веера решетки связаны геометрически в трапецеидальном русле (рис. 1). Из схемы :

h6 h tgO/2 tg 0/2

sin ос ------; (1)

1б m h m

m h

tg 0/2 - - ; h6 - le sinot ; B- b +2mh; (2)

Первой предпосылкой для определения высоты балок решетки (h6) и угла наклона решетки к плоскости водобоя («) рационально взять критическую глубину потока (hKp.), так как при этом значении удельная энергия потока в сечении является минимальной.

Кроме этого, количество балок в решетке и равные смежные углы между ними связаны с центральным углом роспуска всего веера соотношением: Ф-0/n, (где п - количество балок в решетке).

Ширина решетки Вреш. в среднем сечении составлена из суммы: Вреш." nd+(n-l)s, {где обозначения приведены на рис.1).

Взаимосвязанность параметров и предварительное определение некоторых из них превращает эскперимент из многофакторного в двухфакторный: необходимо экспериментально определить угол наклона решетки к водобою (а) и смежный угол между балками (ф) при их взаимном влиянии на режим сопряжения потока.

Далее в главе приведена подробная программа исследований и методика проведения опытов, объединенных в серии. Основополагающим принципом программы и методики являются комплексные гидравлические исследования сопряжения бьефов за решетчатым гасителем при

поэтапной оптимизации геометрических параметров последнего, позволяющим получить минимальную длину зоны сопряжения бьефов (L) и вторую сопряженную глубину гидравлического прыжка (h") и эффективном затухании осредненных (придонных и приоткосных) скоростей потока для различных режимов эксплуатации: сбросных расходов воды и глубин в отводящем русле и его формы.

Устройство представляет собой комбинированную систему, состоящую из прорезного порога-растекателя, либо стенок-растекателей новой конструкции, решетчатого гасителя, опорной балки, водобойной плиты, портального оголовка и рисбермы. Откосы водобоя и рисбермы могут иметь коэффициент заложения т-1,0;1,5 либо 2,0. (рис.2.). Решетчатый гаситель состоит из системы балок, расположенных веерообразно. Веер решетки имеет уклон в сторону верхнего бьефа. Балки решетки расположены в два ряда с различным углом наклона так, что один ряд имеет меньший, а второй ряд-больший уклон. Верхние концы балок образуют гребенку с зубьями переменной длины.

Порог-растекатель выполняется в виде прорезной стенки. Напорная грань порога вертикальная, а низовая-под углом 60°;наклонным выполняется так же и гребень зубьев. Прорези в пороге направлены радиально в сторону нижнего бьефа на откосы. Открылки порога делаются наклонными в сторону откосов.

Стенки-растекатели, установливаются радиально на выходе из трубы, вертикально таким образом, что напорная часть располагается на водобое, а низовая- на откосе. Вертикальная проекция стенки имеет вид треугольника.

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЩЮНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА НИЖНЕГО БЬЕФА С РЕШЕТЧАТЬМ ГАСИТЕЛЕМ ЗА ОДНОТРУБНЫМИ ВОДОПРОПУСКНЫМИ СООРУЖЕНИЯМИ С ТРАПЕЦЕИДАЛЬНЫ! ВОДОБОЕМ

При определении места установки гасителя и растекателя на водобое решающую роль играет расстояние от выхода из трубы до сжатого сечения гидравлического прыжка и необходимость уменьшить длину зоны сопряжения и вторую сопряженную глубину. Допустимо принять предварительно параметры решетчатого гасителя согласно расчетной схемы и не оптимизировать их, а только оценить их влияние на получение благоприятного режима сопряжения.

Чрезмерно близкое расположение гасителя приводит к обтеканию его потоком, без эффекта, что приводит к неудовлетворительному гашению энергии потока и влияет на пропускную способность трубы. При удалении гасителя от выхода трубы увеличивается длины зоны сопряжения.

Для выбора рационального местоположения решетчатого гасителя

Рис. 1. Схема решетчатого гасителя а

Г 1

ч 2Ь

Рис. 2. Устройство нижнего бьефа с решетчатым гасителем и растекателем: а) с рассеивающим порогом; б) с растекателем в виде треугольных стенок

взято произведение исследуемых гидравлических параметров потока и найден экстремум графика зависимости \/ Lxh'/h0- f(Fr;n), принимая справедливость утверждения, что при минимальной длине зоны сопряжения и минимальной второй сопряженной глубине их произведение также минимально.

Рационально расположить гаситель на расстоянии 1,5 h0 от выхода трубы, если применять устройство нижнего бьефа без растека-теля, что рекомендуется делать при значениях чисел Фруда в начальном сечении от 1 до 4. При увеличении чисел Фруда следует применять решетчатый гаситель с растекателем и устанавливать рас-текатель на расстоянии равном h0 или l,2d0, а решетчатый гаситель - на расстоянии 2h0 или 2,5 d0 от выхода трубы.

Определение основных параметров решетчатого гасителя проведено в зависимости их влияния на параметры потока, управляемого гасителем и растекателем при различных коэффициентах заложения откосов.

Сопряжение бьефов изучалось при трех режимах: 1-предельном, II- критическом и III- надвинутом положении гидравлического прыжка при соответствующих коэффициентах подтопления:I- 1)Ч>Нб/1ъ-0>б-• .1,0; II- T)"hH6/ho-l,0...1,3; III- TVIWho'l .3. • .1,6.

Решетчатый гаситель веерной формы в отличие от прямоугольной, заменяет расширение водобоя в плане, т.к. диссипация потока происходит благодаря центральному углу расхождения балок решетки.

Для выяснения влияния величины угла роспуска веера решетки на параметры потока экспериментально установлены зависимости изменения длины зоны сопряжения и второй сопряженной глубины от центрального угла (0) и угла между смежными балками решетки (<|>) от чисел Фруда. При малых углах (от 5° до 7°) длина зоны сопряжения достаточно велика,т.к.поток скользит по балкам почти без разделения. При больших углах (от 10° до 20°) - наблюдается интенсивное проникновение потока между балок, что так же увеличивает длину зоны сопряжения.

Оптимальный угол определен по экстремуму графика зависимости длины зоны сопряжения от смежного угла между балками: L/h0 -f(Fro,<l0, приведенного в диссертации. Минимальное значение длины зоны сопряжения соответствует углу 8° для всех наблюдаемых режимов. При конструктивной компоновке решетчатых гасителей веерного типа центральный угол решетки равен:

О - (п-1)х8° ; (3)

Решетчатый гаситель способствует гашению энергии потока и обеспечивает расчленение транзитной струи в плане и в вертикальной плоскости.

Угол наклона решетки (ос) к водобои может быть определен аналитически по формуле (1) с использованием других параметров формулы (2). При выборе угла наклона решетки к плоскости водобоя использованы экспериментальные данные о глубине затопления гидравлического прыжка. Для определения высоты решетчатого гасителя использована критическая глубина потока (hKp) при которой удельная энергия минимальна.

Расчеты критической глубины были проведены по способу Киселева- Агроскина для трапецеидального русла . Аппроксимацией графических зависимостей изменения критической глубины от чисел Fr0 получены расчетные формулы :

hKp-Mx0,67Fro°'237 (m-1.0); hKp-MxO,54Fr00'187; (m-1.5); (4) hKp-Mx0,51Fro0-178; (m-2.0);

где М- приведенная ширина канала по дну.

Для определения угла наклона плоскости решетки к водобою использованы экспериментальные данные, полученные в виде графиков зависимости /Lxh"/h0=f(<x,Fr0).

Минимальное соотношение параметров сопрягающего участка достигается при определенном значении угла сс, величину которого можно рассчитать по формулам:

сс -4,286Fro0'839: (m-0); « -г^вбРго1' 374: (m-1,5);

а -1,566Рг01Л6б: (m-1); a -S.OlFro1'01 ; (m-2) ; (5)

или по обобщающей зависимости: сс -г.бгрго1*22+ ш1-37 .

Анализ этих данных показывает, что утол ос не следует принимать более: 22°...25°.

При известном значении угла наклона решетки к плоскости водобоя и принятой расчетной глубине нижнего бьефа (h-hKP.), длину балки (1б, рис.1) можно определить по формуле:

1б - hKP/sin ос ; (6)

Роль растекателей и выбор их параметров. Экспериментальные исследования подтвердили необходимость сочетания гасителей и растекателей для пространственных условий сопряжения бьефов при числах Фруда: Fr0>4. Растекатель способствует разделению потока на струи при выходе потока из труб и предотвращает сбойное течение.

В работе в качестве растекателя использован известный прорезной рассеивающий порог, параметры и место установки на водобое определены экспериментально: ln=ho; высота порога - hn-0,45ho, прорезные грани скошены под углом в 30° и 60°. форма порога -трапецеидальная с шириной трапеции по низу равной высоте выходной трубы ho; ширина порога по верху составляет 0,5ho; противосбойные прорези имеют высоту равную 0,35ho, их ширина была принята коне-

труктивно, но не менее 0,8Ьо для разделения потока на две струи (здесь можно принять Ь0 - с10 ). размеры и форма растекателя подобраны так, чтобы часть потока направлялась в сторону откосов, но при этом высота наката волны потока не выходила за пределы условных границ крепления водобоя.

