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

Рдзрез по А- А

В экспериментах глубины воды в верхнем бьефе измеря­ лись при помощи шпитценмасштаба, расходы — треугольным водосливом, оборудованным выносным пьезометром с вмон­ тированной в него мерной иглой и объемным способом, величина открытия а и высота оси затвора с устанавливались по специально изготовленному шаблону.

Для определения коэффициента расхода при истечении из-под сегментного затвора, установленного перед перепадом п при отсутствии сжатия по дну (сжатие по дну устранено за счет плавного очертания входного порога п наличия на­ правляющего горизонтального дна перед отверстием) была принята офрмула [1]:

82

с

При = - =0,250 коэффициент расхода ц определяется тк)

К

формуле:

При-^- . =0,417 формула для определения коэффициента,

расхода имеет вид:

При=- =0,583 расчетная формула получена в виде:

К

•Однако формулы 5, 6 и 7 являются частным решением и справедливы только при фиксированных значениях Д-, По­

этому нами на основании полученных расчетных зависимостей

выражение обобщенного уравнения для определения коэф­ фициента расхода р в виде:

где: А, В, Д и Е — неизвестные коэффициенты, которые были найдены из уравнений 4, 5 и 6, а так же из аналогичных

84

fe результате анализа формул 5, 6, 7 и других зависимое1

линейная зависимость коэффициента расхода ц от величины'

относительной высоты оси затвора -Т-, а величины коэффи­

R

циентов к и b получены в виде:

Определив значения коэффициентов к и b и подставив их значения в формулу 8, нами были получены обобщенные фор­ мулы для определения коэффициента расхода р.

Так, при относительном удалении обшивки затвора от во-

S

досливной грани перепада -гг- =0,025 коэффициент расхода Нр

(I следует определять по формуле:

Если опирание кромки полотнища затвора происходит по линии, отстоящей от водосливной грани перепада на вели-

?)

чипу7Т- =0,150, расчетная формула имеет-вид: ГТр

р = 0,618 + 0,186 -^ 0 ,2 4 9 + 0 , 1 5 7 ( 1 2 )

При относительном удалении обшивки затвора от водо

сливной грани перепада на величину — = 0,375 коэффициет п р

расхода следует определять по зависимости:

Полученные формулы для определения коэффициента расхода р справедливы при изменении относительного откры-'

тин затвора -р|-от 0,07 до 0,70; при изменении относительной

86

высоты оси затвора -j^-от 0,250 до 0,600 и при относительном

удалении обшивки затвора от водосливной грани перепада

7j- от 0 до 0,400.

11jj

Заметим при этом, что при относительном удалении об-

шивки затвора от водосливной грани перепада -р- >0,400 Нр

влияние перепада очень мало отражается на расходе, а коэф­ фициент расхода можно определять как при истечении из-под сегментного затвора установленного на водосливе с широким порогом и достаточно широко освещенном в литературе.

Результаты экспериментов показывают, что коэффициент

с

личением относительной высоты оси затвора

R'

Иаиболыпие значения коэффициента расхода р имеют ме­ сто для случая относительного удаления обшивки затвора от

водосливной грани перепада на величину -f-j- =0,025. Лр

В заключении отметим, что полученные расчетные зависи­ мости 11, 12 и. 13 позволяют более точно определять расходы воды при истечении из-под сегментных затворов при частич­ ном открытии перекрываемого отверстия, и установленных перед перепадом, что имеет место на водозаборных сооруже­ ниях горно-предгорной зоны, системах с внешними перекрест­ ными связями, шлюзах-регуляторах, перегораживающих соо­ ружениях и др. и р е к о м е н д у ю т с я как расчетные фор­ мулы для гидравлического расчета пролетов, указанных выше

.сооружений.

87

Им установлено, что коэффициент расхода при отсутствии бо­ кового сжатия и пренебрежимо малой скорости подхода при открытии затвора от 0 до Н р есть величина практически по­ стоянная и ш= 0,447 [2].

Однако, в практике помимо исследованного в [2] случая истечения через верх полотнища сегментного затвора, уста­ новленного на водосливе с широким порогом, находит широ­ кое применение устройство сегментных затворов на гребне стенки, которая в совокупности с затвором образует водослив с тонкой стенкой, высота которой изменяется в зависимости от положения (открытия) затвора, что имеет место особенно в новых компоновках водозаборных сооружений [5, 6, 7] и др.

Различные компоновочные схемы обуславливают различ­ ное высотное положение оси затвора, а, следовательно, и раз­ личные траектории движения затвора при опускании.

Все это обуславливает необходимость проведения спе­ циальных исследований истечения через полотнище сегмент­ ных затворов опускного действия при различных высотных положениях оси затвора, высотах неподвижного водослива, диапазонах открытия затвора от 0 до 100%, при наличии бо­ кового сжатия и заметной скорости подхода и др.

Заметим при этом, что на сегодня предложен ряд зави­ симостей и формул для определения коэффициента расхода при истечении через водослив с тонкой стенкой: формулы Базена, Ребока, Чугаева Р. Р. и др., [1, 8], но пи одна из этих формул не применима к рассматриваемому случаю истечения,

.что обуславливается различными подходными условиями при истечении через водослив с тонкой стенкой и при истечении через полотнище сегментного затвора, установленного на таком водосливе, выражающимися постоянным изменением угла наклона полотнища затвора к потоку, криволинейностыо очертания полотнища, изменением величины порога и др., что имеет место при работе сегментных затворов опускного дей­ ствия.

В связи с этим нами и были проведены исследования ис­ течения через верх полотнища сегментного затвора, установ­ ленного на водосливе с тонкой стенкой, результаты которых приводятся ниже.

Исследовались модели сегментных затворов опускного действия для случая истечения через верх полотнища без бо­ кового сжатия, когда ширина подводящего русла равна ши­ рине водосливного фронта полотнища сегментного затвора, т. е. 1) = В (рис. 1-а) и с боковым сжатием, когда на полотни-

89