attachments_15-03-2012_12-07-33 / 26б

26б. Методика моделирования гидравлических режимов работы различных ПОС

Уровни воды, глубины и отметки определяют шпиценмасштабами; расходы Q - с помощью треугольного мерного водослива, используя тарировочные кривые:

Q=1,336Н^2,48, м'/с, где: Н- напор над гребнем водослива, м.

Расстояния для характерных створов, вертикалей моделей измеряют мерными линейками или линейками. Скорости потока на модели замеряют микровертушкой с выводом сигнала на частотометр, вычисляя при известном тарировочном коэффициенте K_υ по формуле:

V_M=K_υ*n, см/с, где: n- показания частотомера. До проведения лабораторных работ должны быть протарированы все измерительные приборы. Перед моделированием оценивают степень влияния внешних факторов на исследуемый процесс. Гидравлические режимы работы принимают установив­шимися во времени. Для таких задач определяющими силами являются гравитационные силы тяжести, а основным критерием подобия натуральных модельных условий - число Фруда F_r . Основные условия моделирования в этом случае -выполнение условий:

F_r=i*dem и Re_M > Re_гр , где: Re_M , Re_гр - соответственно, число Рейнольдса для моделирования и граничное сё значение. Первая часть условия означает, что числа Фруда на модели и в натуре должны быть равными, вторая - наступление автомодельности рассматриваемых явлений по числу Рейнольдса (автомодельность - это отсутствие существенного влияния того или иного фактора на процесс независимо от масштаба модели). Числа Фруда и Рейнольдса определяются по формулам:

,

где: υ, h. соответственно скорость и глубина потока; v- коэффициент кинематической вязкости воды;

R, К, λ - соответственно, гидравлический радиус живого сечения, коэффициенты шероховатости и гидравлического сопротивления модельного русла. Коэффициент гидравлического сопротивления вычисляют по формуле А.Д Альтшуля:

;Таким образом, моделирование проводят по закону гравитационного подо­бия Фруда при масштабе 1: а_L, с учетом автомодельности рассматриваемых явлений по числу Рейнольдса (а_L - масштаб моделирования для линейных размеров). Для пересчета параметров потока с модели на натуру используют следующие зависимости:

Линейные размеры L_Н=L_M*a_L

площади

скорости

расходы

давления

где: индексы «н» и «м» - соответственно, обозначают параметры натуры и модели

Граничные условия моделирования:

Линейный масштаб a l= 40, натурный расход сооружения 50 м3/с Значения глубин на выходном пороге и в нижнем бьефе Н„ и hH нб - назначает преподава­тель.

Порядок выполнения работы:

Вычисляют расчетный расход модели, Q_M и глубину воды в нижнем бьефе модели сооружения.

Проверяют выполнение условий моделирования. При невыполнении условий корректируют граничные условия совместно с преподавателем.

На специальные пазы в стенки лотка для создания необходимого подпора, устанавливают затвор. За затвором собирают модель быстротока (сначала каркас модели, далее - крепят водосливную поверхность).

Включают насос и подают воду в лоток.

Устанавливают расход, который должен поступать в модель. Подача расхода воды на модель должна быть стабильной.Устанавливают, используя жалюзи, назначенную глубину воды в нижнем бьефе модели. Выполняют промеры глубин по длине быстротока. Измеряют скорости в концевом сечении быстротока. Промеряют глубину в концевой части, одновременно фиксируя имеющийся на ней гидравлический режим сопряжения. Зарисовывают плановую картину сопряжения.Заменяют быстроток перепадом. Водобойные стенки на ступенях перепада отсутствуют.