При большой глубине затопления прыжка (Ьн.б.>21-|") предложен растекатель новой конструкции виде стенок треугольной формы, поставленных под углом к оси транзитного потока (рис.2). Напорной гранью стенки направлены к выходной трубе, а боковыми - на откосы. Экспериментально установлена высота стенок: (0,4..,0,5)Ьо и расстояние между ними (0,2...О,4Ь0),где ^-высота выходного отверстия Ь0-ширина канала по дну. Существенным оказался вопрос о выборе угла между стенками растекателей (г). В опытах этот угол изменялся от 50° до 100°. Наблюдения визуальные и инструментальные измерения гидравлической структуры потока послужили основанием рекомендовать т - 80°.

Каждый из рассмотренных растекателей имеет свою область преимущественного применения, для определения которой в диссертации даны зависимости.

ГЛАВЫ 4 и 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СОПРЯЖЕНИЯ БЬЕФОВ ЗА ОДНОТРУБНЮШ ВОДОПРОПУСКНШИ СООРУЖЕНИЯМИ ПРЯМОУГОЛЬНОГО и КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ В ТРАПЕЦЕИДАЛЬНОМ РУСЛЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕШЕТЧАТОГО ГАСИТЕЛЯ И РАСТЕКАТЕЛЯ

Использовался комплексный.подход: эффективность гашения избыточной кинетической энергии потока оценивалась по характеру эпюр скоростей, измеренных по оси потока и близ откосов; йривым затухания осредненных придонных скоростей; по отсутствию сбойных течений и по изменению длины сопрягающего участка и. второй сопряженной глубины гидравлического прыжка от чисел Фруда в начальном сечении при различных коэффициентах заложения откосов водобоя-рисбермы.

Принцип гидравлической работы устройства с решетчатым гасителем и растекателем состоит в разделении потока на отдельные струи и позволяет добиться эффекта гашения энергии за счет соударения струй между собой.

Транзитная струя на выходе из трубы разделяется на части при помощи прорезного порога. Благодаря радиальному расположению прорезей и и наклону сливных граней происходит растекание потока как в плане, так и по вертикали, что позволяет получить сравнительно равномерное распределение удельных расходов.

Противосбойные стенки-растекатели разделяют поток на выходе

на три части: центральную- по оси русла и две боковых- в сторону откосов. Они не только разделяют и изменяют направление потока в плане, но и осуществляют трансформацию потока по вертикали. Одновременно они работают в качестве порога-трамплина, кроме этого, они также создают некоторый подпор в начале водобоя у боковых открылков. Благодаря этому подпору и динамическому воздействию боковых потоков происходит противосбойная стабилизация потока. Особенно это хорошо влияет на поток при подтоплении.

Такой предварительно трансформированный поток набегает на решетчатый гаситель,где происходит вторичное дробление потока и соударение струй и значительное гашение кинетической энергии потока.

Сопряжение бьефов в обоих случаях происходит по типу пространственного поверхностно-донного гидравлического прыжка, который наблюдается в трех различных положениях, о которых было упомянуто ранее. Веерообразное распределение струй на решетчатом гасителе обеспечивает стабильность режима сопряжения.

Определение параметров потока и диапазона устойчивой работы гасителя с растекателем применительно к прямоугольным и круглим трубам заключалось в установлении пределов применения решетчатого гасителя и соответствующих этому глубин в нижнем бьефе, а так же основных гидравлических параметров потока: длины зоны сопряжения и второй сопряженной глубины гидравлического прыжка.

В диссертации приведен целый ряд графических зависимостей этих параметров потока от чисел Фруда в начальном сечении, режимов сопряжения и формы русла в относительных параметрах ( к высоте выходного сечения (Ьс) или диаметру трубы <30). По ним можно установить минимальную глубину воды в отводящем русле, при которой обеспечивается устойчивый режим сопряжения бьефов и спокойное движение потока в отводящем русле. Глубину самозатопления, которая наблюдается в диапазоне чисел Фруда: 1< Гг0 < 4 следует рассматривать, как нижний предел применимости решетчатого гасителя без растекателя при 0>2.

Верхний предел применимости установлен из условия образования сбойного потока при подъеме уровня в отводящем русле. Глубины и расходы, при которых начинался сбой представлены в диссертации на графике зависимости ЬсвАь-? (Гг0,ш). Глубины нижнего бьефа 1т-16,2 см,(2,84 м), при максимальном расходе 15,5 л/с(модели) 27,5 м3/с "натуры" для прямоугольной грубы и 10,2 си (2,04 м для "натуры") для круглой трубы являются предельными.

Графики зависимости Ь/Ъо- Г (Fr.ni,и), не имеют ярко выраженной тенденции к нарастанию. Это подтверждает,что длина участка сопряжения склонна к незначительному возрастанию в зависимости от

- 13 -

расхода и к стабилизации на водобое.

Из графика зависимости второй сопряженной глубины прыжка от чисел Фруда Ь"Д\0-Г(Гго.т.ц) заметно схождение кривых этой зависимости с возрастанием чисел Фруда для любого из наблюдаемых положений гидравлического прыжка. Это еще одно подтверждение стабилизации гидравлического прыжка в зоне расположения гасителя.

Коэффициент заложения откосов оказывает особое влияние на вторую сопряженную глубину гидравлического прыжка и длину зоны сопряжения. При увеличении коэффициента от т - 1,0 до ш- 2,0 вторая сопряженная глубина гидравлического прыжка уменьшается, а длина зоны сопряжения наоборот увеличивается. Самым благоприятным режимом сопряжения бьефов можно считать второе (критическое) положение гидравлического прыжка, когда он находится на решетке при Ьнб/Ьо"1»0-•-1.3 и коэффициенте заложения откосов т-1,5.

Аппроксимацией опытных данных с помощью программы на ПЭВМ были получены эмпирические зависимости для расчета длины зоны сопряжения бьефов и второй сопряженной глубины гидравлического прыжка, по которым можно сделать оценку величины крепления водобоя-рисбермы по высоте и по длине.

Для решетчатого гасителя с рассеивающим порогом:

L./h0- 7,08 Fro0'185 L/h0- 8,64.Fro0-161 L/h0- 8,55.Fro0'181; Обобщающие зависимости

h"/h0- 0,987.Fro0'237;(m-1,0) h"/h0= 0,865.Fro0'278;(m-1,5) h"/ho- 0,763.Fro0'3o5; (m-2,0) для m-1... 2

L/ho- 7,07 Fro0-166+ m1'37;(7); h"/h0- 0,832Fro0' 248+m0' 75;(8); Для расчета со стенками-растекателями:

L/h0- 7,52Fro0'266 L/h0= 8,02Fro°'255 L/h0= 9,26Fro0'215

0. 285

(m-1,0) (m-1,5) (m-2,0)

1,076.Рго Ь"/Ь0- 1,024.Гго0'283; Ь"/Ь0= 0,977.Рго0'290; Обобщающие зависимости для т-1.,.2: Ь/Ьо- 7,4б.Рго0-232+т; (9); IV'До- 1,025.Рг0°' 286+т0' бз; (10) Стабильная работа решетчатого гасителя с растекателем, применительно к трубе круглого сечения наблюдалась в режиме самозатопления прыжка и режиме небольшого (Ьп6/д0<1,3) подтопления со стороны нижнего бьефа. Но при третьем критическом режиме, когда подтопление со стороны нижнего бьефа приближалось к начинали появляться сбойные течения. Устойчивая работа гасителя наблюдается при расходах до 17 м3/с (для натуры) и чисел Фруда до 9, при этом глубина нижнего бьефа должна быть в пределах 1,8...2,0 м. При большей глубине наступает сбойное течение при коэффициенте заложения откосов т-2,0. Для коэффициентов заложения откосов т-1,0 и ш-1,5 глубина самозатопления решетки несколько

- и -

выше и предел устойчивой работы наблюдается при глубине в нижнем бьефе 2,2...2,4м ("натуры"). Предельный расход, который можно пропускать при отсутствии сбойного потока составляет около 21 м3/с для натуры и числа Fr0<14.

Аппроксимируя экспериментальные данные относительной второй сопряженной глубины прыжка от чисел Фруда для различных коэффициентов заложения откосов получены расчетные зависимости, по которым можно оценить высоту крепления откоса трапецеидального русла, увеличив результат расчета по формуле на 15...20% для гарантии от всплесков турбулентного потока за круглой трубой:

h"/d0- 0,558 Fr0°,446; L/d0- 7.625 Fro0'262; (m-2,0) h"/d0- 0,841 Fro0,305; L/d0- 7,609 Fr00,242; (m-1,5) h"/d0- 0,938 Fro0,282; L/d0~ 7,363 Fro0-212; (m-1,0) Обобщающие зависимости для m=1...2: h"/do-A 0,852Fro0'293+m0'75;(ll); L/d0-A 7,303Fro0'^^m1'27; (12);

Результаты исследований кинематической структуры потока получены путем измерений скоростей потока в точках по методике, изложенной ранее. В диссертации приведены характерные эпюры скоростей и профили свободной поверхности потока для максимального расхода

Омах-15,5л/с.

Анализируя эпюры скоростей при любых исследованных режимах и расходе«, получаем, что осредненная скорость по динамической оси потока на расстоянии 10...20 критических глубин от выходного сечения не превышает 1,5 величины средней скорости, вычисляемой по живому сечению потока. Такой критерий оценки работы гасителей был дан Н.П.Розановым и Д.И.Куминым (1984). Используя его можно считать работу предлагаемого устройства удовлетворительной.

Эпюры скоростей имели треугольную (параболическую) форму в створе, расположенном на расстоянии 5h0 и трансформировались в прямоугольные в створе 12h0...14h0.

Решетчатый гаситель обеспечивает практически равномерные эпюры скоростей в концевом створе 20ho. Небольшая неравномерность скоростей интенсивно выравнивается вдоль русла. Причем, эта неравномерность характерна для условий самозатопления прыжка, т.е. для самого низкого уровня в отводящем русле.

С увеличением подтопления T¡-hH6/h0-l и выше, фронт прыжка возникает в пределах решетки (П-е критическое положение). Для него характерна практическая равномерность скоростей и глубин по живому сечению и вдоль русла.

При дальнейшем подъеме уровня в нижнем бьефе и при T)-hH6/h0-l,3 и выше, наступает режим подтопления выходного отверстия. Для этого режима характерна трапецеидальная (параболи-

ческая) эпюра скоростей на водобое, причем скорости потока меньшие, чем при I и II режимах, а придонные скорости- наименьшие. Подтопленный режим наиболее благоприятен в скоростном отношении, но при превышении расхода 16 л/с (для натуры 28 м3/с) наступает сбойное течение и решетка перестает влиять на режим.

По опытным значениям придонных скоростей в диссертации представлены графические зависимости затухания относительных (Уд/Уо) придонных скоростей потока (осредненных по оси и по откосам) по относительной длине отводящего русла Цх/Ъо) в зависимости от чисел Фруда и степени затопления.

Установлено, что решетчатый гаситель с растекателем позволяет погасить скорости при максимальном сбросном расходе воды на участке сопряжения до минимальных, порядка 5-10 см/с (для натуры О,2...0,5 м/с) и даже до нулевых значений. Это позволяет с гарантией ожидать получение неразмывающих (для суглинков) скоростей потока уже в створе 151"10, и уменьшение длины водобоя-рисбермы при наличии решетчатого гасителя с растекателем на 1/4...1/3 длины соответствующих участков по другим устройствам нижнего бьефа, имеющимся в научной и технической литературе. Наличие отрицательных придонных скоростей потока в зоне расположения решетки подтверждает, что решетчатый гаситель на трапецеидальном водобое реа-лирует сопряжение бьефов по типу поверхностного гидравлического прыжка с присущими ему малыми придонными и большими поверхностными скоростями.

Одним из существующих методов оценки размыва русла служит его прогноз по затуханию осредненных придонных скоростей. По кривым затухания скоростей по длине отводящего канала можно предварительно оценить необходимую длину крепления водобоя-рисбермы. Она считалась достаточной до того створа, где была зафиксирована ос-редненная придонная скорость безопасная неразмывающая суглинки и супеси величиной 0,7...1,0 м/с, (для "модели" это составляет О,15...О,22 м/с.). Величина такой скорости соответствует равномерному установившемуся движению потока и наблюдалась она в створе 22Ь0 от выходного сечения при максимальном расходе Омах-15,5 л/с. Для меньших расходов- соответственно в створах 10Ьо...15Ьо.

Эпюры скоростей на протяжении водобоя-рисбермы от выходного сечения до створов 20Ьо...22Ъ0 полностью трансформировались из треугольных и параболических в трапецеидальные и прямоугольные с небольшими значениями скоростей, что свидетельствует об отсутствии сбоя потока и о равномерном установившемся течении.

Анализ гидравлики потока: эпюры скоростей и кривые затухания осредненных придонных скоростей, убеждают в том, что ре-

шетчатый гаситель с растекателем позволяет получить устойчивый поверхностно-донный пространственный гидравлический прыжок, в котором интенсивно гасится кинетическая энергия потока.

ГЛАВА 6.МЕТОДИКА РАСЧЕТА РЕШЕТЧАТОГО ГАСИТЕЛЯ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Методика расчета решетчатого гасителя:

1. Составляется расчетная схема, исходя из необходимых параметров водопропускного отверстия и сопрягающего русла (рис.1).

2. Определяются необходимые параметры потока в отводящем русле, в частности: критическая глубина потока ЬКр. (по формулам (4) и ширина русла по урезу воды при критической глубине (Вреш.) при выбранном коэффициенте заложения откоса. Эта ширина принимается за расчетную ширину, а величину критической глубины - за высоту решетки (рис.1).

3., Определяется длина балки решетки 1б согласно расчетной схеме по формуле (6): 16- Ькр./з1п а; (6).

4. Определяется угол наклона решетки к плоскости водобоя по одной из приведенных зависимостей (5) или по обобщающей зависимости: а -2,52 Г Го1' 22+ш1, 37; (5).

