Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Низконапорный башенный водосброс с двухъярусной трубой

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Низконапорный башенный водосброс с двухъярусной трубой"

Р Г Б ОД

? ГЛНШЁМШ? АГРАРНЫХ НАУК РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕЛИОРАЦИИ И ЛУГ ОВОДСТВА

На правах рукописи

МУРИЛЬО'БУРГОС АЯКС АЛЬФОНСО

НИЗКОНАПОРМЫЙ БАШЕННЫЙ ВОДОСБРОС С ДВУХЪЯРУСНОЙ ТРУБОЙ

06.0$.(12 — Мелиорация и орошаемое земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

М и н с к 19 9 4

Работа выполнена ив кафедре "Гидротехническое и энергетическою строительство" Белорусской го9ударственной политехнической академии.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент Н.М. Кунцевич,

Официальные оппоненты: член-корреспондент Международной

инженерной академии, академик Белорусской инженерной академии,

доктор технических наук, профессор Э.И. Михневнч,

ведущий научный сотрудник БелНИИМиЛ, кандидат технических наук, Б,К. Карнаухов.

Ведущее предприятие - Белорусский государственный инотитут

по проектирование водохозяйственного и мелиоративного строительства.

Защита диссертации состоится чЗО ШЫ*.Я- 1994 года'в чаоов на заседании специализированного совета Л.099.03.01 в Бело-руоокон каучио-нсследовательском институте мелиорации и луговодот-ва по адресу: 220040, Республика Беларусь,г.Минск, ул.и,Богдановича, 153.

С диссертацией нежно ознакомиться в библиотеке 'БелНИИМиЛ. Автореферат разослан _ 1994 г.

УчсаиЯ секретарь

сп авизированного совета, - ЛИХАЦЕВИЧ А.П.

кандидат технических наук

(с) Белорусский научно-исследовательский институт мелиорации и луговодства, 1994.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТН

Актуальность работы. Решение задач водо-обеспечения ороиаемого земледелия, прудового рыбоводства, промышленных предприятий и населенных пунктов о целью создания благоприятных условий для производства продукции, оздоровления окружающей среды и отдыха населения а Республиг1е Беларусь и Панаме требует создания многочисленных водохранилищ. Такие водохранилища на территориях этих государств с равнинным рельефом создаютоя в основном на малых реках со сравнительно небольшими расходами и малыми глубинами. Для пропуока паводковых раоходов на каждом гидроузле устраиваетоя паводковый водосброс. Он должен иметь простую конструкцию, способствовать эффективной эксплуатация водоема, т.а улучшать гидрохимический режим путем сброса теплой С поверхностной ) или холодной ( глубинной ) воды, регулировать уровни воды или опорожнять его, быть дешевым в строительстве и эксплуатации и др. От надежности водосброса и способности его решать выиепоста-вленные задачи ззо многом зависит эффективность эксплуатации водоема.

Конструкции многих существующих водосбросов, как отмечается в литературе, не вйегда отвечают предъявленным требованиям и нуждается в совершенствовании. Наиболее полно отвечают поставленным требованиям трубчатые водосбросы комбинированного действия, позволяющие в меженный период автоматически пропускать расходы путем слива воды в бапн» с последующим отводом ее трубами, а для пропуока паводковых раоходов открываются глубинные отверстия и вода пропускается по трубам. Однако такие конструкции также не совершенны, так как не разработаны эффективные способы гашения избыточной кинетичеокой энергии в нижнем бьефз.

Анализ результатов гидравлических исследований конструкций и способов для гашения избыточной энергии в нижнем бьефе показывает, что одним из эффективных способов является гашение энергии путем соударения струй, направленных под углом друг к другу, когда избыточная энергия гасится на коротком участке без сбойности потока. Однако конструкции низконапорных водосброоов о таким способом гашения разработаны с соударением струй в горизонтальной плоскости, где необходимо удаление водоотводящих труб друг от друга на некоторое расстояние. Конструкции низконапорных трубчатых водосбросов

с соударением струй в вертикальной плоскости ранее не рассматривались.

