Сооружения с переливными стенками
Водовыпускные сооружения с переливными стенками
Сооружение этого типа наиболее простое по конструкции и надежно в эксплуатации (см. рис. 8.6). Принцип работы сооружения следующий. Вода из диффузора напорного трубопровода поступает вначале в резервуар, изолированный от бассейна водовыпуска вертикальными стенками, гребень (верхняя кромка) которых горизонтален и превышает максимальный уровень воды в водоприемнике обычно не более чем на 0,1 м. Далее вода из резервуара поступает в бассейн водовыпускного сооружения, переливаясь через гребень стенок, являющихся неподтопленным водосливом с тонкой стенкой. В резервуаре устанавливается определенный уровень воды, а на гребне водослива создается напор Н^, необходимый для пропуска расхода, проходящего по трубопроводу. Чем больше длина гребня водослива Lи его коэффициент расхода т, тем меньше напор на водосливе Яф и, следовательно, эффективнее его работа. Форма резервуара в плане может быть любой — от круглой до полигональной. Наиболее простая и распространенная — прямоугольная с шириной DBbIX, где Z>BbIX — диаметр выходного отверстия напорного трубопровода. Разность отметок уровней воды в резервуаре и бассейне водовыпуска — дополнительная высота подъема насоса, что является основным недостатком водовыпуска.
Водовыпускное сооружение с переливными стенками следует применять при Д#<0,5м (АЯ-амплитуда колебаний уровней воды в водоприемнике). При этом длина гребня водослива должна быть такой, чтобы Н^ было в пределах 0,2…0,4 м, а удельный расход водослива дЬыл равен 0,2…0,9 м2/с Определить размеры водосливной стенки можно двумя способами.
Первый способ. Назначают толщину гребня водослива (в верхней части) Згр^О^Др; определяют коэффициент расхода водослива в первом приближении
где бтр — максимальный расход трубопровода, м3/с; g— ускорение свободного падения, #=9,81 м/с2.
При прямоугольной форме резервуара в плане с шириной
Врез= Ашх £Рез = (L- DBba)/2. Длину резервуара не следует делать менее 4Z>BbIX; в этом случае L> 9DBUX. При известной длине гребня водослива уточняют Ягр, для чего находят вначале удельный расход, м2/с,
Изложенным выше способом обычно рассчитывают водовыпус-ки при непродолжительной (3…4 тыс. ч в год) их работе.
Второй способ. Определяют длину водосливной грани на основании технико-экономических расчетов. Для правильно запроектированного сооружения длина резервуара Zpe3 должна соответствовать минимуму приведенных затрат. В этом случае оптимальная длина резервуара, м,
где р — плотность воды, т/м3; Т— продолжительность работы станции за сезон, ч; а — стоимость 1 кВт • ч электроэнергии, р.; й;Р.куб — среднекубический расход трубопровода, м3/с; Д, — коэффициент экономической эффективности, 2^ = 0,1…0,125; р — процент отчислений на амортизацию и ремонты; г|ну —КПД насосной установки, доли единиц; % — стоимость 1 м длины резервуара, в которую входит стоимость всех резервуаров-водосливов и стоимость бассейна водовыпуска в пределах резервуаров, p.; m— число ниток трубопроводов.
Определив Z,pe3, находят длину гребня водослива L= /,рез + DBUX, напор на гребне Н^ при пропуске среднекубического расхода Оср.куб; коэффициент расхода уточняют по формуле (8.17). Затем определяют Н^ при пропуске максимального и минимального расходов трубопровода.
Размеры и конструкция бассейна должны обеспечить:
с одной стороны, неподтопленное истечение через гребень водослива — при пропуске максимального расхода и при максимальном уровне воды в отводящем канале (это касается в первую очередь расстояния между соседними резервуарами);
с другой стороны, сопряжение струи, перелившейся через гребень, с потоком в отводящем канале, находящемся в спокойном состоянии, с помощью надвинутого гидравлического прыжка.
Для выполнения этих условий рекомендуют отметку дна бассейна водовыпускного сооружения принимать равной отметке дна отводящего канала, расстояние в свету между соседними резервуарами-водосливами — равным 2DBMX; в концевой части бассейна устраивать специальный гаситель (см. рис. 8.6), состоящий из одного ряда косых в плане зубьев и водобойной стенки.
Площадь выходного отверстия напорного трубопровода вычисляют по скоростям течения vBbIX = 1,5…2 м/с. Верхнюю кромку выходного отверстия напорного трубопровода заглубляют под минимальный уровень воды в резервуаре-водосливе на (4…5)vgbIX /2g, но не менее чем на 0,2 м. Дно бассейна водовыпускного сооружения с дном отводящего канала сопрягают переходным участком с углом конусности 35…40°. Боковые стенки бассейна и переходного участка обычно откосные. Бассейн и начальную часть отводящего канала защищают от размывов железобетонной облицовкой.
