площадь миделева сечения гасителей

Видео:Кручение. Расчет составного вала кольцевого сечения.Скачать

МИ́ДЕЛЕВОЕ СЕЧЕ́НИЕ

МИ́ДЕЛЕВОЕ СЕЧЕ́НИЕ, ми­дель (от голл. middel – сред­ний), наи­боль­шее по пло­ща­ди се­че­ние те­ла, дви­жу­ще­го­ся в жид­ко­сти или га­зе, плос­ко­стью, пер­пен­ди­ку­ляр­ной на­прав­ле­нию дви­же­ния. Си­ла со­про­тив­ле­ния сре­ды, дей­ст­вую­щая на дви­жу­щее­ся те­ло, про­пор­цио­наль­на пло­ща­ди М. с. Пло­щадь М. с. мо­жет быть оп­ре­де­ле­на так­же как пло­щадь про­ек­ции те­ла на плос­кость, пер­пен­ди­ку­ляр­ную на­прав­ле­нию его дви­же­ния.

Видео:Подбор сечения центрально-сжатой колонны из условия устойчивости (новое бодрое видео)Скачать

Гашение энергии потока в нижнем бьефе водопропускных сооружений, оборудованных конусными затворами

Видео:Центральное растяжение-сжатие. Прочность. Устойчивость. Эйлер. Неидеальности. Предельная гибкость.Скачать

ГАШЕНИЕ ЭНЕРГИИ ПОТОКА В НИЖНЕМ БЬЕФЕ ВОДОПРОПУСКНЫХ

Видео:ОКТЧ 25. Решётки. Теорема МинковскогоСкачать

СООРУЖЕНИЙ, ОБОРУДОВАННЫХ КОНУСНЫМИ ЗАТВОРАМИ

ФГОУ ВПО МГУП, г. Москва, Россия

В составе компоновок гидроузлов любого назначения всегда имеются водопропускные гидротехнические сооружения, отличающиеся чрезвычайно большим функциональным и конструктивным многообразием. Характерной особенностью условий их работы является наличие в пределах сооружений нескольких участков со сложными гидравлическими режимами, которые зачастую существенно влияют на конструкцию водоводов и их концевых частей.

Для обеспечения надежной и безаварийной работы водосбросных гидротехнических сооружений весьма важно иметь надежные устройства, позволяющие регулировать сбросной расход воды и эффективно гасить энергию при минимальных материальных затратах. К этим устройствам можно отнести конусные затворы. Обычно эти затворы применяют в тех случаях, когда необходимо относительно точное регулирование сравнительно небольших расходов воды, причем их можно использовать практически при любых напорах.

Механическое оборудование водоводов, оборудованных конусными затворами, отличается простотой и индустриальностью в изготовлении, эксплуатационной надежностью, а главное — малыми усилиями при маневрировании (по сравнению, например, с плоскими затворами). С помощью конусных затворов можно подавать как минимальные, так и расчетные расходы воды, что не всегда удается сделать с помощью затворов других типов.

Редкое использование конусных затворов вызвано слабой изученностью их гидравлических, кавитационных характеристик, а также устройств гашения энергии в нижнем бьефе при истечении потока в атмосферу, мало разработано надежных гасящих устройств.

Сокращение размеров участка нижнего бьефа, в котором осуществляется переход потока из бурного состояния в спокойное и завершается гашение избыточной кинетической энергии потока, составляет основную задачу, возникающую при проектировании и расчете конструкций крепления русла за водосбросными сооружениями.

Одним из решений этой задачи является установка на водобое гасителей энергии, преобразующих поток в равномерно распределенное по ширине концевого участка водосброса движение.

Применение гасителей в виде водобойных стенок, разрезных порогов, водобойных пирсов различных очертаний в один и несколько рядов позволяет в отдельных случаях повысить отметку водобоя за счет снижения второй сопряженной глубины на 20…25%.

Все это позволяет судить об актуальности методов гидравлического расчета различных типов гасителей, учитывая, что до настоящего времени расчету поддаются лишь некоторые из них.