Цель работы - разработать конструкцию низконапорного башенного водосброса с заглубленной двухъярусной отводящей трубой к возможным гашением избыточной кинетической энергии в никнем бьефе путем соударения струй в вертикальной плоскости и другими способами, а также разработка рекомендаций по определенно пропускной способности такого сооружения, длины выравнивания эпюры скоростей в отводящем канале и установление областей применения башенных водосбросов с одно- и двухъярусными заглубленными трубами«

Для этого потребовалось изучить конструкции водосбросных сооружений, способы гашения избыточной кинетической анергии потока за ними, результаты гидравлических исследований их и дать критичеокий анализ; выбрать аналог конструкции водооброса или его элементов и способы гашения энергии потока в нижнем бьефе; разработать конструкцию низконалорного башенного водосброса с двухъярусной отводящей трубой и возможностью гашения избыточной энергии потока путем соударения струй в вертикальной плоскости; исследовать в лабораторных условиях гидравлические режимы в сооружении и за ним, пропускную способность сооружения, скоростную структуру потока в придонной области отводящего канала с шириной по дну, равной ширине трубы в свету при различных схемах маневрирования затворами, установленными на входе в башне; установить охему маневрирования затг ворами и выявить соотношение высот входного отверстия в башню и верхней трубы, а также высот верхней и донной труб} влияние гаои-тельного устройства на пропускную способность сооружения, область применения гашения избыточной энергии соударением струй при работе двухъярусной трубы, разработать и исследовать другие типы гасительных устройств за двухъярусной трубой; сравнить эффективность воздействия на поток в нижнем бьефе различных конструкций гасительных уотройств и выбрать рациональную конструкцию; дать зависимости для определения пропускной способности сооружения при раздельной и совместной работе труб; разработать принципы проектирования сооружения и его элементов, а также методику определения пропускной способности баненного водосброса с двухъярусной отводя-ией трубой и гасительным устройством; дать примеры расчета.

Ьа задиту выкосятся следующие оснччныз положения?

- обоснование технической целесообразности применения баненных водосбросов комбинированного действия на низг.онапорны* гидроузлах и способов гекенип избыточной кинетической анергии потока в нижнем бьефе;

- разработанная конструкция баиенного водосброса о двухъярусной отводящей трубой и гашением избыточной кинетической эиергн : в нижнем бьефе путам соударения струй в вертикельной плоскости;

- результаты исследований гидравлических режимов в сооругении к отводящем канале иириной по дну,равной ширине трубы;

- схема маневрирования затворами;

- соотношение высот верхнего входного отверстия в башню и верхней трубы, а также верхней и донной труб;

- влияние конатрукций гасительного устройства на пропуокнув способность сооружения;

- результаты исследований структуры потока в придонной области отводящего канала при робот» сооружений о двух- и одноярусной трубами и различными типами гасителей;

- области рационального применения гашения избыточной кинетической энергии за двухъярусной трубой путем соударения струй в вертикальной плоскости и другими устройствами;

- методика и зависимости по определенна пропускной способности сооружения при раздельной и совместной работе донной и верхней труб;

- результаты оравнения пропускной способности и структур« придонных скоростей в отводящем канале для сооружения о двух- и одноярусными отводящими трубами и области возможного применения таких сооружений;

- принципы проектирования и рекомендации по расчету пропускной опоссбности башенного водосброса о двухъярусной трубой.

Научная новизна. Разработана конструкция баиенного водосброса о двухъярусной трубоя и гаиением избыточной -г.инегичеокой энергии потока в нижнем бьофе соударением струя в

вертикальной плоскости и другими устройствами. На основании лабораторных исследований установлены: схема маневрирования затворами у иходь в башш; соотношений выоот верхнего входного отверстия в бакнв и верхней труби, а также высот верхней и донной труб; влияние конструкций гасительного устройства на пропускную способность сооружения с двухъярусной трубой и отруктуру потока в отводящем ¡санале; области применения гаиения избыточной энергии соударением струй в вертикальной плоскости за двухъярусной трубой башенного водосброса и другими конструкциями гасительного устройства; зависимости по определению пропускной способности сооружения при раздельной и совместной работе донной и верхней труб и различном характере истечения потока; принципы проектирования и рекомендации по расчету пропускной способности баиенного водосброса а двухъярусной отводящей трубой и гасительным устройством за ней.

Практическая ценность. Предложенную конструкцию и методику гидравлического расчета башенного водосброса с двухъярусной отводящей трубой и гасительным устройством в никнем бьефе рекомендуется использовать при проектировании и эксплуатации иизконапорных гидроузлов.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Белорусокой государственной политехнической академии ( Белорусского политехнического института ) г. Минска в 1990 - 9Ц гг. и на Еаоедаииях кафедры гидротехнического и энергетического строительства.

Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, рекомендаций по конструированию и расчету пропускной способности башенного водосброса с двухъярусной отводящей трубой и гасительным устройством, основных выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Содержание работы изложено на 170 страницах, включая 45 рисунков и I таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОГН

Во введении рассмотрены цель и задачи исследований, о^ормулироьаны основные Положения,выносимые на защиту.

4

Б первой главе приводятся основные требования, предъявляемые к водосбросам малых водоемов» который могут использовался для интенсивного и экстенсивного рыборазведения» отдыха, водоснабжения отраслей сельского хозяйства и промгаленнооти к др. Каждая из этих отраслей предъявляет свои требования по температурному и гидрохимическому режимам воды и др. Иоотоку р.одосброо по возмонности должен наиболее полно удовлетворять требованиях потребителя и иметь простую конструкции, бить деиоэин и удобным у. экспауатации. Исходя из этого выполнен анализ конструкций водосбросов и показано, что наиболее полно удовлетворяют требованиям потребителей бапеннно водосбросы комбинированного действия« Они позволяв? автоматически сбрасывать излишки водн путем перелива через зерх бапни, а для пропуска паводковых расходов поднимаются затворы и поток пропускается через доимые отверстия. Ото позволяет существенно умекыаить габариты сооружения.

Затеи рассмотрены пришиты и способа гоимняя кинетической энергии за водосбросом,и показано, что одним из эффективных является способ, использупЕзий соударение струй,направленных под углом друг к другу, при котором происходит быстрое затухание пульсаций скоростей после гасителя, отсутствие сбойкости потока и др. Анализ конструкций гасителей избыточной энергии за водосбросом показал, что аффективными являются зодобойнш? колодец и гаоители, исполь» зувщие эффект соударения струй. Однако применение способа соударения струй ограничивается в низконапорных водосбросах ояокностьк разделения потока яа части, поэтому в открытых водосбросах используется ооударение струй в горизонтальной плоскости. Конструкций низконапорных трубчатых водосбрэооз при русловой компоновке о таким гасителем в нижнем бьефа не имеется.

Исходя из проведенного анализа сформулированы фактор ыа которые положены в основу при разработке новой конструкции башенного водосброса, и предложено выполнять отводящую трубу бешенного водосброса двухъярусной, а. соударение струй выполнять за водосбросом, чтобы избежать значительна гидродинвиичвеких нагрузок ни оберну? конструкции его»

Конструкция рекомендуемого Зеленного ?одосброса ( рис*, 1а ) состоит из башни (I), водолроводпей двухъярусной' трубы (2), уложенной в основании грунтовой плотины (3)» водобойного колодца {'»},

у

Рис.1. Башенный водосброс о двухъярусной трубой и соударением потоков в вертикальной плоскости: а) с поперечными балками над водобойным колодцем;

