Проектирование энергетического водозаборного гидроузла малой деривационной ГЭС на реке Горная (юг СНГ), страница 7

Высота зуба флютбета равна:

                                                      (2.20)

где ∆P – высота уступа от отметки порога речного пролета до уровня дна нижнего бьефа, ∆P=1,2…1,5м (принимаем 1,35м);

 - запас крепления, (принимаем 1,8).

tср – средняя глубина воронки размыва

                                                               (2.21)

Где tпр –проектная глубина воронки размыва. При горизонтальном водоскате tпр=1,2м.

λ – относительный удельный расход воды;

                                                                               (2.22)

где:                                                         (2.23)

Тогда  относительный удельный расход равен:

Соответственно  средняя глубина воронки размыва равна:

Высота зуба флютбета равна:

Длина крепления котлована  за вертикальным  зубом:

                                                       (2.24)

где:  L – проектная длина крепления ,для  горизонтального водоската

(принимаем 4,5);

Тогда:

Высота зуба на входе флютбета:

                                                            (2.25)

2.3 Расчет средств гидравлической  автоматизации процессов водозабора

2.3.1  Расчет авторегуляторов уровня верхнего бьефа

Затворы-автоматы уровня ВБ, устанавливаемые на речных пролетах водозаборных сооружений, предназначены для поддержания постоянного уровня воды, необходимого для обеспечения командования над отводом, а также для сброса воды в нижний бьеф.

В проекте будем рассчитывать гидравлический регулятор, использующий для своего перемещения энергию потока воды. Его принцип действия основан на уравновешивании моментов сил, действующих на подвижные части затвора. Наиболее надежным в эксплуатации, особенно при пропуске паводковых вод, содержащих большое количество плавника и наносов, является прислонный клапанный затвор.

Рассмотрим Г-образный клапанный затвор-автомат уровня верхнего бьефа. Этот гидроавтомат является авторегулятором прямого действия, т. е. не имеет передаточных звеньев, а воспринимает непосредственное воздействие со стороны объекта регулирования на исполнительный элемент. Конструктивно авторегулятор представляет собой плоский затвор, жестко соединенный с опорными, прикрепленными шарниром к стенкам сооружения со стороны ВБ. Сверху, к полотнищу затвора жестко прикреплен раскосами груз-противовес.

Авторегулятор работает следующим образом: при уровне воды в ВБ меньше расчетного  затвор под действием собственного веса  и веса противовеса  закрыт. Величина груза-противовеса подбирается таким образом, чтобы при достижении расчетного напора  момент от действия сдвигающей силы гидродинамического давления P относительно оси вращения был равен сумме моментов сил  и . Сила трения в шарнирах не учитывается, так и при закрытии затвора и сравнительно мала по величине. Как только уровень воды в ВБ превысит расчетную отметку, момент от силы P превышает сумму моментов сил  , затвор сдвигается вокруг оси и открывает доступ воды из ВБ в нижний.

Рисунок 2.5 - Расчетная схема Г-образного затвора

Последовательность  расчета Г- образного  затвора  следующая:

1)  Ширина полотнища затвора :

                                                       (2.26)

где:  Вр.п. – ширина речного пролета  между промежуточными бычками;

2)Расчетный напор  в верхнем бьефе  авторегулятора  Нр  принимается равным наполнению  в верхнем бьефе сооружения ,т.е.  Нр= h1%=2,95м.

3) Длина консоли:

                                                             (2.27)

высота расположения противовеса:

                                                             (2.28)

4) Вес затвора:         

  где: К3  - эмпирический коэффициент, Кз ≈0,3;

Р – сила гидродинамического давления  потока  на затвор  со стороны  ВБ, принимается  равной  силе гидростатического  давления  воды  глубиной Нр , так как  влияние  скоростного напора сравнительно небольшое.

                                                       (2.29)

                                                                                                   (2.30)