Расширение области применения конусных затворов достигается изучением конструктивных устройств для гашения избыточной энергии. Это дает возможность запроектировать более рациональные конструкции для гашения энергии в нижнем бьефе водопропускных сооружений.

Для решения затронутых выше вопросов были выполнены необходимые теоретические и экспериментальные исследования гидравлических характеристик потока в нижнем бьефе сооружений, оборудованных конусными затворами.

Основная цель работы заключается в определении влияния различных типов гасителей энергии на гашение избыточной энергии потока в нижнем бьефе водопропускных сооружений, оборудованных конусными затворами.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие основные задачи:

экспериментально обосновать параметры гидравлического прыжка за конусным затвором;

подобрать рациональные конструкции гасящих устройств нижнего бьефа, улучшающих кинематическую структуру потока на водобое и рисберме;

изучить изменение второй сопряженной глубины в зависимости от типа и размера гасителей энергии при работе одним конусным затвором;

определить коэффициент лобового сопротивления для гасителей энергии различных типов, что позволяет выполнить гидравлическое обоснование по сопряжению бьефов.

Научная новизна работы заключается в том, что нами экспериментально определено влияние гасителей различных типов на вторую сопряженную глубину за сооружениями, оборудованными конусными затворами.

При изучении и проектировании гидротехнических сооружений лабораторные модельные исследования получили широкое распространение. Они позволяют с высокой достоверностью прогнозировать работу сооружения в натуре и решают многие вопросы гидравлики сооружений, которые еще не удается решать с необходимой для практики точностью и надежностью.

Известно, что моделирование потока, протекающего через сооружение, как правило, осуществляется с одновременным соблюдением условий подобия по Фруду и Рейнольдсу.

При моделировании был принят критерий Фруда

Fr = , (1)

где V, h – соответственно, средняя скорость и глубина потока в рассматриваемом створе; g – ускорение свободного падения.

; (2)

, (3)

где Qм, Vм и Qн, Vн – расход и скорость потока на модели и натуре; М — масштаб модели.

Наряду с этим необходимо соблюдать автомодельность исследуемых явлений, то есть выполнить условия

где Reм – число Рейнольдса на модели, Reм. кр. – граничное значение числа Рейнольдса для зоны квадратичного сопротивления.

Числа Рейнольдса на модели при масштабе (1:22,5) составляли .

Для различных участков исследованных сооружений Reм. гр составлял 2340…4890, что существенно меньше чисел Рейнольдса, которые имели место на модели и составляли , и они находятся в автомодельной области.

Таким образом, пересчет результатов модельных исследований на натуру можно производить по закону гравитационного подобия.

Расходы воды соответствовали натурным расходам 26…36 м3/с (при масштабе модели 1:22,5).

Комплексное изучение влияния гасителей различных типов на гидравлические характеристики потока за конусным затвором производилось на стенде для исследования конусных затворов кафедры гидротехнических сооружений МГУП.

Устройства для гашения энергии потока в нижнем бьефе представлены на рисунке. Положение гасителя на водобое определялось расстоянием от места соударения струи, вытекающей из конусного затвора, с дном лотка до оси ряда гасителей. В опытах ряд гасителей располагался непосредственно за сжатым сечением.

При наличии на водобое гасителей необходимая минимальная глубина нижнего бьефа определяется из уравнения количества движения, составленного для отсека жидкости единичной ширины, ограниченного сжатым сечением 1-1 и сечением в нижнем бьефе 2-2

, (5) где h1 и h2 – сопряженные глубины прыжка в предельном состоянии; q – удельный расход на водобое; Rx – реакция гасителя (горизонтальная составляющая):

; (6)

; (7)

, (8)

где Кс – коэффициент лобового сопротивления гасителя; v – скорость набегающего потока, принимая равной скорости в сжатом сечении; w — площадь миделевого сечения тела, которая определяется по формуле

, (9)

где с – высота гасителя; s – ширина гасителя; s0 – расстояние между гасителями в ряду.

