4. Гидромеханический расчет спиральных камер.
Далее производится гидромеханический
расчет спиральной камеры, результатом
которого является установление
зависимостей, связывающих значения
.
По результатам расчета строится очертание
спиральной камеры в плане (рис. 4).
Используется метод А.Я.Миловича, который основан на следующих положениях:
1. Вода должна подаваться равномерно по
всей окружности направляющего аппарата,
поэтому радиальная составляющая скорости
при входе в направляющий аппарат
предполагается постоянной (
)
и равной:
,
2. Расход воды уменьшается по пути движения потока:
3. Окружная скорость подчиняется закону постоянства площадей:
4. Удельный расход:
,
5. Расход определяется:
,
значит
Для определения нужной зависимости строится график b/r=f(r) (рис. 2б), предварительно входное сечение разделяется на несколько сечений.
5. Определение размеров отсасывающей трубы.
Отсасывающие трубы предназначены для отвода воды от турбины и позволяют полностью использовать напор.
Большая часть ГЭС имеют изогнутые отсасывающие трубы (рис.5), позволяющие повернуть поток на 90. Наличие диффузора позволяет использовать часть кинетической энергии потока, сходящего с рабочего колеса, что способствует снижению потерь и уменьшению скоростей потока на выходе из спиральной камеры. Еще они не требуют большого заглубления, что приводит к уменьшению объемов бетонных работ по зданию станции.
Тип и размеры отсасывающей трубы принимаются в зависимости от типа турбины указаны в табл.5 (рис.5), размеры колен приведены в табл.6 и на рис.6.
Таблица 5.
Основные размеры трубы для D =9 м.
Тип трубы |
h/D1 |
D1 |
h |
L |
|
D4 |
|
|
L1 |
|
Тип турбины |
4Е |
22,5 |
9 |
22,5 |
40,5 |
22,5 |
11,1 |
11,1 |
5,55 |
14,3 |
10,8 |
ПЛ510 |
Таблица 6.
Основные размеры колен для D1=9 м.
Тип трубы |
а |
R |
a |
R |
a |
R |
4Е |
4,01 |
9,54 |
12,15 |
6,71 |
0,88 |
6,39 |
На рис.5,6 представлены чертежи отсасывающей трубы и колена.
Расчетная скорость в выходном сечении трубы определяется по зависимости:
,
Эта скорость не должна превышать
допустимого значения неразмывающей
скорости для грунтов, слагающих дно
реки (для песка
).
Так как условие не выполняется, необходимо
предусмотреть крепление участка нижнего
бьефа за отсасывающей трубой плитами
или увеличить ширину bs.
6. Выбор конструкции и установление основных размеров здания гэс.
При выборе конструкции здания ГЭС рекомендуется использовать типовые решения. На рис.7 показана конструкция здания ГЭС с донными водосбросными отверстиями, расход в реке более 10000 м3/с.