Разработка проекта водозаборного гидроузла деривационной ГЭС, страница 3

Расчетный напор в верхнем бьефе принимаем равным .

Длина консоли:

Высота расположения противовеса:

Вес затвора:

где  – эмпирический коэффициент ();

 – сила гидродинамического давления воды на затвор со стороны верхнего бьефа (влиянием скорости подхода чаще всего пренебрегают).

где  – плотность воды ();

 – превышение центра тяжести:

 - площадь полотна затвора:

;

.

Вес противовеса  определяется из уравнения моментов сил, действующих на подвижные части затвора относительно оси O.

где , ,  – плечи сил , ,  относительно оси вращающегося затвора.

;

;

.

Вес противовеса:

.

Суммарный расход, истекающий из-под нижнего полотнища и боковых пазух затвора:

где  – общий коэффициент истечения из-под затвора., определяется по эмпирической формуле:

где  – максимальное открытие затвора:

.

.

.

1.2.9  Гидравлический расчет стабилизатора расхода воды

Стабилизатор расхода воды предназначен для подачи воды в отводящий (деривационный) канал постоянного расхода при заданном открытии затвора стабилизатора не зависимо от колебания уровня воды в деривационном канале.

Рис. 5.Расчетная схема стабилизатора расхода воды.

Примем расчетный минимальный напор перед стабилизатором:

Величина максимального открытия затвора:

Расчетный максимальный расход:

.

.

Отметка порога водовыпуска принимается равной отметке дна водоприемника.

Ширина стабилизатора в свету, т.е. ширина отверстия водовыпуска определяется по формуле истечения из-под затвора при  и .

, где  – коэффициент истечения из отверстия (.

Количество секций стабилизатора при  принимается равным .

Высота короба ступени:

где .

.

Толщина коробчатой секции принимается .

Длина горизонтального козырька:

Радиус кривизны криволинейного козырька:

Угол наклона криволинейного козырька к горизонту .

2  Гидравлический расчет деривационного канала и отстойника

2.1  Определение размеров камер отстойника и их количества

Из опыта проектирования, соблюдая условия выпадения наименьших частиц наносов из верхнего слоя воды в отстойнике, примем, что скорость воды в отстойнике при отсутствии промыва .

Глубина воды в отстойнике  в рабочем режиме принимается большей, чем глубина мертвого объема :

Гидравлическая крупность  для частиц диаметром 0,25 мм принимается .

Перемещение частицы по длине камеры:

Длина камеры отстойника:

Для создания необходимой транспортирующей способности при промыве камеры рекомендуется принимать ширину при промыве камеры:

Определим число камер отстойника из выражения для расхода:

Из условий эксплуатации принимается .

2.2  Определение времени занесения наносами камера отстойника

Время заиления (занесения) отстойника:

где  – расход твердой фазы:

где  - мутность потока с учетом того, что в отстойнике оседают частицы с диаметром не менее 0,25 мм.

где  – максимальная мутность воды при паводке ();

 – процент содержания фракций диаметром более 0,25 мм ().

,

.

 – мертвый объем отстойника:

где .

.

Время заиления (занесения) отстойника:

.

2.3  Определение промывного расхода и времени промыва камеры отстойника

Из эксплуатационной практики известно, что интенсивный помыв наносов наблюдается при глубине наносов .

Скорость промыва насосами:

Удельный расход воды в камере в период промыва наносов:

Полный расход промыва:

Время промыва камеры отстойника:

где  – транспортный расход.

 – средняя мутность, определяется по эмпирической формуле Крупника.

где  – эмпирическая формула ();

 – средняя гидравлическая крупность взвешенных наносов;

 – гидравлический радиус промываемого потока;

.

Средняя гидравлическая крупность взвешенных наносов определяется в зависимости от гидравлической крупности каждой фракции наносов, диаметра частиц фракций [1].