Экспериментальное обоснование раструбной конструкции концевого участка напорного водопропускного сооружения с вертикальным выходом потока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.07, кандидат наук Михайлец Дмитрий Петрович

• Михайлец Дмитрий Петрович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Михайлец Дмитрий Петрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. КОНЦЕВЫЕ УЧАСТКИ НАПОРНЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ

1.1 Обеспечение напорного режима движения воды в водоводах

1.2. Типы концевых участков напорных водопропускных сооружений

1.3. Гасители-отражатели вертикально восходящего потока

1.4. Принцип действия и конструктивные решения раструбной конструкции концевого участка

Выводы по главе I

ГЛАВА II. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Задачи экспериментальных исследований и критерии моделирования

2.2. Описание экспериментальных установок

2.2.1. Малая модель

2.2.2. Большая модель

2.2.3. Математическая модель

2.3. Методика проведения экспериментальных исследований

2.4. Методика измерений

2.4.1. Измерение расходов

2.4.2. Определение плановых очертаний потока и длины отлёта струи

2.4.3. Измерение глубин и отметок свободной поверхности потока

2.4.4. Определение направлений и величин скоростей потока

2.4.5. Измерение пьезометрического напора на элементах концевого участка

2.5. Методика обработки результатов измерений

2.5.1. Определение толщины струи под сектором-отражателем

2.5.2. Определение средней скорости струи под сектором-отражателем

2.5.3. Определение максимальной скорости струи

2.5.4. Определение коэффициента сопротивления концевого участка водовода

2.5.5. Определение силы давления потока на сектор-отражатель

2.6. Погрешности и достоверность измерений

2.6.1. Погрешности измеряемых величин

2.6.2. Достоверность измерений

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Плановые очертания верхней поверхности потока

3.2. Режимы сопряжения бьефов на концевом участке

3.3. Типы сопряжения предлагаемой конструкции концевого участка с отводящим каналом

3.4. Распределение скоростей в вертикальном участке водовода

3.5. Результаты определения длины отлёта струи по верхней границе

3.6. Распределение местных скоростей в выходном сечении концевого участка

3.7. Результаты определения средней толщины струи

3.8. Результаты определения средней скорости струи на сходе с сектора-отражателя

3.9. Результаты исследования коэффициентов гидравлического сопротивления концевого участка

3.10. Давление потока на сектор-отражатель

3.10.1. Распределение давления потока на сектор-отражатель

3.10.2. Результаты определения силы давления потока на сектор-отражатель

3.11. Определение оптимальных размеров концевого участка

Выводы по главе III

ГЛАВА IV. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНЦЕВОГО УЧАСТКА НА ОСНОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Гидравлические расчеты и назначение размеров концевого участка

4.1.1. Определение размеров конструкции сектора-отражателя

4.1.2. Расчет сопряжения бьефов

4.2. Прочностной расчет конструкции концевого участка

4.2.1. Задание нагрузок на сектор-отражатель

4.2.2. Определение толщины сектора-отражателя

4.2.3. Определение осадок концевого участка

4.2.4. Расчет армирования сектора-отражателя

Выводы по главе IV

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Условные обозначения

Список литературы

Приложение А (справочное). Расчетные расходы мерного водослива «малой» модели

Приложение Б (справочное). Тарировка мерного водослива «малой» модели объёмным способом

Приложение В (справочное). Тарировочный график мерного водослива «малой» модели

Приложение Г (справочное). Расчетные расходы мерного водослива «большой» модели по зависимости (2.7)

Приложение Е (справочное). Расчетные расходы мерного водослива «большой» модели по зависимости (2.10)

Приложение Ж (справочное). Тарировочный график мерного водослива «большой» модели

Приложение И (обязательное). Данные для построения эпюр скоростей в створах концевого участка водовода по результатам расчетов в программном комплексе Ansys Fluent

Приложение К (обязательное). Данные для построения эпюр скоростей в выходном сечении концевого участка

Приложение Л (обязательное). Величины коэффициента гидравлического сопротивления

Приложение М (обязательное). Графики относительного напора на сектор-отражатель по продольному створу в зависимости относительной глубины в нижнем бьефе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальное обоснование раструбной конструкции концевого участка напорного водопропускного сооружения с вертикальным выходом потока»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. При проектировании и строительстве напорных и безнапорных водопропускных гидротехнических сооружений возникает множество вопросов, основными из которых являются: сопряжение потока с нижним бьефом и уменьшение размывов за концевым участком.

Решение этих вопросов во многом зависит от конструкции водопропускного сооружения и режима движения воды в нем. Безнапорные сооружения в большинстве случаев представлены водопропускными сооружениями открытого типа - с незамкнутым поперечным сечением. Напорные водопропускные сооружения - это всегда сооружения закрытого типа с замкнутым поперечным сечением. Внутри напорного водопропускного сооружения могут возникать как напорный и безнапорный режимы, так и переходные режимы - от напорного к безнапорному и наоборот.

Переходные режимы при самоаэрации могут приводить к появлению «пробкового» движения воды, которое способствует нестабильности процессов в нижнем бьефе и появлению больших динамических нагрузок на стены водовода. Для исключения образования таких режимов приходится устраивать сложную систему вентиляции и увеличивать площадь сечения водопропускного сооружения.

В случаях, когда водопропускное сооружение работает только в напорном режиме, снижается вероятность возникновения и развития кавитационных явлений, а также динамических нагрузок в его проточном тракте. При работе водопропускных сооружений в напорном режиме на стенах водовода и в самом потоке возникает определённое избыточное давление, что снижает вероятность возникновения кавитационных явлений и является их существенным преимуществом.

Для обеспечения стабильного напорного режима требуется исключить прорыв воздуха в проточный тракт, что достигается заглублением входного оголовка сооружения под уровень верхнего бьефа и затоплением выходного отверстия.

Существует множество конструкций концевых участков напорных водопропускных сооружений, позволяющих обеспечить стабильный напорный режим, но большинство таких конструкций имеют значительное количество дополнительных элементов, усложняющих изготовление концевого участка и снижающих его надежность и ремонтопригодность.

Степень разработанности темы. В диссертационной работе рассмотрены некоторые конструкции концевых участков напорных водопропускных сооружений, разработанные во второй половине XX века и более современные (2000-2017 гг.).

В 2000-2010 гг. Бахтиным Б.М. и Расунандрасаной М.Ж. исследовалась конструкция в виде диска-отражателя, расположенного над выходным сечением вертикального водовода. Предложенный концевой участок обеспечивает не только стабильный напорный режим, но и позволяет снизить удельные расходы потока на выходе из концевого участка, повысить надежность и ремонтопригодность концевого участка. Недостатком данной конструкции является потребность в достаточно большом пространстве для отброса кольцевой струи, что накладывает ограничение в его использовании для узких и средней ширины отводящих каналов.

В 2010-2015 гг. Бахтиным Б.М. совместно с Кузнецовой С.Г. и Макаровым М.В. проводилась работа по усовершенствованию конструкции концевого участка, несколько вариантов конструкции было зарегистрировано патентами.

