+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Лекція
К-сть сторінок:
18
Мова:
Українська
цьому способі регулятори 1 за сигналами давачів 2 підтримують сталими рівні води у нижніх б'єфах (рис. 13.7). Вільна поверхня потоку при максимальній витраті (лінія 3) і витраті (лінія 4) утворять граничний трикутник, що показує границі зміни рівнів уздовж б'єфа при витратах . Об’єм води, обмежений вільною поверхнею при витраті (лінія 5) і поверхнею при , являє собою резервний об’єм, який називають об’ємом регулювання. Цей об’єм витрачається відразу при збільшенні водозабору з б'єфа і поповнюється у випадку зменшення водоспоживання.
Рис. 13.7. Схема регулювання за нижнім б'єфом.
При збільшенні витрати (наприклад, водовипуском 6 на проти початкової витрати ) спочатку витрачається резервний об’єм, який знаходиться між лініями 3 і 5. Після його спрацювання рівень води в нижньому б'єфі починає знижуватись і, щоб не допустити зниження, регулятор відкриває перегороджуючу споруду. Це призводить до спрацювання резервного об’єму у вище розташованому б'єфі і відкриття потім попередньої споруди. У результаті послідовно відбувається перебудова усіх вище розташованих перегороджуючих споруд та головної споруди. У систему подається додаткова витрата , від джерела води.
При зниженні водоспоживання в якому-небудь б'єфі на спочатку послідовно поповнюються резервні об’єми, а потім починають послідовно прикриватися перегороджуючі споруди знизу вгору доти, поки в систему не надійде зменшена на витрата.
Отже, перебудова роботи перегороджуючих споруд при зміні витрати в якому-небудь б'єфі відбувається в напрямку, зворотному напрямкові руху потоку. Такий зв'язок між б'єфами називається зворотним гідравлічним зв'язком, котрий при витратах створює ланцюжок (каскад) послідовно розташованих резервних об’ємів. Тому регулювання за нижнім б'єфом називають також каскадним регулюванням.
Резервні об’єми досягають максимуму при витраті і цілком спрацьовуються при . Наповнення або спрацьовування резервних об’ємів відбувається протягом часу, необхідного для перебудови системи на новий режим роботи. Цей час прийнято називати часом регулювання. Він найбільший, якщо зміна витрати відбувається в найбільше віддаленому б'єфі.
При збільшенні витрати на у і-му б'єфі час регулювання
, /13.1/
де – сума резервних об’ємів вище розташованих б'єфів; – сумарний час перенастройки вище розташованих регуляторів.
При зменшенні витрати в і-му б'єфі (наприклад, на ) збільшена витрата протягом часу регулювання йде не на холостий скид як при регулюванні за верхнім б'єфом, а на поповнення резервних об’ємів і-го і всіх вище розташованих б'єфів. Ці об’єми дозволяють задовольняти споживачів водою за запитом, що є основною перевагою регулювання за нижнім б'єфом.
Водорозподілу регулюванням за нижнім б'єфом властиві наступні недоліки: у випадку дефіциту води у джерелі зрошення споживачі, розташовані у верхній частий каналу, можуть не одержати необхідної кількості води і навіть може відбутися спорожнення головної частини каналу; при витраті вільна поверхня води в б'єфах розташовується горизонтально, тому гребені бровок каналів і дамб повинні бути також горизонтальними в кожному б'єфі, що збільшує обсяг будівельних робіт і будівельну глибину каналу; у б'єфах необхідно мати автоматичні водоскидні споруди, щоб запобігти переповненню, яке може виникнути при аварії на головній споруді, заклиненні перегороджуючих споруд, а також при зливах.
Для забезпечення надійного водорозподілу за запитом бажано мати великі резервні об’єми в системі, що можна досягти за рахунок збільшення довжини б'єфів. Максимально припустиму довжину б'єфа визначають за формулою
, /13.2/
де і – рівні води на початку і кінці б'єфа; і – ухил каналу.
П. І. Коваленко запропонував визначати мінімальну довжину б'єфа, виходячи з резервного об’єму води в б'єфі , що забезпечує водою найбільше віддаленого миттєво підключеного споживача з витратою на час регулювання і-ro б'єфа. Цю умову можна записати у виді
, /13.3/
де – час від моменту підключення споживача до надходження витрати з вище розташованого б'єфа.
Розкривши умову /13.3/ з урахуванням зони нечутливості регулятора і його швидкодії, можна визначити мінімальну довжину б'єфа. Для полегшення цих розрахунків П. І. Коваленко, Л. М. Ільїна склали номограми для каналів з укосами і=1,5; 2,0; 2,5; 3,0. Користуючись ними, визначають ухил каналу, ширину його по дну, глибину при і витрату одночасно підключених споживачів.
Однак остаточний вибір б'єфа варто робити на основі техніко-економічних розрахунків з урахуванням витрат на будівництво каналу й автоматизованих перегороджуючих споруд з аварійними водоскидами. За даними досліджень багатьох організацій установлено, що водорозподіл регулюванням за нижнім б'єфом у відкритих каналах економічно виправдано при ухилах менше 0,0003. При ухилах, що перевищують це значення, доцільно використовувати закриті самотічнонапірні системи водорозподілу, що розглядаються в лекції 14.
Авоматизація водорозподілу регулювання за нижнім б'єфом з обмеженням рівнів верхнього б'єфі
Цей спосіб забезпечує стабілізацію рівнів води в нижніх б'єфах і автоматичне обмеження заданих максимальних і мінімальних рівнів у верхніх б'єфах перегороджуючих споруд.
В нормальних умовах регулювання здійснюється за нижнім б'єфом і резервний об’єм у б'єфі обмежений лініями 3 і 4 (рис. 13.8). У випадку надлишкового надходження води в б'єф ( ),
Рис. 13.8. Схема регулювання за нижнім б'єфом з обмеженням рівнів верхнього б'єфа.
що можливо в аварійних ситуаціях і при зливі, рівень води у верхньому б'єфі підвищується. Коли він