WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||
Для всех этих зависимостей осуществлены аппроксимации, то есть, приведены аналитические зависимости для этих кривых, что позволяет определяемые величины снимать с графиков или находить по указанным формулам. Анализируя зависимости (рис.9.) следует отметить существенное влияние типа гасителя энергии, установленного на водобое на расстояние до центра воронки размыва, это важно при расчете концевых частей нижнего бьефа, оборудованных конусными затворами. Так, при открытиях затвора S=20% и S=40% для 3-го типа гасителя энергии по сравнению с 1 типом названное расстояние уменьшается почти в 1,5 раза в зависимости от отношения h2/hнб. При открытии затвора S=60% расстояние до центра воронки размыва уменьшается в зависимости от h2/hнб в 1,2 раза. При открытиях S = 80% и S=100%, то есть, при максимальных их значениях, расстояние до центра воронки размыва также уменьшается в зависимости от установленного типа гасителя энергии. Поэтому, при назначении глубины заложения зуба в конце рисбермы необходимо учитывать и этот фактор. Глубина воды в нижнем бьефе существенно влияет на относительную глубину размыва (рис.10.). Так, например, при открытии затвора S=20%, при h2/hнб=0,237 величина Hp/h1 равняется 19,79 (для 3-го типа гасителя энергии). А при h2/hнб=0,135 отношение Hp/h1 равняется 32,99, то есть происходит увеличение воды в воронке размыва примерно в 1,7 раза. Величины Hp/h1 также увеличиваются при других открытиях (S = 40%; 60%; 80% и 100%), то есть происходит увеличение воды в воронке размыва в 1,65; 1,63; 1,62 и 1,6 раз. При всех рассматриваемых режимах с увеличением глубины воды в нижнем бьефе абсолютная глубина воронки размыва существенно уменьшалась при работе всех рассмотренных типов гасителей энергии. Так при открытии затвора S=100% и глубине нижнего бьефа 3,6 м абсолютная глубина воронки размыва hр при работе 1-го типа гасителей энергии составила 0,54 м, для 2-го типа гасителей – 0,51 м, а для 3-го типа гасителей – 0,46 м, а при глубине нижнего бьефа 6,3 м абсолютная глубина воронки размыва hр при работе 1-го типа гасителей энергии составила 0,34 м, для 2-го типа гасителей – 0,32 м, а для 3-го типа гасителей – 0,3 м. На рис.11. представлены зависимости Hp/h1 от отношения hнб/hкр при разных открытиях конусного затвора для 3-го типа гасителей энергии. На этих графиках показано, что при всех открытиях затвора отношение Hp/h1 увеличивается в зависимости от отношения hнб/hкр, а именно, от глубины потока в нижнем бьефе. Это хорошо корреспондируется с вышеприведенными в этой главе зависимостями. Следует заметить, что кривая Hp/h1 = f(hнб/hкр) при полном открытии затвора находится в середине, то есть после S = 40%, что объясняется увеличением коэффициента скорости конусного затвора при полном открытии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные выводы, полученные на основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований, могут быть сформулированы следующим образом:

  1. На основании обобщения литературных источников было установлено, что мало разработано надежных конструкций гасящих устройств при истечении потока в атмосферу, а также недостаточно проведено исследований местного размыва в нижнем бьефе водопропускных сооружений, оборудованных конусными затворами.
  2. На основании проведённых лабораторных исследований были экспериментально обоснованы параметры гидравлического прыжка за конусным затвором, а также предложены некоторые конструкции гасящих устройств нижнего бьефа, улучшающих кинематическую структуру потока на водобое и рисберме.
  3. Экспериментальные исследования изменения второй сопряжённой глубины потока в зависимости от типа и размера гасителей энергии при работе конусным затвором показали, что гасители с вертикальной передней гранью дают значительное снижение значений второй сопряженной глубины по сравнению с гасителями с наклонной передней гранью. По данным эксперимента получены обобщённые зависимости для рассмотренных типов гасителей энергии разной высоты.

Гасители, имеющие параметры с/(s+s0)=0,33 (рис.2.) приводят к существенному уменьшению значений второй сопряженной глубины, и значения коэффициента лобового сопротивления для этих гасителей больше, чем для гасителей энергии с параметрами с/(s+s0)=0,25. Однако следует отметить, что при работе гасителей с с/(s+s0)=0,33 возможно образование второго гидравлического прыжка при степени затопления первого гидравлического прыжка 1,1. В дальнейшем, нами рассматривались только гасители энергии с параметрами с/(s+s0)=0,25.

4. На основании экспериментальных исследований предложены зависимости для определения коэффициента лобового сопротивления и второй сопряжённой глубины для рассмотренных типов гасителей энергии. Для этих зависимостей осуществлена аппроксимация, что позволяет определяемые величины получать с графиков или находить по указанным формулам.

5. Оценив картину размывов, следует отметить, что при рассматриваемых типах гасителей и разных открытиях затвора наблюдалась аналогичная по характеру и плановому размещению картина формирования воронок размывов, но с другими абсолютными и относительными параметрами. При любых открытиях на модели наблюдались двухполюсные воронки размыва, симметрично расположенные относительно центра струи; плановый характер воронок размыва имеет весьма сложное очертание, что связано с переформированием струи потока при рассматриваемых открытиях затвора. 6. Тип исследуемого гасителя энергии оказывает существенное влияние на местный размыв. При всех рассмотренных режимах глубина воронки размыва и расстояние до центра воронки размыва существенно уменьшалось при работе 3-го типа гасителей энергии. 7. На основании экспериментальных исследований предложены зависимости глубины размыва и расстояния до центра воронки размыва, а также получены эмпирические формулы для определения названных выше параметров. 8. Экспериментальные исследования влияния глубины воды в нижнем бьефе на величину и форму воронки размыва при работе рассмотренных типов гасителей энергии потока за конусным затвором показали, что по мере увеличения глубины воды в нижнем бьефе увеличивается глубина в воронке размыва, а абсолютные глубины размыва (hp) уменьшаются. Особое влияние на этот процесс оказывает тип гасителя энергии, абсолютная глубина воронки размыва существенно уменьшалась при работе 3-го типа гасителей энергии. Таким образом, отмечено, что гаситель с вертикальной передней гранью работает эффективнее и показывает значительное уменьшение глубины воронки размыва по сравнению с гасителями с наклонной передней гранью. 9. При расчете концевых частей нижнего бьефа, оборудованных конусными затворами и назначении глубины заложения зуба в конце рисбермы необходимо учитывать влияние глубины потока в нижнем бьефе и типа гасителя энергии на расстояние до центра воронки размыва. 10. Предложены обобщенные зависимости влияния глубины воды в нижнем бьефе (затопления гидравлического прыжка) на расстояния до центра воронки размыва в зависимости от открытия затвора и типа установленного гасителя энергии, а также обобщенные зависимости влияния типа гасителя энергии и глубины воды в нижнем бьефе на глубину размыва в зависимость от открытия затвора. Для этих кривых осуществлена аппроксимация, что позволяет искомые величины получать с графиков или находить по формулам.

11. Для водопропускных сооружений, оборудованных конусными затворами, рекомендуется устанавливать гасители энергии с вертикальной передней гранью, a глубину зуба после рисбермы назначать l,5hкр. Результаты проведённых исследований размывов могут быть применены для галечникового русла. В дальнейших исследованиях нижних бьефов за водопропускными сооружениями, оборудованными конусными затворами следует разработать другие гасящие устройства и оценить их влияние на местный размыв.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Кавешников А.Т., Сивак М.Ю. Гашение энергии в нижнем бьефе водопропускных сооружений, оборудованных конусными затворами // Природообустройство и рациональное природопользование – необходимые условия социально-экономического развития России // Сб. научных трудов. М.:МГУП, 2005, ч.1.
  2. Кавешников А.Т., Сивак М.Ю. Влияние различных типов гасителей на вторую сопряжённую глубину при работе одним конусным затвором // Роль природообустройства в обеспечении устойчивости функционирования и развития экосистем // Материалы международной научно-практической конференции. М.:МГУП, 2006, ч.1.
  3. Кавешников А.Т., Сивак М.Ю. Гашение энергии потока в нижнем бьефе водопропускных сооружений с конусными затворами // Гидротехническое строительство // М.: Энергопромпрогресс, 2006, №9.
  4. Сивак М.Ю. Экологическая обстановка в нижнем бьефе за сооружениями, оборудованными конусными затворами // Глобальные экологические проблемы современности: Материалы 6-й научно-практической конференции “Духовность и экология”. М.: МГУП, 2004.
  5. Сивак М.Ю. Влияние различных типов гасителей энергии на экологическую обстановку за водопропускными сооружениями // Экология и экологическая культура: Материалы 7-й научно-практической конференции “Духовность и экология”. М.: МГУП, 2005.

Тип 1

Кс= -3,34ln(h2/hбг)-0,06

Тип 2

Кс= -3,10ln(h2/hбг)-0,12

Тип 3

Кс= -2,39ln(h2/hбг)-0,05

Рис.3. Графики для определения коэффициента лобового сопротивления Кс для трёх типов гасителей энергии, с/(s+s0)=0,25

Тип 1

Кс= -1,62ln(h2/hбг)-0,01

Тип 2

Кс= -2,02ln(h2/hбг)-0,11

Тип 3

Кс= -1,38ln(h2/hбг)+0,04

Рис.4. Графики для определения коэффициента лобового сопротивления Кс для трёх типов гасителей энергии, с/(s+s0)=0,33

Рис.5. Рельеф воронки размыва в нижнем бьефе при работе конусным

затвором для 3-го типа гасителей энергии, S=20%

Рис.6. Рельеф воронки размыва в нижнем бьефе при работе конусным

затвором для 3-го типа гасителей энергии, S=100%

Тип 1 Нр/h1=14,85ln(E0/hкр)-42,69

Тип 2 Нр/h1=12,40ln(E0/hкр)-35,13

Тип 3 Нр/h1=11,48ln(E0/hкр)-32,53

Рис.7. Влияние удельной энергии на глубину размыва для трёх типов гасителей энергии

Тип 1

Lцв/h2 = -20,93ln(E0/hкр)+80,18

Тип 2

Lцв/h2 = -20,92ln(E0/hкр)+79,29

Тип 3

Lцв/h2 = -22,43ln(E0/hкр)+83,76

Рис.8. Влияние удельной энергии на расстояние до центра воронки размыва для трёх типов гасителей энергии

Тип 1

h2/hнб=0,38ln(Lцв/hкр)-0,81

Тип 2

h2/hнб=0,37ln(Lцв/hкр)-0,78

Тип 3

h2/hнб=0,39ln(Lцв/hкр)-0,79

Рис.9. Зависимости расстояния до центра воронки размыва от глубины потока в нижнем бьефе при открытии S=100%

Тип 1

h2/hнб= -0,24ln(Нр/h1)+0,72

Тип 2

h2/hнб= -0,23ln(Нр/h1)+0,70

Тип 3

h2/hнб= -0,22ln(Нр/h1)+0,68

Рис.10. Зависимости глубины воронки размыва от глубины потока в нижнем бьефе при открытии S=100%

Рис.11. Зависимости глубины воронки размыва от глубины потока в нижнем бьефе при разных открытиях конусного затвора для 3-го типа гасителей энергии

S=20% Нр/h1= 23,52ln(hнб/hкр)-26,17

S=40% Нр/h1= 12,94ln(hнб/hкр)-11,62

S=60% Нр/h1= 8,13ln(hнб/hкр)-5,96

S=80% Нр/h1= 7,54ln(hнб/hкр)-5,23

S=100% Нр/h1= 8,02ln(hнб/hкр)-5,30

®

Московский государственный университет

природообустройства (МГУП)

Зак. № Тираж

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»