5. Вычисляется величина центрального угла расширения решетки в плане по формуле (2)

ЬгО/г- (т Ькр.)/1б, (2), но не более: 0 - 8°(пб-1)

6. Число балок решетки (пе) должно удовлетворять двум условиям:

пб < 0/3; (13)

Б ,чН-8)-:Врасч.- п6<3+(пб-1)з; (14)

7. Расчетная средняя ширина решетки равна:

Вреш.+Ьреш.

Врасч.-- ; (15.)

2

8. Скважность решетки (р) определяется по формуле В.М.Ларькова:

э

р---0,42, (16), откуда: б- 0,72с1; или <Ь 1,38з,

Б+ё

Врасч.-0,72 <1 из условия (14) находим: п- - (17);

1,72 с1

9. Длина сопрягающего участка и вторая сопряженная глубина вычисляются по зависимостям (9), (10), (И) и (12). Для сбросных расходов, которым соответствуют числа Фруда от 1 до 4 применяется решетчатый гаситель без растекателя, а для чисел Фруда свыше 4 следует применять гаситель в сочетании с растекателем.

Решетчатый гаситель без растекателя при числах Фруда 1<Рго<4 следует устанавливать расстоянии 1,5Ь0 (или 2,0-с1о) от выходного отверстия.

Стенки-растекатели рекомендуется устанавливать на расстоянии от 0,5.с!0 до 1,4.от выхода из круглой трубы, или от 0,5Ьо до Ь0 прямоугольной трубы, а за ними на расстоянии 2,5'60 или 2Ь0 устанавливается решетчатый гаситель.

Технико-экономическое сравнение. В качестве устройства нижнего бьефа для сравнения с предлагаемым устройством был выбран типовой проект Белгипроводхоза ВШ-Х-15х20 (1987), как наиболее часто применяемый в строительстве.

На модели шашечного гасителя проведены аналогичные исследования, что и для решетчатых гасителей, при тех же режимах и числах Фруда. Анализ показывает, что эффект гашения скорости потока решетчатым гасителем выше, чем шашечным гасителем; значения придонных скоростей потока в исследуемых створах в 1,5...2 раза ниже при устройстве нижнего бьефа с решетчатым гасителем и растекателем, чем при устройстве с шашечным гасителем; длина сопрягающего участка при решетчатом гасителе меньше, чем при шашечном в 1,3...1,4 раза.

Технико-экономическое сравнение устройств с шашечным и решетчатым гасителями для аналогичных условий по затратам железобетона показало, что позволяют с уверенностью утверждать, что решетчатый гаситель с растекателем эффективнее и экономичнее на 16%...20%.

Технические рекомендации:.

При строительстве разработанного устройства необходимо выполнить следующие указания:1) балки решетки выполняются из железобетонных свай (брусьев, шпунта и т.п.) сечением 25x15 или 25x25 см; 2)заделка балок в водобойную плиту может быть шарнирной:они могут быть установлены в заранее подготовленные наклонные приямки в днище; 3) опорная балка выполняется из того же материала, что и балки решетки, однако предпочтительнее для этих целей использовать элементы железобетонного шпунта, укладывая его горизонтально на закладные опоры гребнем вверх по течению. Она заделывается в откосы, концы ее опираются на закладные опорные плиты; 4) водобойная плита выполняется из монолитного железобетона. 5) рисберма выполняется из сборного железобетона и заканчивается зубом из каменной наброски; 6) роль растекателей выполняют стенки-растекаге-ли, установленные радиально на выходе из грубы вертикально таким образом, что напорная часть располагается на водобое, а низовая-на откосе; вертикальная проекция стенки имеет вид треугольника.

- 18 -ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Несмотря на широкое применение решетчатых гасителей для трубчатых водосбросов-водоспусков условия их работы и методы расчета в трапецеидальных руслах изучены недостаточно. Выполненные комплексные исследования показали, что их применение в таких руслах дает возможность обеспечить интенсивное гашение избыточной кинетической энергии и устойчивый режим сопряжения в широком диапазоне граничных условий.

2. Для типичных эксплуатационных условий и формы трапецеидального водобойного участка определены геометрические параметры решетчатого гасителя. Установлено, что для трапецеидальных русл наиболее приемлемой является веерная форма решетки с центральным углом, зависящим от оптимальной скважности, относительной ширины водобоя, начальных параметров потока. При этом максимальное значение угла между балками не должно превышать 8°, а угла наклона решетки к плоскости водобоя - 25°.

3. Оценено влияние параметров русла на режим сопряжения и характеристики потока в нижнем бьефе, что позволило получить графические и эмпирические зависимости для определения местоположения и параметров решетчатого гасителя, рациональных размеров водобоя и рисбермы.