Реакция гасителей при заданных величинах удельного расхода и сжатой глубины также зависит от следующих факторов: высоты и ширины гасителей; угла наклона их передней грани к горизонту; числа рядов гасителей и расстояния их до сжатого сечения.

Нами предлагается для рассмотренных типов гасителей аналитический метод расчета по определению коэффициента лобового сопротивления гасителей с учетом лабораторных исследований, который учитывает вышеперечисленные факторы, влияющие на реактивность гасителя.

Зная значения вторых сопряженных глубин, определенных в результате модельных исследований, была определена реакция гасителя по зависимости (6), а затем определялся коэффициент лобового сопротивления по формуле (8) для трех рассматриваемых типов гасителей. Результаты вычислений приведены в таблице. Расчет проводится на один погонный метр для плоской задачи с учетом следующих допущений:

толщина струи на сходе с передней грани гасителя равна сжатой глубине;

равномерное распределение скоростей в струе на сходе с передней грани гасителя;

допускается, что при установке гасителей в любом сечении гидравлического прыжка скорость в данном сечении не изменяется.

Тип 1. Пирамидальный Тип 2. Гаситель энергии с Тип 3. Гаситель энергии

гаситель энергии a==45º наклонной передней гранью с вертикальной передней

a==45º гранью a==45º

Конструктивные схемы гасителей энергии

Результаты расчета реакции и коэффициента лобового сопротивления

для трех типов гасителей высотой с = 0,45 м

Видео:ЧК_МИФ_1_4_1_5_(L4)__ ПРОСТРАНСТВО-ВРЕНМЯ МИНКОВСКОГО (2)Скачать

Водосборсная плотина в составе низкого напорного гидроузла

Трейдинг криптовалют на полном автомате по криптосигналам. Сигналы из первых рук от мощного торгового робота и команды из реальных профессиональных трейдеров с опытом трейдинга более 7 лет. Удобная система мгновенных уведомлений о новых сигналах в Телеграмм. Сопровождение сделок и индивидуальная помощь каждому. Сигналы просты для понимания как для начинающих, так и для опытных трейдеров. Акция. Посетителям нашего сайта первый месяц абсолютно бесплатно .

Определяю размеры гасителей:

Определяю площадь миделевого сечения

Определим реакцию гасителей:

лобового сопротивления, зависящий от формы гасителей, их положения на водобое и степени затопления. При расположении 3 рядов призматических гасителей высотой 1,2hсж на расстоянии от сжатого сечения 0,25Lпрыжка Сх=0,5 – 0,6.

2.6 Расчет водобойного колодца

При устройстве водобойного колодца дно за водосливом заглубляется. Благодаря этому возрастает глубина воды в колодце, поэтому гидравлический прыжок переходит в затопленное состояние.

Однако при заглублении возрастает и высота падения потока, его кинетическая энергия. Поэтому расчёт водобойного колодца заключается в определении минимальной глубины колодца, достаточной для перевода гидравлического прыжка в затопленное состояние.

1)

2) T0 = T + dкол =16,5 + 0,33 = 16,83м

3) Определим hсж

4) Окончательно принимаем

2.7 Расчет устойчивости водобойной плиты

Водобойная плита предназначена для крепления русла в зоне гидравлического прыжка. Ее выполняют в виде массивной армированной бетонной плиты. Плита водобоя под действующими на нее силами может всплыть, опрокинуться в сторону нижнего бьефа или сдвинуться.

Конструирование и расчеты водобойной плиты проводим для случая, когда наблюдается гидравлический прыжок максимальной высоты (расчетный случай 6).

