Файл: Тезисы докладов координационного совещания по гидравлике гидротурбинных блоков, 20-23 мая 1964 г..pdf

сации имеет порядок 0,05Н и частоту, равную отмеченной выше. Наблюдается сдвиг фаз, который не совпадает со сдвигом фазы, вычисленной по времени нрохождения волны гидравлического удара.

7. При исследовании пульсации давления по полю универ­ сальной характеристики (для осевых колес по полю пропеллер­ ной характеристики) можно выделить зону, в которой пульсация отсутствует. На режимах малых нагрузок и низких напоров (малые значения п{ и Q/) пульсация достигает особенно высо­

ких значений.

8. Изменение высоты отсасывающей трубы мало влияет на ве­ личину пульсации давления, так же как и некоторые технологиче­ ские изменения в конструкции колес.

9. За исключением случаев, когда необходимо получить значе­ ние динамических усилий, возникающих в облицовке отсасываю­ щей трубы, изменения пульсации давления за рабочим колесом не могут быть использованы для расчетов нестационарных сил, и бо­ лее прогрессивным методом является изменение нестационарных усилий в элементах конструкции гидроагрегата.

Канд. техн. наук В. Б. Дульнгв (ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева)

ПОДБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ ОЧЕРТАНИЙ ГЛУБИННЫХ ВОДОПРИЕМНИКОВ ПРИПЛОТИННЫХ ГЗС

1.Водоприемник является важнейшей частью водоподводящего

ктурбине тракта, в пределах которой размещаются сороудержквающая решетка, рабочий и ремонтный затворы, воздушная шахта

идругие устройства, предназначенные для обеспечения надежной

работы турбины и блока ГЭС.

. Размеры и очертания водоприемника должны подбираться та­ кими, чтобы движение воды в пределах водоприемника и на пере­ ходном участке от него к напорному трубопроводу совершалось с минимальными потерями напора, без отрыва струй от стенок и без возникновения вихревых явлений, вызывающих вибрации соо­ ружения. До. сих пор указанный подбор делался эксперименталь­ ным путем при гидравлических исследованиях моделей гидротур­ бинных блоков ГЭС. Поэтому необходимо разработать метод опре­ деления основных размеров и очертаний водоприемников расчет­ ным путем.

2. Выбор основных размеров и очертаний глубинного водо­ приемника следует производить применительно к условиям, соответ­ ствующим наиболее длительной работе гидротурбинного блока при эксплуатации ГЭС. В большинстве случаев таковыми можно счи­ тать условия совместной работы всех смежных водоприемников по всему водозаборному фронту ГЭС при нормальном подпертом уровне воды в водохранилище.

30

3. Поперечные размеры оголовка водоприемника должны наз­ начаться такими, чтобы пбдходная скорость потока в сечении не­ посредственно перед сороудерживающей решеткой не превышала 1 м/сек. При этом следует стремиться к тому, чтобы поперечные размеры водоприемника в его выходном сечении были равны диа­ метру напорного трубопровода.

4.Для построения продольных профилей боковых, потолочной

идонной граней водоприемника могут быть использованы урав­ нения проф. Н. Е. Жуковского для предельной линии тока идеаль­ ной невесомой жидкости, вытекающей из торца бесконечно длин­ ного сосуда шириной А через щель, одна сторона которой совпа­ дает с прямолинейной линией тока, а другая наклонена к ней под

некоторым углом (3. Указанные уравнения имеют параметриче­ скую форму и для ряда частных значений угла 8 могут быть пред­ ставлены в развернутом виде, удобном для практического исполь­ зования.

Для возможности практического применения указанных формул необходимо знать положение прямолинейной (горизонтальной) линии тока в поступающем в водоприемник потоке.

5. При построении очертаний боковых стенок водоприемника следует полагать, что прямолинейная линия тока совпадает с го­ ризонтальной осью симметрии входного оголовка водоприемника, причем расчетная ширина А равна половине ширины блока ГЭС. Обе боковые стенки водоприемника располагаются симметрично относительно указанной оси и имеют одинаковые в плане продоль- \ ные профили. Начальная ордината такого профиля может быть, вычислена по формуле:

D

где а —половина ширины входного сечения водоприемника; D — диаметр напорного трубопровода;

s — коэффициент сжатия струи, находимый по графику е =-•

=/(АГ, Р);

,,а

К— —.— относительная ширина входного сечения водопри-

емника.

Другие точки продольного профиля боковой стенки найдутся путем вычислений по уравнениям предельной линии тока.

6. При построении продольных профилей потолка и днища во­ доприемника, местоположение прямолинейной линии тока можно определить путем построения сетки движения потока в вертикаль­ ной плоскости, например; с помощью прибора ЭГДА.

В том случае, когда напорная грань плотины вертикальна, по­ ложение прямолинеййой (горизонтальной) линии тока приближен­ но может быть установлено расчетным путем н.а основе учета глу-

31

бины воды Н перед водоприемником, высотного положения по­ рога водоприемника и высоты входного сечения водоприемника п.

После того, как положение прямолинейной линии тока найдено, ■с помощью упомянутых ранее формул могут быть вычислены координаты верхней и нижней предельных линий тока, которые и принимаются за очертания потолка и днища водоприемника.

7.В водоприемнике с выбранными указанным выше образом размерами и очертаниями следует разместить сороудерживающую решетку, пазы ремонтного и рабочего затворов, воздушную шахту. При этом необходимо стремиться придавать пазам такие формы, которые исключают образование больших водоворотных областей,

атакже предусматривать возможность закрытия пазов.