Изучаемая в диссертационной работе конструкция зарегистрирована патентом № 2341616 (авторы Бахтин Б.М. и Кузнецова С.Г.) и представляет собой плоский горизонтально расположенный сектор-отражатель, опирающийся на боковые направляющие стенки, повторяющие в плане его очертания. Раструбная конструкция позволяет уменьшить удельные расходы на выходе потока из-под сектора, что достигается за счёт роспуска потока (от 30 до 90 градусов в плане) и сопровождается уменьшением размывов за сооружением. Дополнительным преимуществом является возможность произвольного расположения оси отводящего канала относительно их проточного тракта.

Отсутствие каких-либо данных о режимах движения воды и основных гидравлических характеристиках раструбной конструкции вызвало необходимость проведения экспериментальных и расчетных исследований такого сооружения.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является расчетно-экспериментальное обоснование возможности использования в практике гидротехнического строительства напорных водоводов с концевым участком раструбной конструкции с плоским горизонтальным сектором-отражателем.

Для достижения вышеуказанной цели поставлены следующие задачи:

- проанализировать существующие конструкции концевых участков, обеспечивающих стабильный напорный режим в водопропускных сооружениях;

- изучить влияние конструктивных особенностей концевого участка на основные параметры его работы: режим сопряжения бьефов, распределение удельных расходов потока в выходном сечении концевого участка, величину коэффициента гидравлического сопротивления и характер распределения давления потока на сектор-отражатель;

- сформулировать рекомендации по назначению размеров конструкции концевого участка (радиуса сектора и высоты его расположения над выходным сечением водовода);

- выполнить расчетное обоснование и разработать методику проектирования рассматриваемой раструбной конструкции концевого участка на основании результатов экспериментальных исследований.

Научная новизна. В результате проведенных исследований концевого участка с плоским горизонтальным сектором-отражателем получено следующее:

- определены граничные условия режимов сопряжения потока на концевом участке;

- определен целесообразный тип сопряжения рассматриваемой конструкции концевого участка с отводящим каналом;

- сформулированы рекомендации по назначению длины вертикального участка транзитного водовода водопропускного сооружения при использовании

сектора-отражателя;

- определены длины отлёта струи по верхней границе потока при различных средних скоростях в выходном сечении водовода и относительных высотах расположения сектора-отражателя;

- выполнена оценка распределения местных скоростей потока в выходном сечении раструбной конструкции концевого участка;

- определены средние толщина и скорость струи на выходе из-под сектора-отражателя в центральной части потока;

- получены значения коэффициентов гидравлического сопротивления концевого участка и значения напоров на плоский горизонтальный сектор-отражатель при свободном и затопленном режимах сопряжения бьефов;

- разработаны методики гидравлического и прочностного расчетов раструбной конструкции концевого участка.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость исследования состоит в формировании представлений о причинах и характере движения воды по поверхности сектора-отражателя, а также распределении удельных расходов в выходном сечении раструбной конструкции концевого участка.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования значений коэффициентов гидравлического сопротивления, величин скоростей в выходном сечении концевого участка и величин давления потока на сектор-отражатель при проектировании такого сооружения в реальных условиях.

Методология и методы исследования. Методология построена на принципах гидравлического моделирования и многолетнем опыте исследования гидравлических характеристик концевых участков гидротехнических сооружений. Экспериментальные исследования выполнялись на двух физических установках -«малой» и «большой» моделях, размеры которых отличались в 2,5 раза, и на численной модели в программном комплексе Ansys Fluent версии 19.2 в размерах «большой» модели.

Положения, выносимые на защиту:

- расчетно-теоретическое доказательство применения новой конструкции концевого участка закрытых водопропускных сооружений гидроузлов (водосброса, водоспуска, водовыпуска), позволяющей обеспечить напорный режим работы сооружения при всех возможных уровнях воды в бьефах и пропускаемых расходах;

- результаты исследования режимов сопряжения бьефов и воздействия потока, выходящего из напорного водовода на элементы концевого участка;

- рекомендации по проектированию напорных водопропускных сооружений с концевыми участками раструбного типа, включающие назначение размеров этого участка и площади поперечного сечения водовода, оценку возможной глубины и местоположения воронки размыва.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов работы обусловлена большим объёмом и достаточной полнотой выполненных экспериментальных исследований; соблюдением принятых критериев подобия; использованием широко применяемых инструментов и апробированных методик измерения гидравлических характеристик потока на концевых участках водопропускных гидротехнических сооружений. Исследования проводились, в том числе, на основании действующих сводов правил, ведомственной и отраслевой нормативно-технической документации.

Основные положения и результаты работы были доложены на конференциях: международная научная конференция молодых учёных и специалистов «Наука молодых - агропромышленному комплексу» (г. Москва, 13 июня 2016 г.); международная научная конференция Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева, посвященная 200-летию Н.И. Железнова (г. Москва, 5-7 декабря 2016 г.); международная научная конференция молодых учёных и специалистов, посвящённая 100-летию И.С. Шатилова (г. Москва, 6-7 июня 2017 г.); научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Гидротехника. Новые разработки и технологии» (г. Санкт-Петербург, 16-17 ноября 2017 г.); Международная научно-практическая конференция, посвященная 130-летию Н.И. Вавилова (г. Москва, 5-

7 декабря 2017 г.); всероссийский научно-практический семинар «Современные проблемы гидравлики и гидротехнического строительства» (г. Москва, 16-17 мая 2018 г.); Международная научная конференция молодых ученых и специалистов, посвященная 150-летию со дня рождения В.П. Горячкина (г. Москва 5-6 июня 2018 г.); Международная научно-практическая конференция «Логистика, транспорт, экология - 2018» (г. Ереван, 25-26 октября 2018 г.); международная научная конференция молодых учёных и специалистов, посвящённая 160-летию В.А. Михельсона (г. Москва 9-11 июня 2020 г.); всероссийский научно-практический семинар «Современные проблемы гидравлики и гидротехнического строительства» (г. Москва, 17 июня 2020 г.).

Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, входящих в «Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук, на соискание учёной степени доктора наук», 7 статей (тезисов докладов) в других печатных изданиях и 1 патент.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 205 страницах, состоит из введения, основной части, содержащей 116 рисунков, 59 таблиц, заключения, списка литературы (включает 96 наименований, в том числе 4 - на иностранном языке), условных обозначений и 10 приложений.

ГЛАВА I. КОНЦЕВЫЕ УЧАСТКИ НАПОРНЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ

СООРУЖЕНИЙ

1.1 Обеспечение напорного режима движения воды в водоводах

Ни один гидротехнический узел не обходится без водопропускных сооружений. Имея большую разницу уровней воды в верхнем и нижнем бьефах гидроузлов водопропускные сооружения могут выполняться напорными. При эксплуатации таких сооружений требуется обеспечить бескавитационный, безвакуумный и главное устойчивый напорный режим движения воды в них.

Для обеспечения стабильного напорного режима в водоводах необходимо исключение захвата воздуха через вихревые воронки, что возможно достичь при достаточном заглублении входного отверстия под уровень верхнего бьефа. Упущение данного аспекта при проектировании напорных водоводов может привести к образованию «пробкового» режима движения воды, что сопровождается снижением пропускной способности, засасыванию плавающих тел при отсутствии решеток, увеличению динамических нагрузок на внутренние стенки водовода и повышением вероятности возникновения кавитационных явлений.

Устойчивый напорный режим напорного водопропускного сооружения обеспечивается в том случае, если пропускная способность концевого участка меньше пропускной способности транзитного и входного участков.

^вых^Нд ^ ^вхУ2вх ^ ^

где &>вых - площадь выходного сечения водовода; Нд - напор; <^вых - сумма гидравлических сопротивлений (потерь напора) на выходе из концевого участка; &>вх - площадь входного сечения водопропускного сооружения; гвх - заглубление свода в конце входного оголовка под уровень воды в верхнем бьефе; <^вх -сопротивление (потери напора) на вход.

Помимо устойчивого напорного режима для рассматриваемых водопропускных сооружений не менее важно чтобы выпуск потока исключал появление сбойных течений и недопустимые размывы дна отводящего канала.

Здесь возникает вопрос безопасного сопряжения и гашения избыточной энергии потока в нижнем бьефе, который решается конструкцией концевого участка водопропускного сооружения.

1.2. Типы концевых участков напорных водопропускных сооружений

Для обеспечения стабильного напорного режима существует несколько конструктивных способов. Их главной особенностью, позволяющей создать такой режим, является соблюдение условия (1.1). Гидравлическое сопротивление концевой части водовода возможно увеличить с помощью различных технических решений. Одним из них является решение предотвращающее отгон гидравлического прыжка и проникновение воздуха в водовод - расположение выходного сечения водовода ниже уровня воды в отводящем канале нижнего бьефа. При эксплуатации таких конструкций (рис. 1.1) [37] при пропуске больших расходов появляется необходимость в дополнительных элементах конструкции для гашения энергии потока, что говорит о наличии существенного недостатка в этом решении.

Рисунок 1.1 - Концевой участок водовыпуска типа ВОЧ1: 1 - напорный водовод;

ё - диаметр водовода

Другой способ увеличения сопротивления - уменьшить поперечное сечение в концевой части водовода (рис. 1.2) [63], но при этом повышаются скорости потока и размывы за концевым участком, что требует устройства усиленного крепления нижнего бьефа.

Лучшим решением для создания устойчивого напорного режима потока являются камеры гашения, устроенные в концевой части и обеспечивающие одновременно следующие функции: рассеивание избыточной кинетической

энергии потока и увеличение гидравлического сопротивления концевого участка водовода.

Рисунок 1.2 - Схема напорного водопропускного сооружения с уменьшением площади поперечного сечения концевой части [63]: 1 - входной оголовок; 2 -транзитная часть; 3 - концевая часть водовода

Применение камеры гашения позволяет расположить концевой участок напорного водопропускного в одном уровне с дном водоотводящего канала или уменьшить высоту заглубления под уровень нижнего бьефа. В отдельных случаях камеры гашения могут располагаться выше уровня дна. Один из простейших видов камеры гашения с заглублением водовода - водовыпуск типа ВОЧГ, представляющий собой цилиндрический водобойный колодец (рис.1.3) [83].

Рисунок 1.3 - Водовыпуск типа ВОЧГ: 1 - водовод; 2 - цилиндрический водобойный колодец

При значительных расходах и малой высоте заглубления может быть применим концевой участок с коробчатым гасителем (рис.1.4) [5].

Рисунок 1.4 - Коробчатый гаситель [5]: 1 - водовод; 2 - коробчатый водобойный колодец

Основную часть гасителей энергии потока, выполненных в виде камер гашения, можно разделить по расположению на следующие типы:

- горизонтальные;

- наклонные;

- вертикальные.

Схемы горизонтальных камер отображены на рис. 1.5-1.8. На выходе устанавливается насадок, выполненный в виде горизонтального участка водовода и имеющий площадь поперечного сечения в 2-2,5 раза превышающую площадь сечения водовода. Гидравлическое сопротивление повышается за счёт формирования в камере гашения гидравлического прыжка, возникающего в насадке при установке внутри него или за ним различных дополнительных элементов гашения: щелевыми гасителями [28] - рис. 1.5; Г-образной балки [64, 75] - рис. 1.6; открытого водобойного колодца в комбинации с донным щелевым гасителем [83] - рис. 1.7; гасителя-растекателя (блок ВГ-6) [74] - рис. 1.8.

Общей особенностью представленных на рис. 1.5-1.8 конструкций камер гашения является горизонтально направленное движение потока в пределах камеры, что при необходимости пропуска значительных расходов требует их удлинения.

Рисунок 1.5 - Насадок с щелевым гасителем: 1 - выходной участок водовода; 2 - насадок; 3 - крепление; 4 - щелевой гаситель

Рисунок 1.6 - Гаситель вида «Г-образная балка»: 1 - водовод; 2 - насадок; 3 - Г - образная балка

Рисунок 1.7 - Открытый водобойных колодец в комбинации с трубой-насадком и донным гасителем: 1 - водовод; 2 - насадок; 3 - водобойный колодец; 4 -

щелевой гаситель

Рисунок 1.8 - Насадок с установленным гасителем-растекателем: 1 - водовод; 2 - насадок; 3 - блок ВГ-6

Неплохо выполняют свою задачу по гашению энергии потока в нижнем бьефе уже хорошо зарекомендованные конструкции концевых участков, показанные на рисунках 1.9-1.10 [58, 59]. Главным элементом в таких камерах, воспринимающим энергию высокоскоростного потока транзитной части, является решетчатая система, состоящая из вертикальных консольных железобетонных балок. Железобетонные балки эффективно реагируют при встрече с потоком и создавая повышенное сопротивление на выходе из водовода обеспечивает напорный режим даже в случаях, когда выходное отверстие водовода располагается на небольшой глубине по уровнем нижнего бьефа.

Недостатком решетчатых камер гашения, имеющих множество элементов, является пониженная ремонтопригодность, которая связана со сложностью конструкции. Этот недостаток отсутствует в камерах гашения, использующих эффект соударения потока с гасителем-отражателем [16].

Одну из таких конструкций предложили И.С. Румянцев и Е.Ф. Петров [65] -внутри горизонтальной камеры гашения находится Г-образный экран-отражатель (рис. 1.11).

Рисунок 1.9 - Решетчатый треугольный в плане гаситель: 1 - водовод;

2 - металлические стержни

Рисунок 1.10 - Решетчатый гаситель с осевым изливом: 1 - водовод;

2 - металлические стержни

Рисунок 1.11 - Камера гашения с Г-образной забральной балкой [36, 65]: 1 - водовод; 2 - водобойный колодец; 3 - забральная балка

Поток на выходе из напорного водовода врезается в горизонтально расположенную массивную забральную балку. При данном процессе происходит повышение давления в камере гашения и стабилизация напорного режима [16].