б) с прорезной стенкой переменной высоты к* выходе'из водобойного 1

являющегося продолжением денной труби и перекрываемого сверху решетками, направляющими поток, выходящий из донной трубы, навстречу потоку, выходящему из верхней трубы, а также подводящего (5) м отводящвго (б) каналов. Башня прямоугольной форма о плане имеет з верховой стенке донное и верхнее отверстия, перекрываемые затворами (7). Верх баани устанавливается на отметке НПУ .водоема или ниже, но в последнем случае до отметки НПУ устанавливаются Пандоры. Поперечные размеры донных отверстий баани, труби н водобойного колодца оовпадапт, низ их расположен на отметке дпа подводящего канала. Отметки дна верхней трубы ( разделительная отенка --- низ верхней и потолок донной трубы ) и огводявего канала совпадают, Отводящий канал начинается от выхода из верхней трубы, но вначале дкон его является водобой«ай колодец. Ширина кекала по дну принята равной ширине труб в овету, что в литературе встречается редко.

После описания сооружения сформулированы задачи гидравлических исследований башенного водосброса о двухъярусной трубой, которые изложены вше.

Во второй главе приведена методика гидравлических исследований и дено описание экспериментальной установки.

В методику исследований положен хорошо разработанный и проверенный на практике метод физического моделирования, в основу которого положено воспроизведение в уменьшенном нвеятобя изучаемых явлений и обеспечение их подобия а натуре и на модели. Модель била выполнена в масштабе 1:20 н.в. Водосброс изготовлен из органического стекла: ширина груб в свету 10 см; высота донной труби 5 см; высота верхней - 5; 7,5 и 10 см; выоста баини - 'О см; каналы и грунтовая плотина - из хорошо пригнанных и остроганных досок,по-крапенных эмалевой краской. Исследования проводились в интервале соотношения N высот верхней Из к донной Ьд труб V = 0,8...2 ; глубин в верхнем бьефе НА = (5...0)Ьд ; в отводящем калало-5ЬА< И ив > Ьд . Измерение осреднепных скоростей потока велось гидрометрической цифровой модернизированной микровертушкой конструкции ЦНИИКиВР г, Кинока, позволяющей с помощью регистрационного устройства определять значение скорости в точке. Уровни воды измерялись с помощью игл.

Модель установлено в гидравлическом лотке пириной I м лабора-

7

тории кафедра гидротехнического и энергетического строительства Белорусской государственной политехнической академии ( БГПА ) г. Минска.

В третьей главе сначала приводится схема работы башенного водосброса с двухъярусной трубой. При этом отмечается, что работа автоматического водослива изучена достаточно подробно к дастся ссылки на литературу, воспользовавшись которой можно рассчитать и зе^роектировать оголовок башни без дополнительных исследований. Воя дальнейшая работа посвящена изучению пропуска раоходов через сооружение с двухъярусной трубой, гашению избыточной энергии в нижнем бьефе и структуре потока в отводящем канале.

При выборе охемы маневрирования затворами проанализирован характер обтекания кх потоком при различных положениях и рекомендовано низовой уплотнявший бруо выполнять прямоугольной формы, истечение потока из-под которого приближается к схеме "истечения из-под икта". »Маневрирование затворами, исходя из нииболее благоприятных условий протекания потока, рекомендуется по схеме, когда сначала поднимается нижний затвор и полностью открывает донное отверстие, а затем он совмещается с верхним затвором и оба поднимаются вверх. При этом отмечается, что высота верхнего отверстия в баине должна быть такой, чтобы поток, вытекая из него,не ударялся в низовую стенку башни, а входил бы в верхнюю трубу с минимальным зазором у потолка ее при незатопленном истечении.

