
- •Инженерно-строительный факультет
- •Оглавление
- •1. Исходные данные
- •2.Определение схемы напоров
- •3. Определение основных параметров турбины
- •3.1. Выбор турбины
- •3.2. Определение диаметра рабочего колеса
- •3.3. Определение синхронной частоты вращения
- •3.4. Определение зоны работ
- •3.5. Определение допустимой высоты отсасывания
- •4. Расчет водопроводящего тракта
- •4.1. Выбор схемы подвода воды
- •4.2. Расчет приближеннго диаметра туннеля
- •4.3. Определение уклона напорного туннеля
- •4.4. Расчет среднекубического расхода туннеля
- •4.5. Определение экономически наивыгоднейшего диаметра туннеля
- •4.6. Определение размеров входного сечения водоприемника
- •4.7. Определение отрицательного гидравлического удара
- •4.8. Определение экономически наивыгоднейшего диаметра трубопровода
- •Участок №1
- •Участок №2
- •Участок №3
- •Участок №4
- •4.9. Определение необходимости установки уравнительного резервуара
- •5. Анкерные опоры
- •5.1. Усилия, действующие на анкерную опору.
- •5.1.1. Нагрузки от собственного веса трубопровода
- •5.1.2. Нагрузки от веса воды, заполняющей трубопровод
- •5.1.3. Нагрузки от внутреннего давления воды
- •5.1.4. Нагрузки от движения воды в трубопроводе
- •5.1.5. Реактивные силы, связанные с трением
- •6. Промежуточные опоры
- •7. Температурный сальниковый компенсатор
- •8. Литература
3.5. Определение допустимой высоты отсасывания
Высоту отсасывания HS приходится определять в связи с тем, что в гидротурбинах имеет место явление кавитации, которое играет важную роль при эксплуатации гидротурбины. Степень развития кавитационных явлений может быть различной и зависит от выбранной высоты отсасывания. Назначение HS должно производиться не только на основании срыва внешних характеристик турбины, но и с учетом эрозионной опасности кавитации. Для обоснованного выбора коэффициента запаса, определяющего степень развития кавитации вплоть до значений, при которых кавитация и кавитационная эрозия в турбине отсутствуют вообще, обязательно нужны, кроме сравнительных характеристик, и результаты эрозионных испытаний. Для получения экономически обоснованного значения HS необходимо собрать и проанализировать все имеющиеся данные о кавитационных качествах турбины, что позволит сопоставить варианты с различными значениями HS, выбрав из них наиболее экономичный.
Высоту отсасывания определяется по следующей формуле
Hs=10-
-KσσH
,
где Н=166,7 м – напор турбины;
Kσ- коэффициент запаса на величину σ;
σ – кавитационный коэффициент турбины с универсальной характеристики;
=21.9 м – отметка нижнего бьефа.
Таблица 1. Определение высоты отсасывания
Н, м |
|
|
Нs, м |
165,1 |
0,101 |
1,1 |
-6,37 |
166,7 |
0,100 |
1,1 |
-6,36 |
170,8 |
0,091 |
1,1 |
-4,93 |
Пример расчета для максимального напора:
НS=10-
-1,10,101165,1=-6,37
м.
При обычном
расположении здания ГЭС выше уровня
нижнего бьефа
не должно превосходить
=-(8-10)
м. В данном случае это условие выполняется.
Универсальная характеристика и рабочая точка показаны в приложении 3.
Для радиально-осевых турбин высота отсасывания отсчитывается от нижнего кольца направляющего аппарата до нижнего бьефа.
Таким образом, отметка рабочего колеса определяется:
РК = НБmin + НS
РК = 21,2-4,93=16,27м
РК= 16,3 м.
4. Расчет водопроводящего тракта
4.1. Выбор схемы подвода воды
Так как число агрегатов и число ниток трубопровода совпадают n = m, то схема подвода воды индивидуальная:
Рис. 1. Схема подвода воды
4.2. Расчет приближеннго диаметра туннеля
В качестве подводящей деривации наиболее эффективно использование напорного туннеля, который быстро реагирует на изменения потребляемого расхода воды. Напорные туннели целесообразно применять при большой глубине сработки водохранилища. Водоприемные отверстия напорного туннеля должны быть заглублены на 1.5-2 м под наинизший уровень ВБ (УМО).
Диаметр туннеля определяется по следующей формуле:
,
.
Диаметр туннеля:
≈6,5м
где
– экономическая скорость воды в туннеле,
4.3. Определение уклона напорного туннеля
Пьезометрический уклон напорного туннеля определяется по формуле:
,
где
-
экономическая скорость,
=
6 м/с
R – гидравлический радиус сечения туннеля;
м
С – коэффициент Шези;
n – шероховатость облицовки
туннеля,
Таким образом уклон напорного туннеля равен: