Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

ЖЕСТКИЙ УДАР

Если бы вода была несжимаемая, а стенки трубы были бы абсолютно жесткими, то при мгновенном закрытии затвора вся вода в трубе также мгновенно остановилась бы. Если затвор закрывается неполностью, то соответствующее изменение скорости течения воды произошло бы одновременно на всей длине трубы.


Будем считать трубу абсолютно жесткой и воду несжимаемой и пренебрежем потерями напора на трение и скоростным напором (2g). Рассмотрим горизонтальный трубопровод одинакового сечения f на всей его длине L (рис. 19-2). Ось х направим по оси трубопровода влево от затвора. При открытом затворе и установившемся движении воды давление на осы трубопровода было р0 = уН0 и скорость течения воды v0. За промежуток времени At затвор закрылся полностью или частично, и скорость воды на всей длине трубы изменилась на Av < 0. В сечении А — А давление в трубопроводе повысилось на Ар и стало р0 + Ар. В сечении В—В давление определяется уровнем воды в резервуаре и остается равным р0.


Применяя закон количества движения ко всей массе воды в трубопроводе, можно написать, что проекция на ось х приращения количества движения равна проекции на ту же ось импульса сил

Если скорость уменьшается, то Аи< 0, и давление в трубопроводе возрастает. Когда затвор открывается, то скорость увеличиваеся Av > 0, и давление понижается — происходит так называемый отрицательный удар.

Отсюда можно сделать вывод, что в трубопроводе постоянного сечения при жестком ударе повышение и понижение напора распределяются по длине трубопровода по линейному закону

Для определения наибольшего напора и внутреннего давления воды сброс нагрузки ГЭС рассматривают при НПУ. Повышение напора откладывается от гидростатического уровня (рис. 19-3).

Наименьший напор и внутреннее давление получатся, если при УМО производить включение нагрузки. При этом с некоторыми допущениями откладывают понижение напора от пьезометрической линии установившегося движения, построенной с учетом потерь напора А/гпох и скоростного напора аи2/ {2g).

В длинных трубопроводах высоконапорных деривационных ГЭС постоянное сечение сохраняется на участке трубе между анкерными опорами. В пределах анкерной опОрЫ Сечение плавно изменяется.

На рис. 19-4 для упрощения показан трубопровод со ступенчатым изменением диаметра. В пределах каждого участка сохраняется формула (19-5), которую целесообразно представить в виде


Линия распределения повышения напора и внутреннего давления по длине трубопровода получается вогнутой (рис. 19-4).

Формулами (19-4) и (19-5) можно пользоваться для напорных водоводов небольшой длины при больших, но конечных значениях Av/At или AQ/At.

Д.С.Щавелев, Гидроэнергетические установки (гидроэлектростанции, насосные станции и гидроаккумулирующие электростанции), Л., 1981

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики