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 hHнб - 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.

 

27. Методика проведения модельных лабораторных исследований с использованием гидравлического лотка.

 

Перед моделированием оценивают влияние 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 натурных модельных условий-число Фруда, F_r.Основные условия моделирования в этом случае-выполнение условий: F_r =i *dem и Re_м> Re_гр, гдеRe_м и Re_гр -соответственно число Рейнольдса д/моделирования и граничное ее значение.Первая часть условия означает. Что число Фруда на модели и в натуре д/б равными, вторая-наступление автомодельности рассматриваемых явлений по числу Рейнольдса(автомодельность-э.отсутсвие существенного влияния того или иного фактора на процесс независимо т масштаба модели).

Основной лабораторной установкой, глее моделируют гидравлические условия движения потока ч/з различные сооружения явл-ся гидравлический лоток.Он представляет собой стенд с циркуляционной системой питания.Перед проведением исследований заполняют водой прямоугольный резервуар размерами 4, 5*2, 5*2 м.С помощью центробежного насоса вода подается в мерный бак минуя задвижку и успокоительные устройства.В мерном баке установлен шпеценмасштаб, служащий д/измерения уровней воды в баке и определения напора на водосливе.За треугольном водосливом с углом 30° поток сбрасывается в резервуар ВБ сооружения, который снабжен распределительными решетками.Далее вода сбрасывается в канал прямоугольного поперечного сечения 0, 8*0, 8 м длиною 6м с прозрачными боковыми стенками.В конце канала установлен шпеценмасштаб, с помощью которого измеряют уровни воды в НБ и жалюзи.Во время л/б занятий в лоток устанавливают испытуемые модели сопрягающих сооружений и приводят соответствующие модельные исследования гидравлических процессов.

Моделирование проводят по закону гравитационного подобия Фруда при масштабе 1: α _L, с учетом автомодельности рассматриваемых явлений по числу Рейнольдса(α _L –масштаб моделирования для линейных размеров). Для пересчета параметров потока с модели в натуру используют следующие зависимости: линейные размеры L_н = L_м * α _L; площади F_н = F_м * α _L²; скорости V _н = V _м* √ α _L ; расходы Q_н = Q_м *α _L^{2, 5} ; давления Р _н = Р_м *α _L, где индексы «н» и «м»- соответственно обозначают параметры натуры и модели.

При моделировании задаются граничные условия моделирования и при проведении работы воссоздаются гидр.режимы соответствующих граничных условий.Далее проверяют выполнение условия моделирования и вычиляют необходимые модельные параметры: расход, напор, давление, глубину и т.п., а затем путем расчета находят натурные величины.

Методика проведения модельных лабораторных исследований с использованием гидравлического лотка

Основной лабораторной установкой, где моделируют гидравлические условия движения потока через различные сооружения, является гидравлический лоток. Он представляет собой стенд с циркуляционной системой питания (рисунок.2.1). Перед проведением исследований заполняют водой прямоугольный резервуар 1 размерами 4, 5 х 2, 5 х 2, 0 м. С помощью центробежного насоса 2 вода подается в мерный бак 3 минуя задвижку 4 и успокоительные устройства 5. В мерном баке установлен шпиценмасштаб 6, служащий для измерения уровней воды в баке и определения напора на водосливе 7. За треугольным водосливом с углом 90°. поток сбрасывается в резервуар верхнего бьефа сооружения 8, который снабжен распределительными решетками 9. Далее вода сбрасывается в канал 10 прямоугольного поперечного сечения 0.8 х 0, 8 м длиной 6, 0 м с прозрачными боковыми стенками. В конце канала установлены шпиценмасштаб 11, с помощью которого измеряют уровни воды в нижнем бьефе, и жалюзи 12. Из канала вода через сбросной тракт, состоящий из сбросного бака 13 и отводной трубы 14, поступает снова в прямоугольный резервуар 1.

Во время лабораторных занятий в лоток устанавливают испытуемые модели сопрягающих сооружений и приводят соответствующие модельные исследования гидравлических процессов.

 

⇐ Предыдущая3456789101112

Поделиться: