Проектирование энергетического водозаборного гидроузла малой деривационной ГЭС на реке Горная (юг СНГ), страница 8

5) Вес противовеса определяется из уровня моментов сил, действующих на подвижные части затвора, относительно его вращения:

 , где                                                        (2.31)

,,- плечи сил Р, , , относительно оси вращения затвора, отложенные в масштабе.

Соответственно плечи равны:

                                                       (2.32)

                                                                 (2.33)

                                                             (2.34)

Отсюда находим искомое значение :

                                                          (2.35)

6) Суммарный расход истечения через пазухи и из-под полотнища затвора определяется по формуле:                                                 ,                                                 (2.45)

где - общий коэффициент расхода, вычисляется по эмпирической зависимости

                                                      (2.36)

Здесь а – открытие затвора, максимальная относительная величина которого        .                                                                                                                           (2.37)

Нр=2,95м, отсюда находим а=0,67Нр→0,67*2,95=1,97м;

в- ширина затвора  в свету , в = Вр.п.=6,7м;

Полученный следовательно запроектированный авторегулятор пропустит необходимый расход.

2.3.2  Гидравлический расчет стабилизатора расхода воды

Данное  устройство  предназначено  для подачи в отвод, в  нашем случае в деривацию, постоянного расхода воды Qдер (при данном открытии затвора а) независимо от колебаний  уровня воды в верхнем бьефе.

Принцип действия стабилизатора расхода данного типа основан на изменении коэффициента расхода истечения через подщитовое отверстие размером a*b, обратно пропорционально H^1/2. Стабилизатор работает следующим образом: при минимальном напоре H_min и менее перелив воды через переднюю стенку в секции короба отсутствует и истечение происходит как из-под обычного плоского затвора. Криволинейный оголовок обеспечивает максимальное значение коэффициента скорости f и расхода m, так как выполнен по форме траектории сжатой струи.

При повышении напора воды H перед стабилизатором начинается перелив через нижнюю стенку в первую секцию короба. Увеличение расхода истечения из-под затвора при этом не происходит, так как прямолинейный козырек направляет из первой секции короба перелившуюся часть потока навстречу основному потоку, создавая тем самым дополнительные гидравлические сопротивления.

При дальнейшем возрастании напора вплоть до H_max в работу последовательно включаются остальные две секции и стабилизация расхода продолжается как описано выше.

При возрастании напора  до Нмах  в работу последовательно включаются остальные две секции и стабилизация расхода продолжается исходя из зависимости:

                                                      (2.38)

т.к.

                                                      (2.39)

где - постоянная стабилизатора , определяется опытным путем и дается в паспорте стабилизатора.

При напоре, большем расчетного максимального Нмах, стабилизатор снова будет работать как плоский затвор, т.е. зоной стабилизации по напору  будет величина ∆Н.

Методика стабилизатора следующая:

1)Принимаем расчетный минимальный напор перед стабилизатором Нмин=0,8м;

2)Величина максимального открытия определяется по эмпирической зависимости:

                                                      (2.40)

т.е.

Далее определяем относительный напор  по эмпирической формуле:

и максимальный  расчетный напор перед стабилизатором:

                                                      (2.41)

Т.к. , то отметку порога водовыпуска в  деривацию  не поднимаем.

3)Ширина стабилизатора в свету

                                                      (2.42)

где: µ- коэффициент расхода истечения из-под криволинейного козырька, µ=0,9…0,95;

Т.к. вст ≥ 3 то  устанавливаем два стабилизатора шириной 2,25м с промежуточным бычком шириной 0,5м.

4)Количество ступеней стабилизатора принимаем n=4, т.к. вст ≥ Нмах.

5)Высота ступени короба