Установлено, что на местоположение решетчатого гасителя оказывает влияние геометрические и энергитические параметры потока на выходе из трубы. Для исследованных граничных условий расстояние от выходного отверстия до решетчатого гасителя рекомендуется принимать -(1,5.. .2,0)Ьо.

4. Установлено, что при числах Фруда более 4, вычисленных относительно выходного сечения, в нижнем бьефе возможны образования водоворотных течений в начале водобоя и образование неустойчивого движения потока ниже гасителя. Для устранения этих явлений предложено противосбойное устройство в виде боковых стенок-растекате-лей, которые совместно с решетчатым гасителем обеспечивают равномерное распределение потока по ширине водобоя, устраняют дифицит давления и водоворотные образования вблизи выходного отверстия, создают минимальные придонные скорости на выходе с рисбермы.

5. Разработана методика расчета геометрических параметров решетчатых гасителей в трапецеидальных руслах нижнего бьефа водосбросов-водоспусков и приведено технико-экономическое обоснование исследованного устройства и его преимущества над гасителями шашечного типа.

-196. Полученные результаты исследований вносят вклад в познание гидравлики нижнего бьефа водосбросов-водоспусков и имеют практическое использование.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕПЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Иванова Т.П. Исследование устройства нижнего бьефа трубчатых водопропускных сооружений с решетчатым гнасителем.//Сб.науч. тр. "Актуальные проблемы агропромышленного комплекса БССР".- Горки, БСХА, 1988.- с.20...22.

2. Иванова Т.П. Исследование решетчатого гасителя на моделях и выяснение гидравлических характеристик потока // 02890063518; "Биологические основы рационального ведения прудового рыбоводства в условиях Калининградской области": отчет о НИР КТИРПХ, Сб. реф. НИРиОКР, Рыбное хозяйство, 1990, N 4, с.8.

3. Иванова Т.П. Новое устройство нижнего бьефа с решетчатым гасителем./ Сб.науч. трудов КГТУ "Гидравлика и гидромеханика"-Калининград, 1997.-с2)3.. 216.

4. Иванова Т.П. Устройство нижнего бьефа с решетчатым гасителем однотрубных водосбросов //сб.науч.тр. КГТУ "Современные аспекты агрономии и природопользования", Калининград, КГТУ, 1998 г. С.90...112. х-

^Иванова Т.П.

РЕЗЮМЕ

Иванова Татьяна Петровна УСТРОЙСТВА НИЖНЕГО БЬЕФА С РЕШЕТЧАТЫМ ГАСИТЕЛЕМ В ТРАПЕЦЕИДАЛЬНЫХ РУСЛАХ ДЛЯ ТРУБЧАТЫХ ВОДОСБРОСОВ-ВОДОСПУСКОВ

Гаситель, решетка, растекатель, сбойность, диссипация, поток, сопряжение, бьеф, водосброс, моделирование, гидравлика, эпюра, число Фруда, параметр, методика, аппроксимация.

В диссертации исследованы решетчатые гасители кинетической энергии потока для низконапорных трубчатых водосбросных сооружений с трапециедальным водобоем-рисбермой.

Работа основана на физическом моделировании пространственного сопряжения бьефов в трапецеидальном русле с решетчатым гасителем.

В ходе исследований определены гидравлические и кинематические характеристики потока, управляемого решетчатым гасителем с растекателем. Обоснованы параметры решетчатого гасителя с учетом конфигурации русла и размеров активной турбулентной зоны сопряжения бьефов. Экспериментально подтверждено, что для трапецеидальных водобоев лучшей формой решетчатого гасителя является веерная.

Разработана методика расчета решетчатого гасителя и компоновки в трапецеидальном водобое. Определены геометрические параметры: угол наклона к плоскости водобоя, центральный угол расхождения веера, углы между элементами, их количество, длина, а также место установки одного гасителя и системы гасителя с растекателем относительно выхода из трубы.

Предложена новая конструкция противосбойных растекателей в виде боковых стенок, которые установлены на выходе из трубы под углом к оси потока, имеют форму треугольника, закрепленного в ео-добое у откоса.

Решетчатый гаситель опробирован для различных эксплуатационных условий: сбросных расходов и глубин в отводящем русле с разными коэффициентами заложения откосов. Получены эмпирические зависимости для определения параметров потока за гасителем от чисел Фруда, которые применимы в практических расчетах.

Даны технические рекомендации для практического применения устройства нижнего бьефа с решетчатым гасителем и растекателем.