Рисунок 1.12 - Концевой участок донного водоспуска с закрытым водобойным колодцем: 1 - водоспуск; 2 - затвор; 3 - суженное выходное сечение водоспуска;

4 - водобойный колодец; 5 - порог

Рисунок 1.13 - Схема трубчато-напорного перепада

Достаточно эффективными в отношении гашения избыточной энергии потока и создания напорного режима в водоводе являются трубчатые

водопропускные сооружения с вертикально нисходящим потоком. Примеры таких камер представлены на рисунках 1.14-1.16 [22, 24, 83].

В одной из таких конструкций (рис.1.14) поток, выходящий из вертикально направленного вниз водовода, заключенного в стержневую металлическую конструкцию, взаимодействует с дном водобойного колодца [83], при этом в ней происходит интенсивное рассеивание избыточной энергии потока и повышается давление.

Гасители энергии водного потока на рис. 1.15 и 1.16 имеют две камеры: в первой - путем закрутки и рассекания потока происходит рассеивание энергии, во второй - успокоение потока и его направление в отводящий трубопровод.

Рисунок 1.14 - Водобойный колодец вертикального типа: 1 - напорный водовыпуск; 2 - стержни-рассекатели в виде труб с отверстиями; 3 - цельные стержни-рассекатели, присоединенные к водовыпуску; 4 - наружные цельные стержни; 5 - наружные пояса; 6 - отводящий канал

Рисунок 1.15 - Устройство для гашения энергии водного потока: 1 - водобойный колодец; 2 - подводящий водовод; 3 - диффузор; 4 - отводящий канал; 5 - рассекатель потока; 6 - завихритель потока; 7 - дно колодца; 8 - камера гашения; 9 - вертикальная консольная стенка; 10, 11 - порог и перегородка; 12 - выпускное отверстие; 13 - отводящая труба

Рисунок 1.16 - Гаситель энергии водного потока: 1 - подводящий водовод; 2 - колено; 3 - камера цилиндрической; 4-7 - обтекатель с вогнутыми стенками; 8 - выпускное отверстие камеры; 9 - нижние кромки камеры; 10 - горизонтальная полка; 11 - колодец; 12 - отводящий трубопровод

1.3. Гасители-отражатели вертикально восходящего потока

Концевые участки напорных водопропускных сооружений с вертикально восходящим потоком, описанные ниже (рис. 1.17-21), обеспечивают стабильный напорный режим в водоводе и безопасное сопряжение потоков в нижнем бьефе, но большинство представленных камер гашения имеют значительное количество элементов, усложняющих конструкцию и склонных к повреждениям, что снижает надёжность и ремонтопригодность таких сооружений.

Рисунок 1.17 - Концевой участок напорного водопропускного сооружения с вертикально восходящим потоком [66]: 1 - трубопровод; 2 - насадок на конце

трубопровода; 3 - камера гашения

Рисунок 1.18 - Водовыпуск [76]: 1 - подводящая труба; 2 - тело плотины; 3 - вертикальный водовод; 4 - полусферический купол с перфорацией; 5 - отверстия; 6 - кольцевой водобойный колодец; 7 - отводящий канал; 8 - металлические стержни крепления купола

Рисунок 1.19 - Гаситель энергии потока [26]: 1 - водовод; 2 - цилиндрический водобойный колодец; 3 - вертикальная стойка; 4 - горизонтальная крышка;

5 - сливное отверстие

Из зарегистрированных в последнее время устройств гашения энергии подобного вида можно выделить гасители Голубенко В.М. и Голубенко М.И., представленные на рис. 1.20 [23] и 1.21 [25].

Рисунок 1.20 - Гаситель энергии водосбросного устройства: 1 - вертикальная

шахта; 2 и 3 - горизонтальные трубы; 4 - выходной патрубок (оголовок); 5 - колодец; 6,7,8 - диффузор с внутренними закручивающимися лопастями; 9,10 - г-образный кольцевой козырек; 11, 12, 13 - конусоорбразная вертикальная камера с регулирующим устройством; 14 - водовыпускные окна; 15 - направляющие; 16 - регулирующая камера; 17-19 - устройство для опорожнения камеры; 20-21 - перегородка с отверстиями; 22-23 - верхняя и нижняя зоны камеры; 24 - водовыпускное отверстие; 25 - отводящий канал

Рисунок 1.21 - Гаситель энергии водного потока: 1 - горизонтальный участок водовода; 2 - вертикальный выпускной патрубок; 3 - колодец; 4 - воздушная камера; 5, 6 - аэрационные отверстия; 7 - патрубок для поступления сжатого воздуха; 8 - экран с рассекателем потока; 9 - шток, регулирующий положение камеры гашения; 10 - криволинейный насадок; 11 - перегородка; 12 - перепускное окно; 13 - наклонный козырек; 14 - отводящий канал

Существуют конструкции, позволяющие отойти от способов гашения энергии, основанных на повышении гидравлического сопротивления установкой дополнительных конструктивных элементов при выходе потока в нижний бьеф. Таким решением является конструкция гасителя-отражателя, предложенного Бахтиным Б.М. и Расуанандрасаной М.Ж. [15, 61, 62]. Диск-отражатель (Рис. 1.22) позволяет экранировать вертикально восходящий поток и перенаправить его в виде кольцевой струи с малыми удельными расходами.

Отсутствие мало массивных подверженных повреждениям элементов и простота конструкции делают её доступной для ремонта, а наличие постоянно затопленного выходного отверстия гарантирует стабильный напорный режим в водоводе во всём диапазоне расходов, что повышает общую надежность гидроузла (надежность системы зависит в первую очередь от надежности элементов) [34, 45].

Рисунок 1.22 - Концевой участок с диском-отражателем: 1 - вертикальный водовод круглого сечения; 2 - горизонтальный диск-отражатель; 3 - бычки обтекаемой формы; 4 - выходное сечение водовода; 5 - транзитная часть

сооружения

Недостатком конструкции концевого участка с диском-отражателем является потребность в достаточно большом пространстве для отброса кольцевой струи, что ограничивает его использование в узких и средней ширины отводящих каналах.

В 2010-2015 гг. Кузнецовой С.Г. и Макаровым М.В. под руководством Бахтина Б.М. проводилась работа по усовершенствованию конструкции концевого участка, несколько вариантов конструкции было зарегистрировано патентами [911].

