Су ағызғыш шахтадағы судың қозғалысы. Су ағынының аэрациясы және деаэрациясы

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 9
1. Гидротехникалық ғимараттардың қауіпсіздігін арттыру үшін су ағызғыш шахталардың жаңа құрылымдарын қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 10
1.1 Су ағызғыш шахталар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
1.2 Су ағызғыш шұңғымалардың жаңа конструктивті шешімдері ... ... ... ... .. 13
1.3 Су ағызғыш шахтаның жаңа құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 17
2. Гидротехникалық ғимараттардың қауіпсіздігіне әсер ететін процестерді математикалық модельдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
2.1 Шахтадағы вакуумды зоналарды есептеу әдістемесі және кавитациялық қауіпті жою ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25
2.2 Су ағызғыш шахтаның су алып кету туннелімен түйіндесу түйінін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
2.3 Турбуленттіліктің модификацияланған (К.Е) моделі арқылы тұйықталған Рейнольдс теңдеулерінің негізінде су ағызғыштағы турбулентті стационар ағыстың сандық есептеуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 32
2.4 Нәтижелерді бейнелеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 45
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 46
Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Бұл жұмыста гидротехникалық ғимараттарда (ГТҒ) автоматты түрде су ағызуға арналған су ағызғыш шахтадағы судың қозғалысы қарастырылады. Осы мәселені зерттеу барысында су ағызғыштардың су өткізгіштік қабілетін ұлғайту және шахтаға үлкен жылдамдықпен құлайтын су ағынының энергиясын тиімді бәсеңдету арқылы гидротехникалық ғимараттарда төтенше жағдайлардың туындау ықтималдығын азайту мақсатында су ағызғыш шахталардың қауіпсіздігін арттыруға бағытталады. Берілген жұмыста ГТҒ-да төтенше жағдайлардың болу мүмкіндігін су ағызғыштарды жетілдіру арқылы төмендету баяндалады.
Жұмыстың мақсаты – су ағызғыш шахтадағы судың қозғалысы кезінде кавитациялық қауіпті азайтуға мүмкіндік жасайтын жағдайлар тудыру, су ағызғыш шахтаның қауіпсіздігін арттыру жолдарын қарастыру. Шахтаға үлкен жылдамдықпен құлайтын су ағынының энергиясын бәсеңдету, арынсыз режимді қамтамасыз ете алатын су ағызғыш шұңғымалардың (воронки) тиімді конструктивті шешімдерін табу, су ағызғыш ғимараттар қауіпсіздігінің негізгі параметрі болып табылатын олардың су өткізгіштік қабілетін ұлғайту, аэрация және деаэрация процестерінің тиімді жүргізілуін қамтамасыз ету. Осы айтылған мәселелерді шеше отырып, су ағызғыш шахталардың қауіпсіздігін арттыру арқылы гидротехникалық ғимараттарда төтенше жағдайлардың туындау себептерін жою.
Жұмыстың маңыздылығы. Гидротехникалық ғимараттарда төтенше жағдайлардың туындауы көбінесе су ағызғыштардың су өткізгіштік қабілетінің төмендігімен және судың құлама ағыны энергиясының нәтижесіз бәсеңдеуі салдарынан болатын төменгі бьефтердің шайылуымен байланысты.
Қазіргі таңда ГТҒ-тар жоғары қысым жағдайында жұмыс істейді, сонымен қатар, өте үлкен көлемді алып тұр. Үлкен жылдамдықты су ағынының энергиясын бәсеңдету бойынша жүргізілетін шаралар жалпы су бөгетінің, шахта қабырғаларының және су алып кету туннелінің қауіпсіздігін қамтамасыз ете алады, оларды қираудан сақтайды. Осы мақсатта қолданылатын су ағызғыштар мен энергия бәсеңдеткіштерді су өткізгіштік қабілетті ұлғайту және судың кинетикалық энергиясын тиімді бәсеңдету үшін ары қарай жетілдіру талап етіледі.
Жоғарыда айтылған мәліметтерге сүйене отырып, су ағызғыштар мен энергия бәсеңдеткіштер құрылымын жетілдіру мәселесі төтенше жағдайлардың қауіптілігін төмендетуге байланысты маңызды әрі қоғамдық мәні бар проблема екендігі шығады.
1. Пред.патент 13055 KZ. Гаситель энергии водного потока /Кошумбаев М.Б.; опубл. 15.05.2003, Бюл. № 5. – 3с: ил.
2. Чугаев Р.Р. Гидравлика. Учебник для ВУЗов. – Л.: Энергоиздат, 1982. – 672 с.
3. Дж.Бэтчелор Введение в динамику жидкости. Москва. Мир, 1973.
4. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струйю – М. – Л.: Физматгиз, 1960. – 716 с.
5. Кошумбаев М.Б. Расчет камеры деаэрации шахтного водосброса Бестюбинского ирригационного гидроузла. Материалы тезисов Всесоюзного научно-технической конференции молодых ученых и специалистов.-Тбилиси,1989.188с.
6. Румшинский Л. Математическая обработка результатов
7. Кошумбаев М.Б. Математическое моделирование двухфазного потока в гидротехнических сооружениях. Вестник КазНТУ.-2006.
8. Самарский А.А. Теория разностных схем. Учебное пособие. – М.: Наука, 1983. – 616с.
9. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений. Справочное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 278с.
        
        Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
механика-математика факультеті
механика кафедрасының 4-курс студенті

Кафедра меңгерушісінің рұқсатымен
________________ Қалтаев А.Ж.
>________________2013ж.
Комаева Айдананың атты тақырып ... ... ... ... ... жұмыс жоспары
Өндірістік практиканың өту мерзімі: 11.02.13-25.05.13 (15 апта)

Жұмыстың мазмұны
Орындалу ... беру ... ... ... - ... ... ... проекттерімен және баспаларымен танысу, практика кезінде орындайтын жұмыс жоспарын құру
1-апта
11.02.13-18.02.13
Жоспар
2.
Тақырыпқа сәйкес патенттер мен әдебиеттерді жинақтап, оқып танысу:
* Пред.патент 13055 KZ. ... ... ... ... ... М.Б.; ... ... Бюл. № 5. - 3с: ил.
* Чугаев Р.Р. Гидравлика. Учебник для ВУЗов. - Л.: Энергоиздат, 1982. - 672 ... ... ... в ... ... ... Мир, 1973.
* Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. - М. - Л.: ... ... және ... ... ... ... ағынның схемасын және теңдеулер жүйесін құру.
3-4-апта
25.02.13-11.03.13
Есептің қойылымы
4.
Тәжірибелер жүргізу .
5-6-апта
11.03.13-25.03.13
Тәжірибе ... ... ... ... ... алу
6.
Алынған нәтижелердің графигін тұрғызу
8-апта
01.04.13-08.04.13
Есептеу нәтижелерін алу
7.
Мақала дайындау .
9-10-апта
08.04.13-22.04.13
Мақала жазу
8.
Алынған теңдеулердің сандық шешімін ... ... ... ... ... тұрғызу
12-апта
29.04.13-06.05.13
Есептеу нәтижелерін алу
10.
Алынған тәжірибелік деректерді барлығын жинақтап, қателігін анықтау, есептеу нәтижесімен салыстыру, талдау жасау.
13-апта
06.05.13-13.05.13
Қорытынды жасау.
11.
Өндірістік практика кезінде ... ... ... есеп ... ... ... мен өндірістік практика жөніндегі есепті теріп, электрондық түрін дайындау
12.
Кафедра ... есеп ... ... ... 21 ... ... Студенттер мен жас ғалымдардың атты халықаралық ... ... ... ... ... ... ... материалдарды жинақтау (интернет ресурстарын , реферативті журналдарды пайдалану, т.б. )
Әрдайым
Практика ... ... ... тізімі
15.
Күнделікті толтыру
әр апта сайын
Жетекшінің қолы
Ғылыми жетекшісі - ф.-м.ғ.к., доцент ______________________________ Туралина Д.Е. ... ... ... М.Б. ... ... ... шахтного водосброса Бестюбинского ирригационного гидроузла. Материалы тезисов Всесоюзного научно-технической конференции молодых ученых и ... Л. ... ... ... ... М.Б. ... моделирование двухфазного потока в гидротехнических сооружениях. Вестник КазНТУ.-2006.
Қосымша оқулықтар
* Самарский А.А. Теория разностных схем. Учебное пособие. - М.: ... 1983. - ... ... расчеты водосбросных гидротехнических сооружений. Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - ... ... ... екі ... отыз сеіз ... он сегіз суреттен, қорытындыдан және пайдаланылған әдебиеттерден тұрады.
Зерттеу объектісі: су ағызғыш шахтадағы судың қозғалысын және шахтадағы су ағынының аэрациясы мен ... ... ... су ағызғыш шахтадағы судың қозғалысын, шахтадағы су ағынының аэрация және ... ... ... және ... ... ... нәтижелерін тәжірибелік деректермен салыстырып, қорытынды жасау.
Түйінді сөздер: су ағызғыш шахта, шахта мен су алып кету туннелінің түйіндесу түйіні, шахта ... және ... су ... шұңғыма, кавитациялық қауіп, ауа бауы және ядросы, аэрация, деаэрация, гидравликалық секіріс, екі фазалы ағын.
Мазмұны
КІРІСПЕ .................................................................................................................. 9
1. ... ... ... арттыру үшін су ағызғыш шахталардың жаңа құрылымдарын қолдану..................................................... 10
1.1 Су ағызғыш шахталар ................................................................................... 10
1.2 Су ... ... жаңа ... ... ... Су ... шахтаның жаңа құрылымы...................................................... 17
2. Гидротехникалық ғимараттардың қауіпсіздігіне әсер ететін процестерді математикалық модельдеу................................................................................... 24
2.1 Шахтадағы вакуумды ... ... ... және ... ... ... ... Су ағызғыш шахтаның су алып кету туннелімен түйіндесу ... ... 30
2.3 ... ... (К-Е) ... ... тұйықталған Рейнольдс теңдеулерінің негізінде су ағызғыштағы турбулентті стационар ағыстың сандық есептеуі..................................................................................... 32
2.4 Нәтижелерді бейнелеу ................................................................................... ... ... ... ... ...................................................................... 46
Шартты белгілер:
F - ауа өткізгіштің көлденең қимасының ауданы
Qa - ауа шығыны
Qw - су ... - ауа ... ... ... - аэрация коэффициенті
he - ұйғарылатын вакуум
у - су ... ... ... ... ... өсі ...
координата
d - шахта диаметрі
Q - шахтаға келіп ... ... ... - ... ... ... - еркін түсудің үдеуі
∆ в - түйіндескен тереңдіктердің айырымы
х - түйіндескен тереңдіктер ... ... - ағын ... ... ... - ағын ... көлденең құраушысы
P - судың қысымы
C - ауа концентрациясы
K - кинетикалық энергия
E - диссипация жылдамдығы
νT - ... ... - ... шығыны
Re - Рейнольдс саны
Fr - Фруд саны
H - деаэрация камерасының биіктігі
yc - массалар центріне дейінгі арақашықтық
L - ... ... ... ... ... Бұл ... ... ғимараттарда (ГТҒ) автоматты түрде су ағызуға арналған су ағызғыш шахтадағы судың ... ... Осы ... ... ... су ағызғыштардың су өткізгіштік қабілетін ұлғайту және шахтаға ... ... ... су ... ... ... бәсеңдету арқылы гидротехникалық ғимараттарда төтенше жағдайлардың туындау ықтималдығын ... ... су ... ... ... ... ... Берілген жұмыста ГТҒ-да төтенше жағдайлардың болу мүмкіндігін су ағызғыштарды жетілдіру арқылы ... ... ... ... - су ... шахтадағы судың қозғалысы кезінде кавитациялық қауіпті азайтуға мүмкіндік жасайтын ... ... су ... шахтаның қауіпсіздігін арттыру жолдарын қарастыру. Шахтаға үлкен жылдамдықпен құлайтын су ... ... ... ... ... ... ете ... су ағызғыш шұңғымалардың (воронки) тиімді конструктивті шешімдерін табу, су ағызғыш ғимараттар қауіпсіздігінің негізгі параметрі ... ... ... су ... ... ... ... және деаэрация процестерінің тиімді жүргізілуін қамтамасыз ету. Осы ... ... шеше ... су ... ... қауіпсіздігін арттыру арқылы гидротехникалық ғимараттарда төтенше жағдайлардың туындау себептерін жою.