РЭЗЮМЕ

1ванова Таццяна Пятроуна УСТРОЙСТВА НМНЯГА Б'ЕФУ 3 РАШОТЧАТЬМ ГЛС1ЦЕЛЕМ У ТРАПЕЦА1ДАЛЬПЫХ РУСЛАХ ДЛЯ ТРУБЧАТЫХ НАДАСК1ДАУ-ВАДАСИУСКАУ

Гас1цель, рашотка, расцякадель, збойнасць, дысс!пацыя, паток, спалучэнне, б'еф, вадаск!д, мадэл!раванне, г!драул1ка, эпюра, л!чба Фруда, параметар, методика, апраксгмацыя.

У дыссертацы! разгледжана праблема прымян1масц! рашотчатых гас!теляу да трубчатых г1драмел1яратыуных вадапрапускных збуда-ванняу круглага, ц! прамавугольнага сячэння з трапецыядальным ва-дабоем-рысбермай.

Работа заснавана на ф!з!чным мадэл1раванн! г!драул!чных рэжы-мау спалучэння б'ефау у прасгоравых умовах з выкарыстаннем маде-ляу рашотчатых гнас!целяу.

У працягласц1 эскперыментау был! атрыманы г!драул!чныя 1 к1нематычныя характарыстык! патока за рашотчатым гас!целем, прык-ладна розным умовам эксплуатацы1.

Распрацавана методыка разл!ку рашотчатага гас!целя у залеж-насц! ад г1драул1чных характарыстык патока 1 формы канала. Атрыманы разл1ковыя параметры рашотчатага гас!целя: вугал нах1лення рашотк! да дна вадабою-рысбермы, цэнтральны вугал разыходжання вееру, колькасць балак, 1х даужыня ! месца знаходжання рашотк! на вадабою адносна выхыда з трубы.

У ходзе даследвання перал1чаныя разл!ковыя параметры был1 ап-рабаваны пры розных глыб!нях у н!жн!м б'ефе, ц! бытавых глыб!нях, розных расходах вады 1 каэф1цыенгах бакавых аткосау вадабоя-рыс-бермы. Было падцверджана, што найбольш прыгоднай формай рашотк! да трапецыядальных каналау з'яуляецца веерная. Акрамя гэтага, быу распрацаваны расшчапЩель (або расцякацель) патока у форме двух сценак, нак1раваных напорным бокам да выхаду стру! з трубы, а ба-кавым1 краям! трохкутн1кавага акрэсл!вання - на аткосы трапецыя-дальнага вадабою.

Апракс1мацыяй вопытных даных пры дапамозе ПЭВМ атрыманы эмп1рычныя залежнасц! для разл1ку даужын! 1 глыб!н! вадабою-рыс-бермы, прыкладна да практычных напрамкау у залежнасц! ад неабход-нага дыяметра трубы 1 расходау вады у адносных вел1чынях (ад л1чбау Фруда у першапачатковым сячэнн! на выхадзе з трубы) з мэтай зраб1ць разл!ковыя залежнасц! ун!версальным1.

Акрамя навуковых выкладау у рабоце дадены практычныя напрамк! для праектыравання 1 будавання распрацаванага устройства н!жняга б'ефу.

Ivanova Tatijana Petrovna CONSTRUCTION LOVER PART DRAIN-PIPE WITH DISSIPATORS AS FORM AS LATTIC AMD FAN SIMULTANEOSLY OH TRAPEZIUM CHAMHEL

Dissipators, hudraulic, desing, trapezium, lattic, channel, parameters, experiment, drain-pipe, bottom, outlet, empirlrical, Froud's number, lattlc-fan, stream.

This master's thesis has dedikated research hydraulik energy dissipators to stream belong to hudrotechnikal construktions with pipes and with low water lewe|.

Subjekt of investigate was hydraulic energy dissipators as form as lattic and fan simultaneously.

Master's thesis was basis on physical deslng hudraulic conditions connekt stream outlet fnd calm spatial trapezium channel on lover part drain-pipe hudrotechnical constructions.

There by experiments success ascertain hydraulik and kinetic description stream on local sector bottom trapezium channel, which put place dissipator and out thet along channel for difference exploitation conditions.

Was determlnationed parameters to dissipators: corner slanting plane boottom, centre corner divergence lattlc-fan; quantity element and length.

There by experiments was found plase installation dissipator and speader comparatively outlet water-pipe. Was received methodics to calculation elements to construction by empirlrical formuls, which was cupled hydraulic descriptions of stream trapezium channel and Froud's number on primary cross cection outlet pipe.

Was worked out a problem of spead spurt outlet water-pipe and dissipation kinetic energy stream by lattlc-fan dissipator and wall-speader triangle form aply applianc water-system whis round andrectangular pipe on trapezium channel.

There by experiments established improvement hydrotechnical appliance. Was made practical recomendation to designing and building applians lower sector of hydrotechnical constructions. This recomendation has enclosed theory to calculation lattic-fan dissipators, wall-speader, length and height timbering bottom and walls on lower sector channel; besides advices for practical building.