Первой из усовершенствованных конструкций была раструбная конструкция с плоским горизонтальным сектором-отражателем, более подробно описанная в п. 1.4. Предложенная раструбная конструкция отличается от конструкции диска-отражателя тем, что распространение отраженного потока при её работе ограничивается направляющими стенками. При первых же запусках экспериментальной установки с плоским горизонтальным сектором-отражателем

было выявлено неравномерное распределение удельных расходов по ширине канала. В связи с этим работа по усовершенствованию продолжилась, что привело к появлению ещё двух разновидностей: раструбной конструкции с плоским горизонтальным сектором-отражателем и усиленной шероховатостью направляющих стен (рис. 1.23а) и раструбной конструкции с плоским наклонным сектором-отражателем (рис. 1.23б).

а)

б)

Рисунок 1.23 - Варианты усовершенствованных конструкций концевого участка: а - раструбная конструкция с плоским горизонтальным сектором-отражателем и усиленной шероховатостью направляющих стен: 1 - вертикальный водовод; 2 - плоский горизонтальный сектор-отражатель; 3 - направляющие стены; 4 - выходное сечение водовода; 5 - ограничивающая стенка; 6 - выступы усиленной шероховатости; 7 - сопрягающие стены; б - раструбная конструкция с плоским наклонным сектором-отражателем: 1, 3-5 - то же; 2 - плоский наклонный сектор-отражатель

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Михайлец Дмитрий Петрович, 2022 год

- 141 с.

70. Производство гидротехнических работ. Часть 1. Общие вопросы строительства. Земляные и бетонные работы / В.И. Телешев, Н.И. Ватин, А.Н. Марчук, М.В. Комаринский. - М.: Издательство АСВ, 2012. - 489 с.

71. ГК «Теплоприбор» Напорная трубка Пито [Электронный ресурс] : ГК «Теплоприбор», 2016. - URL: http://теплоприбор.рф/catalog/napornaya-trubka-pito/ (дата обращения: 01.11.2018).

72. Фокин, С.А. Обработка результатов измерений физических величин. Учебное пособие для лабораторного практикума по физике / С.А. Фокин, А.М. Бармасова, М.А. Мамаев; под ред. С.А. Фокин. - Спб.: РГГМУ, 2009. -58 c.

73. Ходзинская, А.Г. Гидрометрия: курс лекций / А.Г. Ходзинская. - М.: НИУ МГСУ, 2015. - 96 c.

74. Храпковский, В.А. Унифицированные конструкции сбросных сооружений на рисовых системах. / Е.И. Храпковский, В.А. Шкуланов. - Новочеркасск: НИМИ, 1975. - 6 c.

75. Храпковский, В.А. Опыт применения типовых сооружений на оросительных системах Северного Кавказа: автореф. дисс. канд. техн. наук : 05.04.86 / В.А. Храпковский. - Новочеркасск, 1971. - 23 c.

76. Гаситель энергии водного потока : пат. 2283917 Рос. Федерация МПК E 02 B 8/06. / И.М. Цивина, М.А. Кондюрина, Т.А. Чеботарев, Е.А. Янченко; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Новочеркасская государственная мелиоративная академия. - № 2005111497/03 ; заявл. 18.04.2005 ; опубл. 20.09.2006, Бюл. № 26. -4 с.

77. Черных, О.Н. Расчеты сооружений гидроузла с плотиной из грунтовых материалов: Учебное пособие / О.Н. Черных, В.И. Волков, В.И. Алтунин. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. - 202 c.

78. Чугаев, Р.Р. Гидротехнические сооружения. Учеб. пособие для студ. гидротехн. спец. вузов. В 2-х ч. Ч. II. Водосливные плотины / Р.Р. Чугаев; 2-е изд. - М.: Агропромиздат, 1985. - 302 c.

79. Производство гидротехнических работ: Учеб. для вузов / А.И. Чураков, Б.А. Волнин, П.Д. Степанов, В.Я. Шайтанов; под ред. А.И. Чураков. - М.: Стройздат, 1985. - 623 c.

80. Шаблий, Л.С. Компьютерное моделирование типовых гидравлических и газодинамических процессов двигателей и энергетических установок в ANSYS

Fluent: учебное пособие / Л.С. Шаблий, А.В. Кривцов, Д.А. Колмакова. - Самара: 2017. - 108 с.

81. Шарп, Д. Гидравлическое моделирование: Пер. с англ. / Д. Шарп. - М.: Мир, 1984. - 280 с.

82. Штеренлихт, Д.В. Гидравлика: Учебник для вузов / Д.В. Штеренлихт. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 640 с.

83. Якубов, А.Х. Современное состояние проектирования трубчатых сооружений для рисовых оросительных систем / А.Х. Якубов, Е.И. Шкуланов, Е.Н. Белоконев. Гидравлика сооружений оросительных систем. - Спб.: НИМИ, 1980. - C. 72-82.

84. Ясинецкий, В.Г. Организация и технология гидромелиоративных работ / В.Г. Ясинецкий, Н.К. Фенин; 3-е изд. - М.: Агропромиздат, 1986. - 352 с.

85. МИ 2406-97. ГСИ. Расход жидкости в открытых каналах систем водоснабжения и канализации. Методика выполнения измерений при помощи стандартных водосливов и лотков. 15.05.1997.

86. Эффект Коанда [Электронный ресурс] : Свободная энциклопедия Википедия. -2006. - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Коанда. (дата обращения: 10.05.2021).

87. Постановление Правительства РФ от 5 октября 2020 г. № 1607 «Об утверждении критериев классификации гидротехнических сооружений».

88. СП 58.13330.2019 Гидротехнические сооружения. Основные положения СНиП 33-01-2003.

89. ГОСТ 18599-2001. Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия. Официальное издание. - М.: Стандартинформ, 2008.

90. СП 22.13330.2016. Свод правил. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*.

91. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003.

92. ГОСТ 34028-2016. Межгосударственный стандарт. Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Официальное издание. Введ. 2018-01-01. - М.: Стандартинформ, 2019. - 46 с.

93. Справочник по гидротехнике. ВНИИ ВОДГЕО. М.: Гос. изд-во литературы по строительству и архитектуре, 1955. - 828 с.

94. Рекомендации по гидравлическому расчету открытых водосбросов высоконапорных гидроузлов и размыв скального русла отброшенной струей. П80-79/ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Ленинград: ГЛАВНИИПРОЕКТ, 1979. - 28 с.

95. СП 290.1325800.2016. Водопропускные гидротехнические сооружения (водосбросные, водоспускные и водовыпускные). Правила проектирования. Издание официальное - Введ. 2017-06-17. - М.: Росстандарт ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» Фед. информ. фонд стандартов, 2016. - 122 с.

96. ГОСТ 25100-2020. Межгосударственный стандарт. Грунты. Классификация. Официальное издание. Введ. 2021-01-01. - М.: Стандартинформ, 2020. - 41 с.