Жұмыстың маңыздылығы. Гидротехникалық ғимараттарда ... ... ... көбінесе су ағызғыштардың су өткізгіштік қабілетінің төмендігімен және судың құлама ағыны энергиясының нәтижесіз бәсеңдеуі салдарынан болатын төменгі бьефтердің шайылуымен байланысты. ... ... ... ... ... жағдайында жұмыс істейді, сонымен қатар, өте үлкен көлемді алып тұр. Үлкен жылдамдықты су ағынының энергиясын бәсеңдету бойынша жүргізілетін ... ... су ... ... ... және су алып кету ... қауіпсіздігін қамтамасыз ете алады, оларды қираудан сақтайды. Осы мақсатта қолданылатын су ағызғыштар мен энергия бәсеңдеткіштерді су өткізгіштік қабілетті ұлғайту және ... ... ... ... ... үшін ары қарай жетілдіру талап етіледі.
Жоғарыда айтылған мәліметтерге сүйене отырып, су ағызғыштар мен энергия ... ... ... мәселесі төтенше жағдайлардың қауіптілігін төмендетуге байланысты маңызды әрі қоғамдық мәні бар проблема екендігі шығады.
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1. Гидротехникалық ғимараттардың қауіпсіздігін арттыру үшін су ... ... жаңа ... ... Су ... ... Автоматты түрде су ағызатын ғимараттардың бір типі болып су ... ... ... Су ... шахталарды әдетте канализация жүйелерінде және гидротехникалық ғимараттарда судың құлауы ... ... ... ... ... ... арын және үлкен шығын кезінде қолдануға болады.
Су ағызғыш шахта деп вертикальды ... және су алып кету ... ... суды ... ... тастайтын сақина тәріздес су ағызғышты (шұңғыманы) айтады. Су алып кету туннелін алғашқыда құрылыс шығындарын өткізу үшін ... ал ... ... ... су ағызғыш шахтаны орнатып, оны туннельге біріктіреді.
Кіре беріс шұңғыманы сақина тәріздес су ағызғыш қырының (гребень) ... ... ... ... ... және ... жеткізілуі (подвод) қамтамасыз етілетіндей орнату қажет. Шахтаның центрін су қоймасы жағалауының табиғи аймағында орналастырған жөн.
Таулы аймақтарда су тораптарын ... ... ... ... бар ... және ... ағынның артық энергиясын бәсеңдетуге арналған қондырғыны бөгет тұстамасынан (створ) ... (су ... ... ... ... су ... шахталардың жоғарғы бьефте су деңгейін автоматты түрде реттеу мақсатында қолданылуын алдын ала анықтайды.
Төменгі бьефке ... ... ... ... су ... ... кетуінен сақтау үшін жүзеге асырылады. Су ағызғыш шахта осындай ... ... ... бірі ... ... Гидротехникалық ғимараттардың қауіпсіздігін арттыру үшін су ағызғыш шахталардың жаңа құрылымдарын қолдану талап етіледі. Су ағызғыштар құрылымын жетілдіру арқылы төтенше жағдайлар ... ... ... ... ... аламыз. ... осы ... ... су ... ... жаңа ... ... қарастырайық.
Жоғарғы жағында су ағызғыш шұңғыма (1 сурет) орнатылатын вертикальды шахта су ағызғыш шахталардың негізгі ерекшелігі болып табылады. Су ... ... су ... шұңғымаларының конструктивтік шешімдері су ағынының бұралуын немесе оның шахтаға бұралусыз түсуін қамтамасыз ете алады. Құйынды су ағызғыш шахталарда центрге ... ... ... су ... винттік (бұрама) қозғалыс жасай отырып, шахта қабырғасына ... ... ... ... кіре ... ... тарылуға ие болатын ауа ядросы пайда болады. Шахта діңгегінің бойында ауа бауының бар болуы өте маңызды сәт, себебі ... ... ... қамтамасыз етіледі. Судың шахта діңгегіндегі қозғалыс мөлшері бойынша ағыс жылдамдығы артады және кіре берістен 2-3 калибр арақашықтықта ауа ... ... 1,5-2 есе ... бұл шахтаның көлденең қимасының пайдалы ауданын айтарлықтай кішірейтеді.
1 сурет - Су ... ... ... құбырлары бар жоғарғы сағасының монтажы (Бестөбе су торабы)
Кіре ... ауа ... ... су ... су ... қабілетін азайтады. Оны ұлғайту үшін құйын камерасы мен шахта арасына орнатылатын конустық ендірмелер (вставки) алдын ала ... Бұл ... су ... су ... ... құйын камерасының су өткізгіштік қабілетінен тәуелді. Проблеманы спиральды камераға жеткізетін каналдардың санын арттыру арқылы шешуге болады.
Шахтада су ... ... екі ... болуы мүмкін: арынды және арынсыз.
Су ағызғыш шахталардың құрылымын есептеу үшін қажетті негізгі элементтердің бірі болып су ... ... ... Су ... ... деп су ... үлкен жылдамдықтары кезінде орын алатын су массалы ағынның ауамен қанығуы аталады. Су ағынының шұңғыма ... ... ... ... ауа ... Бұл ... ... үйкелістен және шахта бойындағы қысым градиентінен туындайды. Ауа ... ... су ... ... ... оң ... табады: қабырғалардағы вакуумды кішірейтеді, ауаның концентрациясын ұлғайтады, кавитациялық қауіпті азайтады.