Исходя из этого условия установлено соотношение высот входного отверстия в башне и верхней трубы и рекомендовано назначать длину (Зашни не менее 1,5 высот входного отверстия а , а высоту верхней трубы Ье - равной 0,61 высоты его. При этом приведено сравнение отметок свободной поверхности потока при истечении через верхнее отверстие при раздельной и совместной работе труб и показано, что при совместной работе труб кривая свободной поверхности потока нижа, чем при раздельной работе.

.Далее приводится анализ работы рекомендуемого гасительного устройства с соударением струй и критериев, используемых для оценки эффективности гашения энергии.

Та* как в конструкции водосброса используется водобойный колодец, то предварительно определялись влияние его длины С без поперечных балок ) на пропускную способность донной трубы и структуру

скоростей в отводящей канале при изолированной ее работе. Опытами установлено, что длина колодца, равная 5 высотам донной трубы, практически не влияет на пропускную способность сооружения, а выравнивание скоростей потока по поперечному сечению отводящего канала происходит на том же расстоянии, что и при больших длинах колодца. Влияния длины колодца на пропускную способность верхней трубы не установлено.

При совместной работе труб влияние длины колодца такоо же- , как и при раздельной работе донной трубы. Поэтому длина водобойного колодца,равная 5 высотам донной трубы,рзкомендована для дальнейших /сслздований сооружения.

При исследовании влияния поперечных балок над водобойным колодцем на пропускную способность установлено, что она зависит от схемы расположения балок и значительно уменьиаеточ как при раздельной, так и при совместной работе труб, по сравнению с работой колодца без балок. При этом эффект выравнивания скоростей по оече-нию отводящего канала оказывается лучшим при меньшем количестве балок и при соотношении высот верхней и донкой труб менее I. Поэтому для других больших соотношений высот труб было решено исследовать другие дополнительные устройства к водобойному колодцу *змененяе уклона дна колодца, стенки сплошные и прорезные постоянной и переменной высоты, установленные на дне и откосах отводящего канала, на выходе из водобойного колодца и на разном расстоянии от него и др.

Наиболее приемлемым из всех исследованных устройств, исходя из длины выравнивания придонных скоростей по поперечному сечению отводящего канала и отсутствия влияния не пропускную способность сооружения, оказалась, в исследованном диапазоне высот труб, прорезная стенка переменной высоты, установленная на выходе из водобойного колодца ( рис.16 ).

Сравнение гидравлических условий работы башенных водосбросов с одно- и двухъярусной трубами проводилось при одинаковых конструкциях башни и гасительного устройства в нианен бьефе и только велась корректировка высоты входного отверстия в башне для обеспечения одинаковых условий заполнения трубы. Анализ эпюр придонных скоростей в отводящем канале показал, что при условном ( для одноярусной трубы высота "донной трубы" условно равна глубине

водобойного колодца ) соотношении высот верхней и донной труб, равном и меньшем1.2?аля одноярусной трубы длина выравнивания скоростей в отводящем канале будет меньше, чем для двухъярусной. При условном соотношении высот труб более 1,2 при работе одноярусной трубы возникают сбойные течения в канале, увеличивается длина выравнивания скоростей по поперечному сечению канала и значения максимальных придонных скоростей становятся больше^ ( доходят до 200% чем при двухъярусной трубе. Поэтому двухъярусную трубу рекомендуется применять в интервале соотношений высот труб от 1,2 до 2,0 ( рис.2 ).

Вчетвертой главе приводятся данные исследований пропускной способности башенного водосброса с двухъярусной отводящей трубой и рекомендуемым гасительным устройством в виде водобойного колодца с прорезной стенкой переменной высоты.

Анализ исследований по совместной работе двухъярусных отверстий в сооружениях со значительной толщиной разделительной стенки показал, что единого мнения о гидравлике таких сооружений нет, но практически все авторы сходятся во мнении, что пропускную способность сооружения при совместной работе следует определять как сумку расходов нижней и верхней труб при раздельной работе их. Так; . как суммарный расход не всегда равен расходу при совместной работе труб, то рекомендуется вводить поправочный коэффициент, о величине которого нет единого мнения. Поэтому дополнительно потребовалось изучить гидравлику водопропускных труб при раздельной их работе .

Анализ схем работы бавенного водосброса о рекомендуемой схемой каневрирования глубинными затворами показал, что работа входных отверстий башни аналогична схема истечения "из-под щита" или работе "дорожных" водопропускных труб. Поэтому для этих схем проведен анализ исследований по определению пропускной способности отверстий, коэффициента расхода и величины действующего напора. При расчете башенного водооброса рекомендовано, походя из условий удобства роботы эксплуатационников, определять действующий напор как разность уровней воды в верхнем бьефе и отводящем канале.

Пропускную способность донной трубы (Зд при раздельной работе рекомендуется определять по формуле

15 20 23 30 35 «О Зй

Рис.2. К.определение соотношения высот одноярусной - Ьт (I) и двухъярусной - (2) труб а завиоимооти а? длины выравнивания I- чаконнвльнш; прщонннх свороо-тей Утя* со средней скороотьо Усе в иопвречнон оечв-нии отводящего канала

где, JUa - коэффициент расходе* донной трубы при раздельной работе;

А^б-Ьд - площадь поперечного сечения донной трубы;

б - ширина трубы}

Ь^ - выоота донной трубы;

Нд - глубина воды в верхнем бьефе до дна донной труби;

'пиб- глубина воды в отводяием канале;

cL - глубина водобойного колодца.

В принятой зависимости значения всех параметров, кроме коэффициента расхода, определяются легко. Но данным проведенных исследований коэффициент расхода с небольшой погрешностьо мохно принять постоянным и равным JL% • 0,78 для всех перепадов уровней, кроме Ид-(Ыь+о.) fe 2,1» , когда значение определяется по графику. Так как пропускная способность труб зависит от характера истечение, то для установления характера истечения потока из донной трубы проведен анализ кривых пропускной способности и показано, что донная труба воегда работает при затопленном истечении.

Пропускную способность верхней труби Q ъ при раздельной работе рекомендуется определять по зависимости

IthJZf (Нь-h«i),

гд® jit - коэффициент расхода верхней грубы при раздельной работе;

¿Ое> * 6ч - площадь поперечного сечения верхнего отверстия-.

О, - высота входного отверстия в банне;

Н& - глубина воды в водоеме до дна верхней трубы.

На основании данных исследований получено практически постоянное значение коэффициента расхода,независимое от степени затопления истечения и равное Ji.% = 0,67. Это подтверждает данные иссле-

дований других авторов о постоянатвэ коэффициентов расхода при истечении из аналогичных отверстий, но о другой отепеньи сжатия потока на входе.

При анализе опытных кривых пропускной способности верхний трубы при раздельной работе установлено, что труба работает при нээатопленноы и затопленном истечениях.Для определения характера истечения из верхней трубы при раздельной работе по опытным даннш глубин потока в отводящей канале, соответствущн» переходу от неза-»опленного к затопленному истечению,построена кривая ше и нияе которой располагаются сбласти того и другого истечений. При нанесении на график отношения указанных величин точка попадает а Область,соответствующую характеру («течения. При затопленном истечении из грубы, величина Иив определяется как разность отметок уровней воды в канале и дна его. При иезатопленнон истечении веди-чину Ьнв , используя методику,предложенную проф. Н,П. Розановым, следует заменить условной определяющей глубиной Нопр» которая определяется из графика бе ^ , гда на оои На продол-

кениеи прямолинейной зависимости отсекается отрезок^равный Ьопр, Величина Ьолр связана с высотой входного отверстия а, и равна

Нопр « 4-ой . Значение коэффициента 4 1 по данным других исследователе^ имеет постоянное значение для сооружения и изменяется в пределах 0,86...1,0 . Проведенные автором исследования подтвердили постоянство значения коэффициента 4 , который для исследованного сооружения получен равным £ <= 0,80. Меньшее значение коэффициента ч можно объяснить более полним сжатием потока на входе з отверстие при раздельной работе трубы.

