Способ моделирования гидравлических явлений в уравнительных резервуарах гидроэлектростанций

 

Использование: моделирование гидравлических процессов в уравнительных резервуарах ГЭС при большой длине напорной деривации. Сущность изобретения: для повышения достоверности результатов при измененной геометрии модели н.чиорного водовода при моделировании обеспечивают равенство кинетической энергии массы воды, потерь напора и средней скорости течения воды в месте примыкания к опорному водоводу шахты уравнительного резервуара для моделируемого напорного водовода с измененной геометрией соответствующим параметрам геометрически подобного напорного водовода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 В 1/02, 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР тт„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ч

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4871775/15 (22) 16,07.90 (46) 30,10.92, Бюл. N. 40 (71) Ленин градский политехнический ин ститут им, M.È.Êàëèíèíà (72} А.Д,Гиргидов и А,Ф.Чернышев

{56) Чугаев P.P. Гидравлика, Л.. Энергоиздат, 1982, с.520-534.

Леви И.И. Моделирование гидравлических явлений. Л,: Энергия, 1967, с.90. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В.

УРАВНИТЕЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ

ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Изобретение относится к области гидротехники, а именно, к способам моделирования гидравлических процессов в уравнительных резервуарах ГЭ С, имеющих развитую систему водопроводящих трактов, Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытаний при ограниченных размерах лабораторного помещения.

Сущность изобретения состоит в том, что при моделировании уравнительного резервуара используется критерий подобия

Фруда, но. напорная часть деривации имеет измененную геометрию, т.к, создание геометрически подобной модели водопроводящих трактов при большой длине напорной деривации в гидравлических лабораториях возможно лишь при очень малом масштабе, что исключает автомодельность потоков в уравнительном резервуаре согласно критерию Рейнольдса, Для воспроизведения по„„ Ы„„1772293 А1 (57) Использование: моделирование гидравлических процессов в уравни ельных резервуарах ГЭС при большой длине напорной. деривации, Сущность изобретения: для повышения достоверности результатов при измененной геометрии модели напорного водовода при моделировании обеспечивают равенство кинетической энергии массы воды, потерь напора и средней скорости

- течения воды в месте примыкания к:.апорному водоводу шахты уравнительного резервуара для моделируемого напорного водовода с измененной геометрией соответствующим параметрам геометрически подобного напорного водовода, добного реальному нестационарного режима движения жидкости в уравнительном резервуаре при измеченной геометрии напорного водовода предложены следую- д щие принципы построения модели. кинетиЧЕСКаЯ ЭНЕРГИЯ .(Екб н) МаССЫ ВОДЫ В напорном водоводе модели должна быть равной Екин геометрически подобного напорного водовода; потери напора в напорном водоводе модели должны быть равны О потерям напора в геометрически подобном (д напорном водоводе; для сохранения граничных условий необходимо, чтобы средняя ) скорость в сечении напорного водоеода. где шахта уравнительного резервуара примыкает к напорному водоводу, равнялась скорости в геометрически подобном нюорном водоводе, Таким образом, существенным преимуществом является возможность адекватного воспроизведения гидравлических процессов в уравнительном резервуаре на моделях с измененной геометрией и;

1772293 следовательно, повышение достоверности результатов моделирования, Для реализации предложенного способа уравнительный резервуар моделируют геометрически подобным натурному, при моделировании используют критерий подобия Фруда, Напорный водовод моделируется геометрически измененным. Для воспроизведения подобного реальному нестационарного режима движения жидкости в уравнительном резервуаре при измененной геометрии напорного водовода решают совместно уравнения (1) и (2) относительно величин Оиг и V r.

Екин = 1/2 P OQrLgrVvr

2 где oar — площадь поперечного сечения напорного водовода с измененной геометрией;

L r — длина напорного водовода с измененной геометрией;

Vиг — скорость воды в напорном водоводе с измененной геометрией; р — плотность воды; 2 — () Для того, чтобы средняя скорость в сечении напорного водовода, где шахта уравнительного резервуара примыкает к напорному водоводу, равнялась скорости в геометрически подобном напорном водоводе устраивается местное расширение. Диаметр расширения равен иг Оиг

Орасш =

Vrn (3) .где Чгя — скорость в геометрически подобном напорном водоводе, Таким образом, существенным преимуществом является возможность, задаваясь длиной напорного водовода с измененной геометрией и находя соответствующие знагде h — потери напора в геометрически подобном напорном водоводе:

D r — диаметр напорного водовода с измененной геометрией;

Яиг — коэффициент гидравлического трения напорного водовода с измененной геометрией; ф — коэффициент местного сопротивления напорного водовода с измененной геометрией;

g — ускорение свободного падения. чения Dgr, 0р„ш и Чиг, адекватно воспроизводить на модели меньших размеров гидравлические процессы в уравни гельном резервуаре.

Формула изобретения

Способ моделирования гидравлических явлений в уравнительных резервуарах гид10 роэлектростанций, включающий определение геометрических размеров модели напорного водовода и шахты уравнительного резервуара, изготовление модели и проведение испытаний при обеспечении

15 автомодельности процесса по критерию

Рейнольдса и использовании критерия динамического подобия Фруда, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний при

20 ограниченных размерах лабораторного помещения, изменяют геометрические размеры модели напорного водовода и при моделировании обеспечивают равенство кинетической энергии потока воды, потерь

25. напора и средней скорости течения воды в месте примыкания к напорному водоводу уравнительного резервуара для модели напорного водовода с измененной геометрией соответствующим параметрам геометриче30 ски подобного напорного водовода путем определения измененных размеров модели по зависимостям кин

2Е

35 р V2 где а яг — площадь поперечного сечения напорного водовода с измененной геомет40

E«H — величина кинетической энергии в геометрически подобном напорном водоводе;

L r — длина напорного водовода с измененной геометрией;

Чиг — скорость течения воды в напорном водоводе с измененной геометриеи

p — плотность воды; чиг

50 М> = г йг — у

Vrn где вр — площадь поперечного r å÷åíèÿ напорного водовнда в месте примыкания к нему шахты уравнительного резервуара, при этом V r опредегяют по формуле

1772293

Составитель А,Чернышев

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор

Заказ 3821 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Произвбдственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина. 101 где п — потери напора в геометрически подобном напорном водоводе; (f — полный коэффициент сопротивления напорного водовода с измененной геометрией.