Кавитациялық қауіп шахта ... ... және ... ... ... ... жойылады. Құйынды су ағызғыш шахталардың конструктивтік ерекшеліктері, сонымен қатар, ыдырау (разряжение) зоналарын да ... ... ... ... су ... ... орнына спиральды камерамен жабдықталған, ол камерада шахтаға енетін су ағыны айналмалы қозғалыс жасай бастайды.
Су ағызғыш шахталардағы ... ... ... ... ... су алып кету ... ... критикалық шамаларға жетеді, бұл туннель қаптамасының (облицовкасының) материалына қауіпті; тік бірігу болғанда (Медеу су ... ... ... ... ... су ... ... орын алады және су алып кету туннелінде су-ауа ағыны қозғалады, ал ... ... ... туннель эксплуатациясының шарттары бойынша рұқсат етілмейді.
Бұл ... шешу үшін ... екі ... ... ... ... ... бәсеңдеткіш құрастырылған.
Вертикальды шахтаның су алып кету арынсыз туннелімен тік бірігуі кезінде түйіндескен түйін болып ... ... ... табылады, бұл камерада судың құлама ағынының артық кинетикалық энергиясының біраз бөлігі бәсеңдейді. Энергияны ... ... ... ... ... ... ... кіре берістегі мәнін су алып кету туннелі қаптамасының (облицовкасының) сақталуын қамтамасыз ете алатын шамаларға дейін төмендетуге мүмкіндік ... Оған ... ... ... ... ... араласу су ағынының аэрациясына және оның көлемінің артуына әкеледі. Су алып кету ... ... ... ... оның кіре ... бөлікте арындануын болдырмау шарттарынан таңдалады. Есік көліндегі сел ұстағыштың тасқын сулық су ағызғышы бойынша зерттеулер энергияны бәсеңдету камерасынан ... су алып кету ... кіре ... ... су ... айтарлықтай аэрациясының болуы оның көлденең қимасының үлкеюіне әкеліп соғатынын көрсетті.
Туннельдің көлденең қимасын кішірейту үшін су алып кету ... ... ... су ... ... септігін тигізетін оның ағып өту жағдайын жасау ... ... Бұл ... ... бір жолы ... ... ... камерасынан кейін су-ауа қоспасынан ауаның белсенді бөлініп шығуына септігін тигізетін деаэрация камерасын орналастыру табылады. Деаэрация камерасының конфигурациясы тұйықталған кеңістік ... ... ол ... ... камерасы мен су алып кету туннелінен төменгі ... ... ... бар ... ... ... Өтілімдердің өлшемдерінен валеці су ағынының күшейтілген деаэрациясына септігін ... ... ... ... ... ... су ағынынан бөлініп шығатын ауа деаэрация камерасының төбе тұсында жиналады. Су алып кету туннеліне ауаның әкетілуі ауа ... ... ... ... ... мен есептеу мәліметтері көрсеткендей, деаэрация камерасында бөлініп шығатын ауа мөлшері су алып кету ... ... үшін әр ... жете ... Бұл ... су алып кету ... ауа беру үшін қосымша аэрациялық шахталар салынады. Бұндай шешім су алып кету туннелінің көлденең қимасын ... ... ... береді.
1.2 Су ағызғыш шұңғымалардың жаңа конструктивті шешімдері. Су ағызғыш шахталарды тәжірибелік оқып білу кезінде кіре ... ... және ... мен су алып кету ... ... ... әр түрлі модельдері қарастырылды. Су ағызғыш шұңғымалар арынсыз режим кезінде салыстырмалы жоғары су өткізгіштік қабілетке ие ... ... ... ... ... ... су ... жұмысын арынды және арынды-арынсыз режимдерге өткізеді. Құйын камералары су ағынының ... ... ... ... және ... ... ... тудырады. Сонымен қатар, олардың су өткізгіштік қабілеті су ағызғыш шұңғымаларға қарағанда айтарлықтай төмен. ҚазҒЗЭИ ... жаңа су ... ... құрылымдарының сұлбалары 2 және 3 суреттерде келтірілген.
а) жоғарыдан ... ... б) А - А ... ... ... 1 - ... ... қыры; 2 - шахта; 3 - қисық сызықты траншеялар.
2 сурет - Беті ... ... ... ... жасалған шұңғыма
а) жоғарыдан қарағандағы көрініс; б) қабырғалардың ... ... 1 - ... ... ... 2 - ... ... траншея; 3 - ... мен ... ... ... 4 - ... ... қабырғалар; 5 - ... ... - ... сызықты қабырғалары бар су ағызғыш шұңғыма
Сағалардың екі құрылымы да траншея мен бағыттаушы қабырғалардың қисықтығы логарифмдік қисық бойынша бейнеленген дұрыс алтыжақ ... ... ... жұмыс істеу принципі шұңғымада вихресток типіндегі қозғалыстың туындауына негізделген. Бұралған су ағыны центрге тартқыш күштердің әсерінен саға және ... ... ... және ... діңгегінің (стволының) бойында орнықты ауа ядросын қалыптастырады. Шахтаға кіре берістегі ауа ядросының тарылуы саға және шахта ... ... ... ... ... Аз арындар орын алатын кезде жоғарғы бьефте қисық сызықты траншеялары бар су ағызғыш шұңғыма пайдаланылады, су горизонтының анағұрлым жоғары ... су ... ... ... бар ... қолданылады. Осылайша, ұсынылып отырған құрылымдар су ағынының жоғарғы бьефтегі орнықты ағысын және су ағызғыштың арынсыз жұмыс істеу режимін ... ... ... ... су ... бұралуы және шахта діңгегінің бойында ауа ядросының қалыптасуы есебінен туындайды. Су ... ... ... ... ... және ... қабырғалармен қамтамасыз етіледі, оларды бейнелейтін тәуелділіктің қорытындысы төменде келтіріледі.