Сравнение суммарной пропуокной споообнооти труб при раздельной и совместной их работе показало, что они не равновелики и тра-буется вводить поправочный коэффициент К .

Пропуокнув способность баазнного водооброса о двухъярусной трубой при совместной работе труб йс. рекомендуется определять по зависимости

Значение коэффициента К по данным опытов в диапазоне исследования при открытии отверстий на рекомендуемую величину можно принять постоянным и равны« К е 1,06 независимо от перепада

уровней ( рио.З ).

Проведанное сравнение значений пропускной способности ооору-жения, вычисленных по формуле и полученных в Ьпытвх,показало, что разброс точек находится в пределах что соответствуй? точности проведения опытов, и поэтому можно оказать, что принятая методика {¡асМета отражает результаты опытов ( рис,4! ),

Учитывая, что толщина разделительной етенки в 5...ГО раз Неньео высоты водопроводящих труб, было реяеяо определить коэффициент раохода сооружения кок одной системы при совместной работе *руб. Из анализа кривых пропускной способности вооружения при разцых- гДубцнах в бьефах установлено, что трубы работают при МеаатшионноЫ и затопленном режимах истечения. Определение характера ис*ечеиия4 коэффициента расхода и глубин ь нижнем бьефе велось по той же методика, что и для верхней трубы.

КовффйцивМ расхода для нззатопленкого истечения по данным оПктов Получился постоянным и равным ^с " 0,65.

Зависимость коэффициента расхода системы при затопленной истечении повторяет очертание аналогичной кривой при раздельной работе донкой трубы, сдноко значений ^е. » 0,72,при—Ч^Г" > 2,4 и при мёньием Отношении ^ изменяющиеся по криволинейной зависимости, близки к среднему значению коэффициентов расхода донной и верхней труб без введения коэффициента К .

Таким образом, пропускную способность баяенвого водосброса с двухъярусной трубой и тонкой разделительной стенкой при совместной работе труб можно определять через единый коэффициент расхода. Однако при эксплуатации сооружения возможна раздельная работа донной трубы, поэтому следует считать целесообразным определять про-пуокную способность его по методике с раздельной работой труб.

В конце главы приводятся рекомендации по конструированию и раочету яропускноп способности башенного водосброоа о двухъярусной трубой,и в приложении даются примера расчета.

ОБЩЕ ВУВОДН

I, Несмотря на широкое распространение низконапорных трубчатых водосбросов, конструкции, методы расчета и условия работы их разработаны и изучены недостаточно. Анализ конструктивных особенностей и работы таких йодосбросов позволил выявить наиболее пер-

2Р

1,2 0,6 0,4

—I—

Нет

11

1

ф № Рио.З

24 20 46 12 в 4

1 а", А/С / /

/

/ г

/

/

И г

/ Л. Ос., Ф

Рио.4

1,0 С Д ) N ■ 1,5 ( а )

2.0 ( о )

Рио.З. Зависимость коэффициента К от ооотновення статического напора Нет и высот входного отверстия в баанв а я денной Тр/бы

Рис,4. Сравнение опытных значений пропуокной спооебноста пря совместной работе труб и раосчитанных по формуле

О

опективную конструкцию в виде баиенного водосброса комбинированного действия, позволяющего сбрасывать иэлиики аоды путем автоматик ческого слива поверх бапии, а пропуск павпдковкх расходов осуществлять чзрез конное отверстие при поднятых затворах,

2. Разработана конструкция башенного водосброса с двухъярусной трубой, позволяющая осуществляти гагаэяие энергии в водобойном колодце с поперечными балками соударением потоков в вертикальной плоскости.

3. Несмотря на наличие многих работ по гидравлике трубчатых сооружений»' однако, отсутствует метода расчета и проектирования башенных водосбросов с двухъярусной трубой и водобойным колодцем, совпадающим с отводящим каналом, начинающимся от выхода иэ трубы с шириной по дну, равной ширина труб в свету.

Исследования башенного водосброса с двухъярусной трубой позволили выявить гидравлические режимы в сооружении и в нижнем бьефе при различных схемах маневрирования глубинными затворами, а также конструктивные особенности, влияющие на работу его; рекомендована схема работы сооружения, когда поднимается сначала, нижний, а затем и верхний затвор,

5. Установлена форма прямоугольного очертания низового ребра затворов с безвакуумным обтеканием и экспериментально установлено соотновение высот верхнего входного отверстия в бавне а, и верхней трубы С Ьв = 0,61а ) при длине баыни не менее 1,5 а •

6. Экспериментально установлено влияние длины водобойного колодца на пропускную способность донной и верхней труб при раздельной и совместной работе их,и реломелдоэана длина водобойного колодца, равная 5 Ьд , при которой сооружение обладает максимальной пропускной способностью с наиболее выровненной структурой прз-донных скоростей в отводящем канале.

7. Установлены области применения поперечных балок над водобойным колодцем ( М =ё I ) и влияние кх,.а такке других дополнительных устройств к нзму.на пропускную способность с.оовужения и структуру придонных скоростей в отводящем канале.

8. Дополнительное гасительное устройство к водобойному колодцу рекомендовано в виде прорезной стенки переменной высоты, позво-

ляющее обеспечить максимальную пропускную способность сооружения н меньшую длину выравнивания скороотей по поперечному сечению отводящего канала.

9. Проведено сравнение пропускной способности и структуры придонных скоростей в отводящем канале для сооружений с двух- и одноярусной трубами, установлено соотношение высот верхней и донной труб ( М ), при котором можно устраивать сооруденме о двухъярусной ( N > 1,2 ) .или одноярусной ( 1,2 ) трубами и показана структура придонных скоростей » отводящем ханале при работе таких сооружений.

10. Проанализированы зависимости джя определения пропускной способности двух- и однояруоных трубчатых сооружений м рекомендованы формулы для определения пропускной способности доннся м верхней труб при раздельной и совместной их работе.

11. Установлен характер истечения потока из вооружения при раздельной и совместной роботе труб, определены коэффициенты расхода донной и верхней труб при раздельной работе и коэффициент, вводимый в зависимость для расчета пропускной способности при совместной их работе ( К с 1,06 ), проведено оравненме достоверности результатов раочета и экспериментальных данных, а также определен коэффициент расхода сооружения как одной системы, но рекомендовано определять пропускную способность сооружения по методика с раздельной работой зерхней и донной труб.

12. Даны рекомендации по конструировании и гидравлическому раочету башенного водосбросе,и приведены примеры расчета.

По материалам диссертации опубликованы работы:

1. Башенный водосброс о двухъярусной трубой для малых водоемов //Мелиорация и водное хозяйство.-М.,1591,#1и.-С.32-33.

( Соавтор Н.М.Кунцевич: ).

2. Совершенствование конструкций низконапорных водосбросов. //Материалы -47—оП неучно-техническоИ конференции. 4.2 "Строительство и архитектура",БГ11А,-Мн.,1У92.-С,9. ( Соавторы Н.В.Синицын, П.К.Богославчик, Н.М.Кунцевнч ).

3. Нияконапорный бавеиный водооброо о двухъярусной трубой и его пропускная способность //Водное хозяйство и гидротехническое строительство,-Нн.,1993.-Вып,20,~С.29-37. ( Соавтор Н.М.Кунцевич ).

4. К выбору конструкции сопрягаввого бьефы сооружения ( в печати ; соавторы Н.М.Кукцевнч, Н.Щрестха ).