книги из ГПНТБ / Механизация и автоматизация оросительных систем и технология орошения сельскохозяйственных культур сборник научных статей гидромелиоративного факультета

Ще затвора устраиваются боковые открылки, предупреждаю­ щие попадание плавника на опорные ноги затвора (рис. 1-6).

Исходя из технической характеристики водосливных про­ летов водозаборных узлов горно-предгорной зоны и водо­ сбросных отверстий сооружений [9], возможностей лаборато­ рии гидравлики <Кирг. СХИ и соблюдения критериев модели­ рования, масштаб модели принят 1:20.

Модель изготовлена из металла и имеет следующие ос­ новные размеры:

радиус обшивки затвора принят равным R= 30 см = 1,5Н„;

в верхнем бьефе. С целью охвата более широкого диапазона

изменения измеряемых величин в опытах изменялась относи-

с

К

т. е. практически во всем диапазоне работы сегментного зат­ вора опускного действия.

В экспериментах глубины в верхнем бьефе, напоры над кромкой полотнища затвора измерялись при помощи шпитценмасштаба (мерной иглы); расходы — треугольным водо­ сливом, оборудованным выносным пьезометром с вмонтиро­ ванной в него мерной иглой и объемным способом.

Обработка, опытных данных для случая истечения через верх полотнища сегментного затвора без бокового сжатия

где:

ш — коэффициент расхода;

bi — ширина водосливного пролета;

Но— напор над верхней кромкой полотнища затвора с учетом скорости подхода.

По. полученным из опытов значениям Q и Н подсчитывал­ ся напор с учетом скорости подхода

здесь: И —- напор над верхней кромкой полотнища затвора;

91

'>■.— коэффициент количества движения; Vo — средняя скорость перед отверстием;

В— ширина русла в верхнем бъефе; Р — высота порога, равная PH-li; ■

g— ускорение силы тяжести;,

пкоэффициент расхода по формуле (I)

Методом корреляционного анализа была выявлена тесная взаимосвязь коэффициента расхода m с относительным напо­

ром -р- (корреляционное отношение т]~ (0,964±0,008) и по­

Из этих графиков видно, что с уменьшением относитель­

ного напора -р- от 1,0 до 0,35 коэффициент расхода возрас­

тает незначительно, а закон изменения близок к прямолиней­ ной зависимости. Осредпенное значение коэффициента расхо­ да на этом интервале составляет 0,446, что практически сов­ падает со значением коэффициента расхода, полученным про­ фессором Бочкаревым Я. В. и оавным 0,447 [2].

Н

Однако, при дальнейшем уменьшении — от 0,35 до 0,07

коэффициент расхода резко увеличивается, что можно объяс­ нить влиянием поверхностного натяжения на истечение, ко­ торое возникает при малых напорах [1].

В результате обработки экспериментальных данных была - получена расчетная зависимость для определения коэффи­ циента расхода m при истечении через полотнище сегмент­ ного затвора при отсутствии Сокового сжатия в виде:

Однако на практике для вычисления расхода при истече­ нии через верх полотнища сегментного затвора удобнее поль­ зоваться вместо Но в формуле (1) значением геометрического

02

напора Н, который можно замерить непосредственно, и фор­ мулой

По аналогии с формулой Базена [1] выражение коэффи­

Здесь коэффициент Ai был определен при обработке экспери­ ментальных данных методом средних и равен Ai =0,31.

Таким образом, формулу (6) с учетом (4) и (7) можно записать в виде:

ею можно пользоваться для определения коэффициента рас­ хода при истечении через верх полотнища сегментного затво­ ра при отсутствии бокового сжатия.

Исследования показали, что изменение относительной вы-

с

соты оси затвора-р-в пределах 0+ 0,600, незначительно

У4

влияет на величину коэффициента расхода (отклонение не превышает 4%), что является допустимым и находится в пределах точности измерений.

Рассмотрим случай истечения через полотнище сегмент­ ного затвора при наличии бокового сжатия. При обработке экспериментальных данных влияние бокового сжатия было учтено введением поправочного коэффициента в формулу (Г).

Здесь: т , 7/ 2g и Н0 — обозначения те же, что и в формуле

( 1 ) ;

Qc— расход, пропускаемый затвором при наличии бокового сжатия;

К— поправочный коэффициент, учитываю­ щий форму входа и влияние бокового сжатия;

Ь2— ширина водосливной части полотни­ ща затвора.

Значение коэффициента К получим, поделив равенство

(9) на (1):

Q с

Q Ь

Исключив влияние ширины водосливной части полотнища затвора, т. е. приняв bi = b2, получим:

Значения коэффициента К можно получить, если в форму­ лу ( 1) вместо ш подставить шс — коэффициент расхода с учетом бокового сжатия. Тогда формулу (1) можем записать в виде:

Поделив (12) на (9), и приравняв равенству (10), полу чим:

K = f(H) при относительном сжатии потока ^- = 0,90, 080, 0,69.

95

Для сравнения полученных значений К были найдены эм­ пирические формулы для определения коэффициента расхода

Аналитическое, выражение коэффициента К па основе гра­

фиков K= f ^-р-) (рис. 3) было получено в виде:

Ao-rA.v-p-

где А2 и Аз — неизвестные коэффициенты, которые были най­ дены методом средних и проверялись, способом наименьших квадратов и, соответственно, равны А2=1,50 и А3= 4,57.

Учитывая последнее, формула (14) получила следующий вид:

1,50+ 4.57i -

а коэффициент расхода т с с учетом ооковосо сжатия слсдуст определять но формуле:

96

Тогда коэффициент расхода с учетом бокового сжатия и скорости подхода можно записать в виде:

Т а б л и ц а l

Полученные зависимости 4, 8, 16, 17, а также графики за­

висимости m0= f (рис. 4) могут быть использованы при

гидравлическом расчете затворов-автоматов опускного дейст­ вия, новых конструкций гидравлических авторегуляторов, включающих сегментный затвор опускного действия и допус­ кающих перелив через верх полотнища затвора, при осуще­ ствления учета и контроля воды на водозаборных и водо­ сбросных сооружениях и при использовании этих затворов в качестве водомерных устройств.

риал ММиВХ Кирг. ССР.

АВТОРЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕФА ДЛЯ ГОРНЫХ ВОДОЗАБОРНЫХ УЗЛОВ

БОЧКАРЕВ Я. В., профессор, д. т. н., МЕЛЬНИКОВ Б. И., аспирант.

Автоматизация горных водозаборных узлов в настоящее время решается, как правило, посредством оснащения эле­ ментов узла, выполняющих отдельные технологические зада­

чи теми или иными средствами автоматизации. Среди этих элементов узла, подлежащих автоматизации, наиболее ответ­ ственными являются речной и водосливной пролеты, где при автоматизации .устанавливаются авторегуляторы уровня верх­ него бьефа. Особенности горных ' водозаборных узлов как объектов автоматизации (удаленность от источников энерго­ снабжения, наличие больших запасов гидравлической энергии потока, малый коэффициент использования систем автомати­ ки во времени, наличие паводков, большие скорости измене­ ния расходов и др.) обуславливают преимущественное при­ менение систем гидроавтоматики. При этом представляет интерес поиск таких систем, которые позволили бы одним приводом управления решать задачи автоматизации речного и водосливного пролетов, систем, позволяющих без значи­ тельной реконструкции узла решать задачу автоматизации систем по конструкции и в эксплуатации простых и надежных

вработе и т. и.

Сцелью упрощения конструкций авторегуляторов, уста­

навливаемых на речных и водосливных пролетах водозабор­ ных сооружений за счет ликвидации противовесов, сокраще­ ния числа приводов управления, питающих и сливных трубо­ проводов, шахт, камер и других устройств, что, ка^г правило имеет место в существующих САР, с возможностью одновре­ менного и полного открытия отверстий, перекрываемых зат­ ворами, а также учитывая специфические условия источников орошения, работы горных водозаборных узлов и их эксплуа­ тации, нами разработан авторегулятор уровня верхнего бьефа с прямодействующим корректором для горных водозаборных

сооружений1.

Предлагаемый авторегулятор уровня верхнего бьефа пред­ ставляет собой два сегментных затвора (рис. Г), один из ко­ торых жестко прикреплен к оси вращения, к которой также жестко прикреплен прямодействующий привод управления, и связан с другим затвором посредством гибкой связи и общего для обоих затворов вала с блоками так, что один из затворов служит противовесом другому. При этом перемещение пря­ модействующего привода, размещенного в шахте, сообщаю­ щейся с верхним бьефом посредством задатчика, а с ниж­ ним — посредством отводящего трубопровода и сливного от-

1 Комитетом по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР по заявке № 161569/29-14 вынесено решение на выдачу авторского свидетельства на изобретение на имя Бочкарева Я. В. и Мельникова Б. И.

100