Су ағызғыш сағалардың ұсынылып отырған құрылымдары басқа сағалар типтерімен салыстырмалы түрде ... ... ... ... ... сағалар. Сағалардың жаңа құрылымдары тек анағұрлым жоғары су өткізгіштік қабілет қана емес, сонымен қатар, жоғарғы бьефте және су ағызғыштың ... де ... әрі ... ағыс ... ... ... ... шұңғыма ретінде тегіс бетті, су ағызғыш бетінде қандай да бір қосымша құрылғылары жоқ сағалар пайдаланылады. Су ағызғыш шахтаның ... ... ... ... ... мен су алып кету туннелінің түйіндескен түйіні жұмысының бұзылуына алып келуі мүмкін. Мұндай жағдайда су өткізгіштік қабілет эксплуатация шарттары ... ... ... вертикальды шахтадағы ауытқу ағыстарымен шектеледі.
Су өткізгіштік қабілеттің ұлғаюына, ғимарат жұмысының нәтижелігі мен сенімділігінің өсуіне шахта мен ... ... ... ... орнықты бұралу мен арынсыз ағысты қамтамасыз ету есебінен қол жеткізуге болады. Қарастырылып отырған құрастыруларға ... ... су ... бетке параллель етіп шахтаға тангенциалды жалғанған (подведенные) су таратқыштарды шұңғыма денесіне орнату арқылы жетеді.
Келесі берілген құрылымда су ағызғыш бойынша су ... және су ... ... ... бір ... ... қозғалады. Жоғарыда атап өтілгендей, шұңғыма бетінде тұрақсыз айналмалы қозғалыс байқалады, ал тангенциалды су таратқыштар су ... ... ... қамтамасыз етеді. Су ағызғыштың су өткізгіштік қабілеті ... су ... ... ... ... ... су шығынының шамасына артады. Осылайша, шахта мен шұңғыманың түйіндескен түйініне су ... бір ... су ... арқылы, ал екінші бөлігі су таратқыштар арқылы тангенциалды түрде ... ... ... осы ... су ... орнықты бұралуы қамтамасыз етіледі және су ағызғыштың су өткізгіштік қабілеті ұлғаяды. Екі ағынша бұрыштық жылдамдықтың бірдей ... ие, ... ... ... ... ... ... жылдамдықтың шамасы артады. ... ... ... ... 4 ... келтірілген. 1 шұңғымасы 3 шахтасының үстіне орналастырылған. Шұңғыма денесінде 2 су ... ... Су ... шахтамен тангенциалды түйіседі және су ағызғыштың су ... ... ... бағытталған.
1 - шұңғыма; 2 - су ... 3 - ... ... - ... ... су ... бар су ... шұңғыма
Құрылғы келесідей жұмыс істейді: 1 шұңғымасының су ағызғышы және 2 су таратқыштары бойынша су ағыны жоғарғы ... 3 ... ... ... ... ... ... Су ағыны су ағызғыш және су таратқыштар бойынша келіп түсуі кезінде шахтаның жоғарғы бөлігінде бірігетін екі ... ... ... ... ... бөлінген су ағыны бұрыштық жылдамдықтарының бағыты бір ағыншалардың құйынды қозғалысы болып ... ... винт ... ... ... ... отырып, 3 шахтасының жоғарғы бөлігіне жетеді, осы тұста олар ... және ... ... ... жылдамдық шамасының прототиппен салыстырғандағы ұлғаюы орын алады. Центрге ... ... ... су ... су ... ... үшін ауа ... қалыптастыра отырып, шахта қабырғаларына жабысады, су ағызғыштың су ... ... су ... ... келіп түсетін су шығынының шамасына артады.
Берілген техникалық шешімнің 2 және 3 суреттерде көрсетілген құрылымдардан артықшылығы су ... ... ... және су ... ... ... ... шахтаның шұңғымамен жанасу (түйісу) тұсында орнықты бұралу мен арынсыз ағыстың ... ... ... ... ... ... мен ... артуында болып табылады.
Су таратқыштарды пайдалану су ағызғыштың ... ... ... оның ... ... ... ... су өткізгіштік қабілеті ұлғаяды және табиғи жолмен желдетілуі есебінен ғимараттың сенімділігі артады. Су ағызғыш шахтаның ... ... ... ... ... істеу режимін 5 суретте бейнеленген су өткізгіштік ... ... ... ... ... Тәжірибелік мәліметтер көрсеткендей, төмен су өткізгіштік қабілет параболалық профильдері бар қарапайым шұңғымаға сәйкес келеді, ең үздік ... ... ... ... су ... бар су ... ... көрсетті.
Н - қырындағы арын; Qw - ... ... ... 1 - ... ... бар қарапайым шұңғыма; 2 - ... ... ... бар ... 3 - ... ... ... бар шұңғыма; 4 - тесiп өтетеін (сквозной) су таратушылары бар шұңғыма.
5 ... - ... саға ... әр ... ... су ... ... тәжірибелік тәуелділігі
1.3 Су ағызғыш шахтаның жаңа құрылымы. Су ағызғыш ... ... ... үшін ... негізгі элементтердің бірі болып су ағынының аэрациясы табылады. Шахтаға келіп түсетін (құлайтын) су ағыны өзімен бірге ... ... Су ... ... ... ... ... шахтаға ауа ілеседі. Ауа бауының болуы су өткізгіштік қабілетті арттырады және кавитациялық қауіпті жоя отырып, су ағызғыштың жұмыс істеу режиміне оң әсер ... ... ... қозғалуының мөлшері бойынша қысым градиенті өседі және ... ... ... ... ... ... зоналар туындау қаупі пайда болады. Вакуумның критикалық шамасына жеткен кезде ауа төменгі бьефтен су алып кету туннелі бойымен ... ... су ... ... ... ... қарай қозғалады. Су-ауа ағыны шахтаға келіп түскен кезде гидродинамикалық соққы тудырады және соның әсерінен шахтадан айтарлықтай биіктікке шашыранды су тамшыларының ... ... ... ... Оахи (Жапония) су ағызғыш шахтасының жұмыс істеу уақытында 20-55 м3/с шығыны кезінде ... ... 850 м3/с) 15-18 м ... ... ... ... шашыранды су тамшыларының шашылуы байқалған.