модели

Таблица А.1 - Значения расходов мерного водослива трапецеидального сечения по зависимости (2.1)

№ п/п ^ м Не, м Cf Q, м3/с Q, л/с

1 0,005 0,006 1,03 0,000132 0,132

2 0,010 0,011 1,06 0,000338 0,338

3 0,015 0,016 1,08 0,000604 0,604

4 0,020 0,021 1,10 0,000925 0,925

5 0,025 0,026 1,13 0,001309 1,309

6 0,030 0,031 1,15 0,001734 1,734

7 0,035 0,036 1,17 0,002207 2,207

8 0,040 0,041 1,20 0,002752 2,752

9 0,045 0,046 1,22 0,003325 3,325

10 0,050 0,051 1,24 0,003945 3,945

объёмным способом

Таблица Б.1 - Данные тарировки объёмным способом мерного водослива «малой» модели

№ п/п Н, см ^ с Нб, см W, см3 Q, см3/с Q, л/с

1 0,50 150,0 12,50 21875,0 145,83 0,1458

2 0,70 132,0 15,95 27912,5 211,46 0,2115

3 0,75 100,0 12,25 21437,5 214,38 0,2144

4 1,00 62,0 13,75 24062,2 388,10 0,3881

5 1,10 54,0 13,95 24412,5 452,08 0,4521

6 1,25 48,0 14,50 25375,0 528,65 0,5286

7 1,30 50,0 15,75 27562,5 551,25 0,5512

8 1,40 50,0 17,75 31062,5 621,25 0,6212

9 1,50 48,0 18,80 32894,4 685,30 0,6853

10 1,75 34,0 17,00 29750,0 875,00 0,8750

11 1,80 42,0 23,00 40250,0 958,33 0,9583

12 2,00 23,0 14,09 24651,4 1071,80 1,0718

13 2,10 34,0 21,14 37002,2 1088,30 1,0883

14 2,25 35,0 23,50 41125,0 1175,00 1,1750

15 2,40 36,0 26,50 46375,0 1288,19 1,2882

16 2,50 31,0 25,00 43750,0 1411,29 1,4113

17 2,75 26,0 25,00 43750,0 1682,69 1,6827

18 2,80 29,0 28,73 50277,5 1733,72 1,7337

19 3,00 26,5 27,95 48912,5 1845,76 1,8457

20 3,10 30,0 31,83 55702,5 1856,75 1,8567

21 3,15 23,0 26,50 46375,0 2016,30 2,0163

Приложение В (справочное). Тарировочный график мерного водослива «малой» модели

2 0,050

д

ой 0,045 к

3 0,040 о '

« 0,035

е

§ 0,030 сР '

2 0,025

0,020

о и

о р

о

3 0,015

то

К

р0,010

к 0,005

0,000

к

*

^Гх

оо

0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50

1,75 2,00 2,25 2,50 Расход, л/с

2,75 3,00 3,25 3,50 3,75 4,00 4,25

Рисунок В.1 - Тарировочный график трапецеидального мерного водослива «малой» модели:

х - объёмным способом; • - по расчетам.

Таблица Г.1 - Расчетные значения расходов мерного водослива прямоугольного сечения по зависимости (2.7)

№ п/п Н,м №!/2 A B C D Q, м3/с Q, л/с

1 0,005 0,00035 0,600 0,985 0,0175 1,00107 0,00092 0,92

2 0,010 0,00100 0,300 0,685 0,0345 1,00210 0,00182 1,82

3 0,015 0,00184 0,200 0,585 0,0508 1,00310 0,00287 2,87

4 0,020 0,00283 0,150 0,535 0,0666 1,00410 0,00404 4,04

5 0,025 0,00395 0,120 0,505 0,0820 1,00500 0,00533 5,33

6 0,030 0,00520 0,100 0,485 0,0968 1,00590 0,00672 6,72

7 0,035 0,00655 0,086 0,471 0,1111 1,00680 0,00825 8,25

8 0,040 0,00800 0,075 0,460 0,1250 1,00760 0,00985 9,85

9 0,045 0,00955 0,066 0,451 0,1385 1,00840 0,01154 11,54

10 0,050 0,01118 0,060 0,445 0,1515 1,00920 0,01334 13,34

11 0,055 0,01290 0,054 0,439 0,1642 1,01000 0,01520 15,20

12 0,060 0,01470 0,050 0,435 0,1765 1,01080 0,01718 17,18

13 0,065 0,01657 0,046 0,431 0,1884 1,01150 0,01920 19,20

14 0,070 0,01852 0,043 0,428 0,2000 1,01220 0,02132 21,32

15 0,075 0,02054 0,040 0,425 0,2113 1,01290 0,02350 23,50

16 0,080 0,02263 0,037 0,422 0,2222 1,01350 0,02572 25,72

17 0,085 0,02478 0,035 0,420 0,2329 1,01420 0,02801 28,01

18 0,090 0,02700 0,033 0,418 0,2432 1,01480 0,03044 30,44

19 0,095 0,02928 0,031 0,416 0,2533 1,01550 0,03287 32,87

20 0,100 0,03162 0,030 0,415 0,2632 1,01610 0,03544 35,44

21 0,105 0,03402 0,028 0,413 0,2727 1,01660 0,03796 37,96

22 0,110 0,03648 0,027 0,412 0,2820 1,01720 0,04063 40,63

23 0,115 0,03900 0,026 0,411 0,2911 1,01780 0,04336 43,36

24 0,120 0,04157 0,025 0,410 0,3000 1,01830 0,04613 46,13

25 0,125 0,04419 0,024 0,409 0,3086 1,01880 0,04894 48,94

26 0,130 0,04687 0,023 0,408 0,3172 1,01930 0,05180 51,80

27 0,135 0,04962 0,022 0,407 0,3253 1,01980 0,05474 54,74

28 0,140 0,05238 0,021 0,406 0,3333 1,02030 0,05767 57,67

29 0,145 0,05521 0,020 0,405 0,3412 1,02080 0,06066 60,66

30 0,150 0,05809 0,020 0,405 0,3488 1,02130 0,06386 63,86

Таблица Е.1 - Расчетные значения мерного водослива прямоугольно сечения по зависимости (2.10)

№ п/п И, м Ие, м С О, м3/с О, л/с

1 0,005 0,006 0,58955 0,000488 0,488

2 0,010 0,011 0,58960 0,001210 1,210

3 0,015 0,016 0,58965 0,002124 2,124

4 0,020 0,021 0,58970 0,003194 3,194

5 0,025 0,026 0,58975 0,004400 4,400

6 0,030 0,031 0,58980 0,005729 5,729

7 0,035 0,036 0,58985 0,007170 7,170

8 0,040 0,041 0,58990 0,008715 8,715

9 0,045 0,046 0,58995 0,010358 10,358

10 0,050 0,051 0,59000 0,012093 12,093

11 0,055 0,056 0,59005 0,013916 13,915

12 0,060 0,061 0,59010 0,015822 15,821

13 0,065 0,066 0,59015 0,017808 17,808

14 0,070 0,071 0,59020 0,019871 19,871

15 0,075 0,076 0,59025 0,022008 22,008

16 0,080 0,081 0,59030 0,024217 24,217

17 0,085 0,086 0,59035 0,026496 26,496

18 0,090 0,091 0,59040 0,028843 28,843

19 0,095 0,096 0,59045 0,031255 31,255

20 0,100 0,101 0,59050 0,033731 33,731

21 0,105 0,106 0,59055 0,036270 36,270

22 0,110 0,111 0,59056 0,038869 38,869

23 0,115 0,116 0,59065 0,041528 41,528

24 0,120 0,121 0,59070 0,044246 44,246

25 0,125 0,126 0,59075 0,047021 47,020

26 0,130 0,131 0,59080 0,049851 49,851

27 0,135 0,136 0,59085 0,052737 52,737

28 0,140 0,141 0,59090 0,055676 55,676

29 0,145 0,146 0,59095 0,058670 58,669

30 0,150 0,151 0,59100 0,061714 61,714

Приложение Ж (справочное). Тарировочный график мерного водослива «большой» модели

Н. см

14

12

10

8

о

................ - - -

оо

о

10

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 л/с

Рисунок Ж.1 - Тарировочный график прямоугольного мерного водослива «большой» модели:

• - по зависимости (2.7); х - по зависимости (2.10)

Приложение И (обязательное). Данные для построения эпюр скоростей в створах концевого участка водовода по результатам расчетов в программном комплексе Ansys Fluent

Таблица И.1 - Координаты для построения эпюр местных скоростей в створах

концевого участка водовода при средней скорости = 1,55 м/с

№ п/п Х, мм Скорость, м/с

Створ 1-1 (0,0d) Створ 2-2 (1,0d) Створ 3-3 (3,0d) Створ 4-4 (7,9d)

1. 0 0,013 0,000 0,000 0,000

2. 1 0,843 0,566 0,755 0,899

3. 2 1,094 0,662 0,871 1,029

4. 3 1,239 0,767 0,955 1,131

5. 5 1,314 0,870 1,032 1,211

6. 9 1,384 1,055 1,147 1,326

7. 13 1,424 1,181 1,238 1,385

8. 17 1,459 1,267 1,314 1,442

9. 21 1,488 1,331 1,371 1,489

10. 25 1,511 1,387 1,424 1,526

11. 29 1,533 1,437 1,469 1,557

12. 33 1,553 1,482 1,510 1,588

13. 37 1,572 1,524 1,548 1,615

14. 41 1,588 1,566 1,582 1,638

15. 45 1,603 1,604 1,613 1,658

16. 49 1,618 1,640 1,643 1,673

17. 53 1,632 1,677 1,670 1,690

18. 57 1,643 1,709 1,696 1,709

19. 61 1,655 1,741 1,720 1,720

20. 65 1,664 1,771 1,743 1,731

21. 69 1,672 1,798 1,763 1,740

22. 73 1,679 1,824 1,781 1,744

23. 75 1,681 1,835 1,788 1,745*

24. 78 1,683* 1,850 1,796 1,739

25. 80 1,681 1,859 1,798* 1,728

26. 84 1,672 1,867* 1,789 1,667

27. 87 1,650 1,853 1,742 1,562

28. 89 1,550 1,698 1,505 1,286

29. 90 0,000 0,000 0,000 0,000

Примечание: * - максимальное значение местных скоростей в створе

концевого участка водовода при средней скорости = 1,68 м/с

№ п/п Х, мм Скорость, м/с

Створ 1-1 (0^) Створ 2-2 (Ш) Створ 3-3 (3^) Створ 4-4 (7,9ф

1. 0 0,014 0,000 0,000 0,000

2. 1 0,928 0,616 0,821 0,979

3. 2 1,197 0,719 0,944 1,117

4. 3 1,351 0,833 1,035 1,226

5. 5 1,431 0,946 1,118 1,313

6. 9 1,505 1,147 1,243 1,436

7. 13 1,547 1,284 1,342 1,500

8. 17 1,584 1,376 1,424 1,561

9. 21 1,614 1,445 1,487 1,612

10. 25 1,639 1,504 1,544 1,652

11. 29 1,662 1,558 1,592 1,686

12. 33 1,683 1,607 1,636 1,719

13. 37 1,704 1,651 1,677 1,748

14. 41 1,721 1,696 1,713 1,773

15. 45 1,737 1,737 1,747 1,795

16. 49 1,753 1,776 1,780 1,811

17. 53 1,767 1,816 1,809 1,830

18. 57 1,779 1,851 1,836 1,850

19. 61 1,791 1,885 1,862 1,862

20. 65 1,802 1,917 1,887 1,874

21. 69 1,810 1,946 1,908 1,884

22. 73 1,817 1,974 1,927 1,888

23. 75 1,819 1,986 1,936 1,889*

24. 78 1,821* 2,002 1,944 1,883

25. 81 1,817 2,015 1,947* 1,865

26. 84 1,808 2,020* 1,937 1,807

27. 87 1,785 2,005 1,888 1,696

28. 89 1,678 1,842 1,637 1,401

29. 90 0,000 0,000 0,000 0,000

Примечание: * - максимальное значение местных скоростей в створе

концевого участка водовода при средней скорости = 1,84 м/с

№ п/п Х, мм Скорость, м/с

Створ 1-1 (0,0ё) Створ 2-2 (Ш) Створ 3-3 (3,0ё) Створ 4-4 (7,9ё)

1. 0 0,016 0,000 0,000 0,000

2. 1 1,032 0,676 0,900 1,076

3. 2 1,324 0,787 1,032 1,225

4. 3 1,490 0,913 1,131 1,343

5. 5 1,575 1,038 1,223 1,437

6. 9 1,654 1,261 1,361 1,571

7. 13 1,698 1,411 1,469 1,641

8. 17 1,738 1,511 1,560 1,708

9. 21 1,770 1,585 1,629 1,763

10. 25 1,797 1,649 1,691 1,807

11. 29 1,821 1,707 1,743 1,844

12. 33 1,844 1,760 1,791 1,880

13. 37 1,866 1,808 1,836 1,912

14. 41 1,884 1,857 1,875 1,939

15. 45 1,901 1,901 1,912 1,963

16. 49 1,918 1,944 1,947 1,981

17. 53 1,934 1,986 1,979 2,001

18. 57 1,947 2,025 2,009 2,023

19. 61 1,960 2,061 2,037 2,036

20. 65 1,970 2,097 2,064 2,050

21. 69 1,979 2,128 2,087 2,060

22. 73 1,986 2,158 2,108 2,065

23. 75 1,988 2,171 2,117 2,066*

24. 78 1,990* 2,189 2,126 2,060

25. 81 1,986 2,203 2,130* 2,041

26. 84 1,975 2,209* 2,119 1,980

27. 87 1,950 2,193 2,068 1,861

28. 89 1,835 2,019 1,798 1,543

29. 90 0,000 0,000 0,000 0,000

Примечание: * - максимальное значение местных скоростей в створе

концевого участка водовода при средней скорости = 2,10 м/с

№ п/п Х, мм Скорость, м/с

Створ 1-1 (0^) Створ 2-2 (Ш) Створ 3-3 (3^) Створ 4-4 (7,9ф

1. 0 0,019 0,000 0,000 0,000

2. 1 1,196 0,766 1,023 1,233

3. 2 1,529 0,891 1,172 1,400

4. 3 1,717 1,036 1,284 1,531

5. 5 1,811 1,183 1,390 1,637

6. 9 1,897 1,444 1,550 1,789

7. 13 1,945 1,617 1,676 1,869

8. 17 1,988 1,730 1,780 1,946

9. 21 2,023 1,813 1,859 2,009

10. 25 2,053 1,885 1,930 2,059

11. 29 2,080 1,950 1,989 2,101

12. 33 2,105 2,009 2,043 2,142

13. 37 2,129 2,064 2,093 2,178

14. 41 2,150 2,118 2,138 2,208

15. 45 2,169 2,168 2,179 2,236

16. 49 2,187 2,216 2,219 2,256

17. 53 2,204 2,264 2,255 2,279

18. 57 2,219 2,307 2,288 2,304

19. 61 2,233 2,348 2,321 2,319

20. 65 2,245 2,388 2,351 2,334

21. 69 2,254 2,423 2,377 2,347

22. 73 2,261 2,457 2,401 2,3525

23. 75 2,263 2,472 2,411 2,3533*

24. 78 2,264* 2,492 2,422 2,348

25. 81 2,259 2,508 2,426* 2,327

26. 84 2,247 2,514* 2,415 2,260

27. 87 2,218 2,497 2,359 2,129

28. 89 2,090 2,307 2,061 1,775

29. 90 0,000 0,000 0,000 0,000

Примечание: * - максимальное значение местных скоростей в створе

концевого участка водовода при средней скорости = 2,24 м/с

№ п/п Х, мм Скорость, м/с

Створ 1-1 (0,0ё) Створ 2-2 (Ш) Створ 3-3 (3,0ё) Створ 4-4 (7,9ё)

1. 0 0,020 0,000 0,000 0,000

2. 1 1,270 0,735 0,968 1,371

3. 2 1,631 0,857 1,145 1,563

4. 3 1,835 1,005 1,283 1,721

5. 5 1,936 1,165 1,405 1,845

6. 9 2,027 1,477 1,587 2,008

7. 13 2,077 1,704 1,736 2,080

8. 17 2,123 1,845 1,863 2,147

9. 21 2,160 1,938 1,958 2,201

10. 25 2,191 2,016 2,043 2,245

11. 29 2,219 2,084 2,112 2,282

12. 33 2,245 2,147 2,174 2,316

13. 37 2,271 2,205 2,230 2,346

14. 41 2,293 2,262 2,279 2,371

15. 45 2,313 2,315 2,323 2,393

16. 49 2,333 2,366 2,366 2,408

17. 53 2,350 2,416 2,403 2,425

18. 57 2,366 2,462 2,439 2,443

19. 61 2,380 2,506 2,472 2,453

20. 65 2,393 2,548 2,504 2,463

21. 69 2,402 2,585 2,531 2,470

22. 72 2,408 2,612 2,549 2,471*

23. 75 2,411 2,636 2,566 2,467

24. 77 2,412* 2,651 2,574 2,459

25. 81 2,407 2,674 2,581* 2,426

26. 84 2,393 2,681* 2,569 2,343

27. 88 2,324 2,615 2,411 2,047

28. 89 2,228 2,464 2,195 1,824

29. 90 0,000 0,000 0,000 0,000

Примечание: * - максимальное значение местных скоростей в створе

выходном сечении концевого участка

Таблица К.1 - Эпюры скоростей в выходном сечении концевого участка при ^ = 0,56 и р0 = 1,68 м/с_

№ п/п

Створ «0» Створ «1» Створ «2» Створ «3» Створ «4» Створ «5»

1. 1,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2. 1,000 1,15 1,14 1,16 1,14 1,14 0,79

3. 0,940 0,92 0,92 0,93 0,94 0,85 1,51

4. 0,880 0,67 0,68 0,66 0,67 0,76 1,27

5. 0,800 0,45 0,43 0,45 0,44 0,57 1,05

6. 0,700 0,23 0,22 0,24 0,23 0,41 0,86

7. 0,600 0,11 0,12 0,10 0,11 0,30 0,74

8. 0,500 0,02 0,04 0,03 0,02 0,28 0,73

9. 0,400 -0,06 -0,05 -0,07 -0,06 0,30 0,75

10. 0,300 -0,12 -0,10 -0,12 -0,11 0,38 0,84

11. 0,200 -0,16 -0,17 -0,17 -0,16 0,48 0,99

12. 0,100 -0,22 -0,22 -0,21 -0,22 0,62 1,16

13. 0,000 -0,28 -0,27 -0,29 -0,29 0,82 1,37

14. 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Таблица К.2 - Эпюры скоростей в выходном сечении концевого участка при ¿/й = 0,56 и = 1,84 м/с

№ п/п

Створ «0» Створ «1» Створ «2» Створ «3» Створ «4» Створ «5»

1. 1,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2. 1,000 1,21 1,22 1,21 1,20 1,22 0,86

3. 0,940 1,01 1,00 1,01 1,00 0,99 1,53

4. 0,880 0,72 0,71 0,72 0,73 0,83 1,27

5. 0,800 0,44 0,45 0,43 0,43 0,63 1,02

6. 0,700 0,21 0,22 0,21 0,20 0,44 0,86

7. 0,600 0,05 0,05 0,05 0,07 0,33 0,77

8. 0,500 -0,03 -0,02 -0,04 -0,02 0,29 0,74

9. 0,400 -0,07 -0,08 -0,08 -0,07 0,32 0,78

10. 0,300 -0,13 -0,13 -0,12 -0,12 0,38 0,88

11. 0,200 -0,18 -0,18 -0,17 -0,19 0,49 0,99

12. 0,100 -0,23 -0,23 -0,23 -0,24 0,63 1,17

13. 0,000 -0,30 -0,31 -0,31 -0,30 0,85 1,43

14. 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

№ п/п

Створ «0» Створ «1» Створ «2» Створ «3» Створ «4» Створ «5»

1. 1,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2. 1,000 1,34 1,35 1,34 1,35 1,35 0,99

3. 0,940 1,07 1,07 1,08 1,07 1,08 1,63

4. 0,880 0,77 0,77 0,78 0,77 0,83 1,33

5. 0,800 0,49 0,49 0,48 0,49 0,61 1,09

6. 0,700 0,17 0,18 0,17 0,18 0,44 0,89

7. 0,600 0,02 0,01 0,02 0,01 0,36 0,80

8. 0,500 -0,05 -0,04 -0,06 -0,04 0,31 0,74

9. 0,400 -0,09 -0,10 -0,10 -0,10 0,33 0,77

10. 0,300 -0,13 -0,13 -0,12 -0,13 0,39 0,84

11. 0,200 -0,18 -0,19 -0,18 -0,19 0,49 0,99