2.7.1 Назначение размеров водобойной плиты:

Длину водобойной плиты назначается в зависимости от длины гидравлического прыжка:

Толщину водобойной плиты назначаем в размере:

2.7.2 Определение нагрузок, действующих на водобойную плиту:

Водобойная плита, находящаяся в зоне гидравлического прыжка, испытывает большие гидромеханические нагрузки. Они вызывают дефицит давления, под действием которого плита может потерять устойчивость. Гидродинамическая нагрузка раскладывается на осредненную (по времени)нагрузку и пульсационную составляющую : . Помимо этого на водобойную плиту может действовать остаточное (после дренажа плотины) фильтрационное противодавление.

Определим вес водобойной плиты (с учетом взвешивающего действия воды):

где , — соответственно удельные веса бетона и воды.

Пульсационная нагрузка возникает из-за устройства дренажных отверстий в плиты водобоя.

Тогда значение силы вертикальной пульсационной составляющей гидродинамического давления равно:

При определении фильтрационного противодавления условно принимаем, что его максимальное значение составляет от напора на сооружение:

Принимаем также, что максимальное значение фильтрационного противодавления действует на плиту до второго ряда дренажных отверстий.

Сила фильтрационного противодавления находиться по формуле:

В курсовом проекте проводим проверку устойчивости водобойной плиты:

2. на опрокидывание;

Условие устойчивости плиты принимаем в виде:

где — действительное значение коэффициента устойчивости плиты;

— нормативное значение коэффициента устойчивости плиты.

2.7.3.Расчет устойчивости водобойной плиты на опрокидывание:

Расчет ведем в предположении, что опрокидывание произойдет относительно нижнего ребра низовой грани плиты.

В целях экономии, целесообразно уменьшите толщину водобойной плиты. Пусть , тогда:

Вывод: устойчивость водобойной плиты на опрокидывание обеспечена, экономические затраты будут минимальные.

2.8 Конструирование рисбермы и концевого крепления

За водобоем располагаются рисберма и концевое крепление.

Рисберма – это участок крепления русла расположенный за водобоем. На рисберме происходит уменьшение осредненных скоростей и пульсации скоростей. Рисберму выполняют в виде крепления, постепенно облегчающегося по течению. Обычно крепление устраивают из бетонных плит. Толщину плиты в начале рисбермы принимаем равной двум третям от толщины водобоя. Следующая плита рисбермы будет составлять две третьих от предыдущей.

Концевой участок рисбермы заглубляют с уклоном , в результате чего образуется ковш, предназначенный для защиты рисбермы от подмыва. За счет отсыпки в ковш камня уменьшаем его глубину.

2.8.1 Определение длины крепления русла:

Бетонное крепление русла необходимо на длине прыжка и на длине послепрыжкового участка. В пределах послепрыжкового участка происходит переход скоростей и давления от величин, соответствующих концу гидравлического прыжка, до величин, соответствующих бытовым условиям.

💥 Видео

Лекция 11. Шкалы измерения. 11.7. Шкала БогардусаСкачать

Евклидовы пространства Метод ортогонализации ШмидтаСкачать

Кручение валаСкачать

ОКТЧ 9. Решётки. Теорема Минковского-ГлавкиСкачать

Применение инженерных расчетов для модернизации и замены горно-металлургического оборудованияСкачать

МИД - самая секретная высоткаСкачать

Лекция Ильи Утехина «Город как медийное пространство»Скачать

Миляуша Хайбуллина, cолистка государственного академического ансамбля, приглашает на ФольклориадуСкачать

А.В. Гасников (МФТИ). Мини-курс. Лекция 5. Новый прямо-двойственный градиентный метод НестероваСкачать

А.И. Чепель "Загадочная ухмылка Мефистофеля: Петербург архитектора Лишневского"Скачать

Семинар №2 "Движение тел с переменной массой" (Чивилев В.И.)Скачать

Судебный процесс как политическое зрелище и пространство борьбы идей и интересовСкачать

ЧК_МИФ НЕОБХОДИМОСТЬ ПЕРЕСМОТРА ОСНОВАНИЙ КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКИСкачать

Судебный процесс как политическое зрелище и пространство борьбы идей и интересовСкачать

Лиценциат. Гладкие многообразия (1) Маршалл Й. 30.05.2022Скачать