Кавитациялық қауіптің туындауын жою шахтаға және түйіндескен түйініне ауа беру арқылы жүзеге асырылады. Тәжірибелерге сәйкес, ... ағын ... ... ... ... ... артады. Осылайша, ауаның берілу орны мен оның қажетті мөлшерін анықтау су ағызғышта кавитациялық құбылыстарды жоюдың ... ... ... табылады.
Гидротехникалық құрылыстың практикасында ауа өткізгіштерді есептеу және таңдау үшін су ағызғыштың желдетілуін ... ... ... ... ... формулаларды пайдаланады. Гидравликада анағұрлым таралған аэрация критерийі болып Фруд саны табылады. Сонымен қатар, теориялық және зертханалық зерттеулер ілеспелі ауа ... және су ... ... ... ... ... аз ұйытқулардың өсуі, турбуленттіліктің қарқындылығы, су ағынының бытыраңқылық сияқты шамаларға тәуелді болатындығын көрсетеді. ... ... ... ... ... ... су ... аэрациясы процесін ауаның су ағынымен жанасу ауданын ұлғайту арқылы күшейтуге болады. Мұндай құрылғылар аэратор деп ... ... ... ... ... және ... ... шамаға ие болатын қимадағы шахтаның жасанды кеңеюі болып табылады. Зертханалық жағдайларда жасалған тәжірибелер аэратордың оңтайлы ... ... 1,2-1,5 ... ... ал ... ... қимасының ауданы шахта діңгегі қимасының ауданынан 10-15%-ға асатынын ... ... ... ... ... ... оның діңгегі бойындағы қысым градиенті өседі және аэратордың орналасу орнындағы шектік вакуум мәніне жетеді. Кавитациясыз режим ауаның ... және ... ... ... су ... айналасында ауа қабығының туындауымен қамтамасыз етіледі.
Зерттеулер шахтаның үлкен ... ... ... ... үшін оның ... жасанды кеңеюін жасаудың қажеттілігі жоқ екендігін көрсетті. Бұл ... ... ... қысым минимумға дейін түсіп, шахта қаптамасы (облицовкасы) үшін кавитациялық қауіп туындайтын бөлігіне жасанды кедiр-бұдырлық орналастыру жеткілікті. Жасанды ... ... ... ... және ... қабаттың ұлғаюына әкеледі. Кедiр-бұдырлық шахтаның берілген бөлігінен өту кезінде турбуленттік диффузия есебінен аэрацияланатын ... ... ... ... ... ... ... су ағынының турбуленттілігі жететіндей етіп орындалады. ... су ... ... ... тізе ... ... біртіндеп бірігуі бар су ағызғыш шахта салынған. Бестөбе су торабын жобалау кезіндегі алғашқы нұсқа да шахта мен су алып кету ... ... ... ... ... ... су ... шахта болып табылған.
Жоғарыда атап өтілгендей, біртіндеп түйіндескен ... су ... ... ... орын ... су ... жылдамдықтары туннель қаптамасы (облицовкасы) үшін қауіпті шамаларға ие болады, туннельде ағыстың арынды-арынсыз ... ... ... ... ... ... гидротехникалық ғимараттары лабороториясы ұсынған альтернативті нұсқа Медеу шатқалындағы селден қорғайтын ғимараттағы су ағызғыш ... ... ... тік ... түйіні бар су ағызғыш шахтаның құрылымы (6 сурет) болды.
1 - кіре ... ... 2 - ... ... 3 - конустық ендірме; 4 - ... ... 5 - ... бәсеңдету камерасы; 6 және 9 - шығу қабырғалары; 7 - деаэрация ... 8 - ауа ... 10 - су алып кету ... ... - ... ... және деаэрация камералары бар құйынды су ағызғыш шахта
7 сурет - ... су ... су ... ... ... ... ... шахтаның құрастырылған құрылымының түйіндескен түйіні екі камерадан тұратын: энергия бәсеңдету және деаэрация. ... С.Я. Жук ... ... ... ... жаңа ... қабылдады және ол Бестөбе су торабында ендірілді. Алайда, берілген құрылымда айтарлықтай кемшілік бар болатын: энергия бәсеңдету камерасының түбі мен ... ... ... ... ... ұшырайтын ( орын алатын).
Энергия бәсеңдету камерасының жұмыс режимін жақсарту үшін су ... ... жаңа ... ... бұл ... ... ... камерасының қимасы дөңгелек және вертикальды шахта онымен тангенциалды біріктірілген (8 сурет).
1 - ... ... 2 - ... 3 - ... ... ... 4 - ... ... 5 - ауа алып ... ... 6 - су алып кету ...
8 ... - - ... мен туннельдің жаңа түйіндескен түйіні бар су ағызғыш шахта
Энергия бәсеңдету камерасының қабырғалары бұл жағдайда пульсациялық сипаттағы қалыпты ... ... ... аэрацияланған су ағыны жанама бойымен шахтадан қимасы дөңгелек энергия бәсеңдету камерасына енеді, ол жерде су ... ... ... ... және ... ... ... құлама су ағынының артық энергиясының бәсеңдеуі мен оның аэрациясы орын алады.
Деаэрация камерасында ауаның бөлінуіне ... ... ... ауа су алып кету туннеліне ауа өткізгіш арқылы әкетіледі.
Тік түйіндескен түйіні бар су ағызғыш шахтаны ... ... ... су ... ... ... ... диапазонындағы орнықты жұмысын көрсетті. Құлама су ағынының артық энергиясының бәсеңдеуі су ... ... орын ... су алып кету туннелінде жылдамдықтары рұқсат етілген шамалардан аспайтын ... ... ... ... ...
Аэрацияланған су ағынының шахтадан энергия бәсеңдету камерасына енуі кезінде онда су басып ... ... ... ... ... ... Атап өтілгендей, гидравликалық секірісте гидродинамикалық шамалардың пульсациялары орталандырылған параметрлерден айтарлықтай асатын шамаларға жетеді. Энергия бәсеңдету камерасы бұл жағдайда ... ... ... ... ... ... оның қабырғалары, әсіресе түбі деаэрация камерасы және су алып кету ... ... ... ... ... ... жаңа ... да түйіндескен түйіні екі камерадан тұрады. Алайда, шахтамен тангенциалды біріктірілген цилиндрлік су таратқыш (водовод) ... ... ... ... камерасы энергияның бәсеңдеуін ағыншалардың соқтығысуы есебінен жүргізуге мүмкіндік береді. Екі ... су ... ... бәсеңдету камерасында айналмалы қозғалысқа ие және қысым цилиндрлік бет бойынша бірқалыпты тараған (9 сурет).