8.Окончательную отработку очертаний отдельных элементов водоприемника следует производить при гидравлических исследо­ ваниях на модели гидротурбинного блока, выполненной в доста-- точно крупном масштабе.

Канд. техн. наук А: М. Чистяков (ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева)

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОТУРБИННЫХ БЛОКОВ ПРИПЛОТИННЫХ ГЭС И СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭТИХ ИССЯЕДОВАНИИ С НАТУРНЫМИ

1. Экспериментальными лабораторными исследованиями гидро­ турбинных блоков пяти приплотинных ГЭС, проведенными во ВНИИГе А. М. Чистяковым, В. Б. Дульневым, А. Ф. Бурковым, Е. Д. Ларциным и А. И. Титенковым, определены следующие гид­ равлические потери в водоподводящем тракте в делом и в водо­ приемнике.

v — скорость в напорном трубопроводе;

D x — диаметр рабочего колеса модели турбины;

v — коэффициент кинематической вязкости при t° =12-5- 13°С.

32

сь

2. В первом приближении все пять моделей гидротурбинных блоков, указанных в таблице, являются однотипными. Вместе с тем полученные величины коэффициентов сопротивления, характеризую­ щих гидравлические потери, колеблются в значительных пределах, что, по-видимому, объясняется различным масштабом моделиро­ вания.

3. Одним из основных вопросов методики гидравлических ис­ следований гидротурбинных блоков приплотинных ГЭС является вопрос о масштабе моделирования при моделировании проточного тракта блока по Фруду.

Причем, „если явление в натуре относится к автомодельной области, то на модели также необходимо обеспечить условия, относящиеся к этой области; это значит, что число Re для мо­ дели должно превышать величину, соответствующую нижней границе квадратичной зоны Rerp1.

При этом граничное значение числа Рейнольдса должно быть равно

84R

у х К

где К — высота бугорков шероховатости;

R — гидравлический радиус напорного водовода;

X— коэффициент сопротивления по длине напорного водо­ вода, отнесенный к гидравлическому радиусу.

4.Для того чтобы оценить порядок значений коэффициентов сопротивлений водоподводящего тракта и его элементов типовых гидротурбинных блоков высоконапорных приплотинных ГЭС, в сентябре 1963 г. Гидропроектом при участии ВНИИГа были про­ ведены натурные исследования гидравлики водоподводящего тракта гидротурбинного блока Братской ГЭС (агрегат № 13).

Результаты этих исследований отражены в табл. 2.

5.На основании выполненных исследований и сопоставления результатов натурных испытаний с модельными установлено, что для обеспечения условий автомодельности и получения достаточ­ ной точности измеряемых величин линейный масштаб моделиро­ вания гидротурбинных блоков приплотинных ГЭС должен опре­

деляться с учетом допускаемой нижней границы числа Рейнольдса:.

Rerp > 2,2-105.

I

1 И. И. Леви, Моделирование гидравлических явлений, Госэнергоиздат, 1960

34

канд. техн. наук А. Ф. Бурков, инженер С. А. Тюкана (ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева)

СОПОСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛЬНЫХ И НАТУРНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТУРБИННОГО ПОДВОДА БРАТСКОЙ ГЭС

1.В сентябре—октябре 1963 г. группой ОГИ НИСа Гпдропроекта совместно с отделом турбин ЛО Гидропроекта, ЛМЗ имени XXII съезда КПСС и дирекцией Братской ГЭС были проведены на­ турные гидравлические исследования подводящего тракта 2-го и 13-го Гидроагрегатов Братской ГЭС.

2.Исследования проводились по программе комплексных испы­

таний гидроагрегатов (гидравлических,'гидромеханических и элек­

трических) .

3. В задачи исследований входило определение гидравлических потерь по элементам проточного тракта 2-го и 13-го гидроагрегатов при различных режимах работы их от минимума нагрузки до воз­ можного при существующем напоре (/У6р = 78 м ) . максимума.

Врезультате проведенных исследований были определены:

1)потери, напора на сороудерживаюгцих-решетках;

2)общие потери в водоприемнике;

3)суммарные потери напора на участке верхнего и нижнего колена турбинного трубопровода;

4)потери напора на прямом участке турбинного трубопровода;

5)расходы через агрегат (с помощью гидрометрических вер­ тушек, установленных в концепрямого участка турбинного тру­ бопровода).

4. В связи с трудностями закладки мерных створов наиболее

полно были проведены исследования 2-го гидроагрегата; на (3-ом гидроагрегате удалось замерить потери напора на сороудерживающей решетке и водоприемнике, а также оценить общие потери до входа в спираль.

5. Для всех исследованных в натурных условиях режимов ра­ боты гидрагрегата были сделаны гидравлические расчеты потерь по имеющимся справочным данным и проведено сопоставление опытных и расчетных данных.

С. По заданию дирекции строящейся Братской ЕЭС в 1956— 1957 годах были проведены в Гидротехнической лаборатории ВНИИГа им. Б. Е. Веденеева модельные исследования водоприем­ ника и водоподводящего турбинного тракта (масштаб— 1:50), необходимые для обоснования проекта блока Братской ГЭС.

7. Исследованию подлежали две схемы компоновки ГЭС: ГЭС. встроенная в тело плотины и пристроенная к плотине для двух вариантов расположения сороудерживающих решеток (фронталь­