1 - ... ... 2 - ... мәліметтер.
9 сурет - Р ... ... ... ... салыстырмалы тереңдігінен өлшемсіз тәуелділігі
Есептеулер энергия бәсеңдету камерасының қалыпты жұмыс істеуі үшін оның диаметрі шахтаның екі-үш диаметрінен кем болмауы, ал ... - ... кем ... ... екендігін көрсетеді. Энергия бәсеңдету камерасы өлшемдерінің артуы кезінде максималды жылдамдықтың төмендеуі айтарлықтай емес және негізінен ондағы пайда болатын арыннан тәуелді. ... ... ... ... кеңістікте гидравликалық секірістің туындауы есебінен деаэрация камерасында орын алады.
Екі қабырға ... ... ... ... болу жағдайы көп тараған құбылыс (мәселен, затвор камералары). Секірістің негізгі параметрлері (түйіндескен тереңдіктер, валец ұзындығы, оның ... ... ... ... ... геометриясын анықтайды. Су ағынының гидравликалық секіріс аумағындағы құрылымы біртексіз. Оны негізгі екі ... ... ... аз ... ... су ... ... және иірім (водоворотная) зонасы - валец. Бөлінудің бүкіл сызығының бойында валец пен ... су ... ... ... ... ... ... алмасу орын алады. Белсенді турбуленттік араласу екі фазалы су ағынынан ... ... ... ... тигізеді.
Деаэрация камерасының өлшемдері гидравликалық секіріс парамертлерінен тәуелді болады, камера ұзындығы шектелген кеңістіктегі (немесе екі ... ... ... ... ... ұзындығымен анықталады. Гидравликалық секірістің шығыннан тәуелді ұзындығын анықтау үшін қимасы тік төртбұрыш тартпада (лотокта) арнайы тәжірибелер жүргізілген. Бұл ... екі ... ... ... ... ... су шығынынан сызықты тәуелділігі бар екендігін көрсетті. 10 суретте секіріс ұзындығының ... ... ... ... ... ... шығынның 5-тен 60 л/с-қа дейінгі өзгеру диапазонында жүргізілген. Кіре берісте екі қабырға арасында жылдамдықтың бірқалыпты профилі қамтамасыз етілген.
1 - ... ... 2 - ... ... ... - Екі қабырға арасындағы гидравликалық секірістің L ұзындығы өзгеруінің Q су шығынынан өлшемсіз ... ... ... ... әсер ... ... ... модельдеу
Бұралуы бар ламинарлы ағыстарды аналитикалық зерттеуді М.А. ... ... ... турбулентті болып табылатын қарқынды бұралған ағыстарға деген айтарлықтай қызығушылық турбуленттіліктің жеткілікті иілгіш келетін модельдерін қолдануды ... ... ... ... ... әр ... жағдайларда қалыптасқан гидравликалық секірісті бейнелеуге келтіріледі. Ағыс сұлбасы әр түрлі жазықтықтарда қарастырылған әр ... ... ... ... немесе гидравликалық секіріс теңдеуіне негізделген. Сұйықтың турбулентті ағыншалары теориясын қолдану техникалық есептерді зерттеу мүмкіндігін кеңейтті. ... ... ... ... ... Ю.А. ... М.А. Михалев, Е. Хайслер, Н.И. Яворский жұмыстарынан ... ... ... зерттеулерде турбулентті ағыншалар теориясында жақсы белгілі интегралдық қатынас әдісі кең қолданыс тапқан. Екі фазалы ағыншалы ағындарды В.М. ... Д.А. Дрю, К. ... ... және ... ... Гертлер теңдеуінің аналитикалық шешіміне әкеледі. Бұндай есептер сандық әдістерді қолдану арқылы шешілген. ... ... ... әр ... ... тұйықталған турбулентті ағыстарға арналған уақыт бойынша орталандырылған Навье-Стокс теңдеулерінің ... ... ... ... ... кең ... ... жолы туралы Прандтль гипотезасын пайдалану көп жағдайларда есептеулерді айтарлықтай оңайлатады, ... ... ... ... ... (жылдамдықтың нөлдік градиентінің облысында турбулентті тұтқырлықтың жоғалуы) бар, олар ... ... ағу ... ... ... ... кезінде байқалады (бейизотермиялылық, ағынның күрделі геометриясы).
Турбуленттіліктің К-Е моделін (К - турбуленттіліктің кинетикалық энергиясы, Е - оның ... ... ... ... әдістердің пайда болуымен мүмкін болды: ұяшықтардағы бөлшектер, еркін нүктелер, ірі бөлшектер, ақырлы элементтер, бұл әдістердің негізінде турбулентті ағыстардың кинетикалық теориясы ... ... және ... ... ... ... теориялық және эксперименттік оқып білу А.И. Одгард, Э.П. ... А.П. ... Г.А. ... ... ... ... ... турбуленттіліктің (К-Е) моделімен сандық зерттелуі қарапайым ығысулық ағыстарға, сонымен қатар, әлсіз бұралуы бар ағыстарға қолданылады. Күшті ... ... ... ... (К-Е) ... бойынша есептеулер экспериментпен айтарлықтай алшақтыққа әкеледі. (К-Е) моделдің алдағы модификациясы негізінен диссипациялық ... ... ... бұл ... константалар санының өсуіне және машиналық уақыттың ұлғаюына әкелген.
2.1 Шахтадағы вакуумды ... ... ... және ... ... жою
Су ағызғыш шахталардың құрылымын есептеу үшін қажетті негізгі элементтердің бірі болып су ... ... ... Су ... ... ... қозғалысы кезінде шахтаға ауа ілеседі. Бұл су-ауа шекарасындағы үйкелістен және ... ... ... ... ... Ауа ... ... су ағызғыштың жұмыс режимінде оң көрініс табады: қабырғалардағы вакуумды кішірейтеді, ауаның концентрациясын ұлғайтады, кавитациялық қауіпті азайтады.
Су ... ... ... ... ... қысым градиенті өседі, бұл шахта стволының әсіресе төменгі бөлігінде вакуумды зоналардың туындауына әкеледі. Вакуумның критикалық шамасына жеткен кезде ауа арынсыз ... ... ... ... ... ... соның әсерінен шахтадан айтарлықтай биіктікке шашыраңқы су тамшыларының шашырауы ... ... Оахи ... су ағызғыш шахтасының жұмыс істеу уақытында 20-55 м3/с шығыны кезінде (есептік шығын 850 м3/с) 15-18 м ... ... ... ... ... су тамшыларының шашырауы байқалған.
Кавитациялық қауіп шахта ... ... ... және ... түйініне ауаның әкелінуімен жойылады. Құйынды су ағызғыш шахталардың конструктивтік ерекшеліктері, сонымен қатар, ыдырау (разряжение) ... да ... ... береді. Берілген су ағызғыштардың шұңғымалары арнайы құрылғылармен жабдықталған, ол тұста шахтаға енетін су ағыны ... ... ... ... Су ағыны центрге тартқыш күштердің әсерінен қабырғаларға ... ол ... ... ... туындайды және шахта өсі бойында ауа ядросы пайда болады. Ауа ... су ... ... ... береді, бірақ үлкен арындар болған кезде ауа мөлшері қалыпты желдетілуге жеткіліксіз болады және шахта діңгегінде де ... ... ... ... ... ... зерттеулер бір су ағызғыш шеңберінде шахтаға жеткізілетін ... ... ... су ... ... болатындығын көрсетті. 11 суреттен көрініп тұрғандай құлама су ... ... ... ауаның қосымша мөлшері ұлғаяды.
Qa - ауа шығыны; Qw - су ... ... - ... ... ... ... ... су ағыны шығынынан эксперименттік өлшемсіз тәуелділігі
Осылайша, ауаның берілу орны мен оның қажетті мөлшерін анықтау су ... ... ... жоюдың маңызды есебі болып табылады.
Су ағызғыштың желдетілуі үшін қажетті ауа мөлшерін анықтауға ... ... ... ... формулалар бар. Аэрацияның кең таралған параметрі болып Фруд саны ... ... ... ... ауа ... және су ... аэрациясы процесі салыстырмалы кедір-бұдырлық, аз ұйытқулардың өсуі, турбуленттіліктің қарқындылығы, су ағынының бытыраңқылық ... ... ... ... ... ... ... дәстүрлі әдістері жоғарыда айтылған параметрлердің ешқайсысын ескермейді. Практикада бір негізгі параметрді ... ... ... ... ауа ... қимасының ауданы келесі типтегі тәуелділікпен анықталады:
F = Qa/(μa T), T = (2ghe/γa) 0,5
(1)
Qa = Ka ... F - ауа ... ... ... ... Qa және Q - сәйкесінше ауаның және судың шығындары; μa - ауа ... ... ... Ka - ... ... he - ... вакуум; γa ≈ 1,23Е-3 т/м³.
Зерттеулер көрсеткендей, аэрация коэффициенті кейбір жағдайлар үшін ... ... ие, ... ... су ағынының тірі қимасының және оның гидродинамикалық параметрлерінің функциясы ... ... ... ... ... Ka шамасы шахтаның салыстырмалы биіктігі арқылы өрнектеледі:
0,6
Qa = 0,022 Q,(у/d) ,
(3)
мұндағы у - су ... ... ... ... ... өсі ... координата; d - шахта диаметрі. Монотонды өсетін (3) тәуелділігі d диаметрінің бір мәні үшін де ... ... ие ... ... ... негізгі кемшілігі шахтаға ауа ілесуінің негізгі факторларының бірі - қысым градиентінің ескерілмеуінде болып ... ... ... ... су басу кезінде (3) шарты орындалмайды, бұл шахта діңгегінде вакуум шамасының өзгеруімен байланысты.
Жоғарғы ... ... ... ... ... ... ... қарастырайық (12 сурет).
12 сурет - Су ағынының жоғарғы ... ... ... ... ... ... 2-2 кез келген қимасындағы параметрлері 1-1 қимасындағы белгілі шамалар арқылы Бернулли теңдеуіне сәйкес өрнектелуі мүмкін:
Ζ1 + Р1/γ + ... = Ζ2 + Р2/γ + ... + ... ... ... өрнектеледі:
hf = ξf U2²/2g , ξf = (Uс /U2 - 1)² = (w2/wс - 1)² ... Uс және wс - С-С ... су ... ... жылдамдығы және тірі қимасы. Белгілеулер енгізейік:
∆ Ζ = Ζ1 - Ζ2, hв = (Р1 - Р2)/γ, U1 ≈ 0 ... ... ... ... (4) ... ... ... ие болады:
∆ Ζ = αU2²/2g + hf - ... ... ... ... мәнмен шектелгендігі белгілі, басқаша айтқанда, , яғни hв 0
х = 0
0

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Іс-тәжірибеден есеп беру
Көлемі: 45 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 000 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Жасушаларды өсіру жүйелері5 бет
«ағынды суларды аэрациялау»8 бет
Ағынды суларды аэрациялау5 бет
Ағынды суларды аэрациялау жайлы6 бет
1905-1917 жж. қазақ интеллегенциясының әлеуметтік қозғалысы21 бет
1917-1920 жылдардағы қазақ жастар қозғалысының тарихы мен тағылымдары32 бет
«Алаш» либералдық-демократиялық қозғалысы идеологиясының маңыздылығы47 бет
«Шымкен құс» ЖШС дебиторлық және кредиторлық қарыздар қозғалысын талдау және жетілдіру жолдарын ұсыну63 бет
Автомобильдің қозғалысы22 бет
Ай қозғалысы мен ай фазаларының ауысуын зерттеу13 бет


Исходниктер
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь