Литература -->  Производство газовых тканей 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 [ 93 ] 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152

верхнего бьефа, при опасности затопления, при существовании вышерасположенных гидротехнических сооружений, не рассчитанных на такую высоту горизонта воды, и т. п.) вместо глухих водосливных плотин устанавливаются разборчатые плотины. Чаще всего применяются плотины со щитовыми и спицевыми затворами, цилиндрические и сегментные. Иногда применяется комбинированный способ глухой плотины с разбор-чатой верхней частью. Длина распространения подпора м. б. вычислена с достаточной точностью по ф-ле 1 = - , где h-высота

подпора в ж, а i-естественный уклон водного источника. Знание местных геологич. условий необходимо для обеспечения надежного основания плотины д предупреждения фильтрации под плотиной. При сооружении высоких глухих плотин необходимы тщательные геологические изыскания, при чем в большинстве случаев нельзя ограничиваться одним шурфованием, а приходится прибегать к разведочному бурению. Если нельзя довести основание плотины до водонепроницаемого и, лучше всего, скалистого грунта, то необходимо забить возможно глубоко шпунтовые ряды перед и за плотиной. Там, где нельзя забить шпунта, необходимо заложить возможно более глубокие бетонные шпоры. Вообще надежное сооружение основания плотины является одним из существенных требований при устройстве захватных сооружений Г. с. Не менее важно и надежное соединение тела плотины с берегами, для чего приходится обычно глубоко врезаться в последние. Телу плотины придают обычно форму подпорной стенки, при чем наибольшее разнообразие получает форма задней стены; последняя бывает крутой или пологой, гораздо реже ступенчатой. При крутой стене трудно достигнуть постоянного соприкосновения струи с телом плотины, что понижает коэффициент расхода. Пологий переход струи к горизонтальному направлению обеспечивает большую пропускную способность водослива, но удорожает стоимость плотины, так как требует большего количества кладки. При выборе формы плотины необходимо учитывать также размывающую способность ниспадающей воды,. Она, как правило, больше при пологом спуске, так как вода стекает в неукрепленное русло почти без потери приобретенной ею скорости и свою неиспользованную энергию направляет на размыв дна реки; при крутом спуске вода расходует свою кинетическую энергию на вихри и удары и вливается в естественное русло реки, пенясь и бушуя, но со значительно ослабленной способностью размыва. При выборе типа разборчатых плотин необходимо обращать внимание на возможность быстрой, легкой и точной их разборки и установки. Часто при сооружении плотин приходится иметь в виду интересы судоходства, сплава, рыбоводства и рыболовства и устраивать судоходные шлюзы, плотоспуски, рыбоходы, не говоря уже о донных отверстиях со щитами для промыва верхнего резервуара, находящегося всегда под угрозой засорения и заиления.

Захваченная плотиной вода должна быть направлена к турбинной камере. Обычно у входа в ответвление устраивают порог, имеющий назначение задержать в русле реки наиболее крупные отлонеения, перекатывающиеся по дну реки. Длина и высота порога должны быть рассчитаны так, чтобы отлагающиеся в русле наносы могли быть промыты при открытии донного щита, но вместе с тем


Фиг. 1.

не д. б. значительно стесняемо входное живое сечение, что повело бы к увеличению скорости и втягиванию взмытых наносов, льдин и т. п. Обычно считают .допустимыми входные скорости в 0,8-1,2 м/ск. В дополнение к порогу, влияющему на нижние насыщенные наносами слои воды, устраивают пловучие заграждения для задержания или отклонения крупных плавающих тел. Для мелких предметов устанавливают за порогом решетку с крупными отверстиями в 15-20 мм, придавая ей уклон около 70° к горизонту. Обычно все же вода,


Фиг. 2.

особенно в половодье, очищается недостаточно, и потому почти на всех Г. с. применяются особые отстойники, основанные на быстром уменьшении скорости втекающей воды вследствие увеличения живого сечения (см. ниже). В качестве примеров могут служить захватные сооружения: Г. с. Ванген на реке Ааре в Швейцарии (фиг. 1, размеры показаны в jh) и у Ниагарского водопада в С. Америке (фиг. 2).

Подводящие сооружения должны доставлять воду от места ее захвата к водяной турбине с возможно меньшими по-



терями количества воды и напора. Подводящие сооруясения можно подразделить на открытые, или каналы, закрытые, или штольни, трубопроводы и сооружения смешанного типа, при чем в штольнях и трубопроводах вода может протекать свободно или под напором. Поперечные сечения подводящих сооружений определяются путем последовательного подбора, при чем за исходную величину принимается расход воды Q м/ск, пределы же возможных скоростей V определяются: высший- сопротивлением грунта размыву, низший- недопустимостью отложения мелких взвешенных в воде наносов. Подбор сечения канала площадью Е в производится по формуле Q м/ск = Fv, где v м/ск = сУШ; /?-подводный, или гидравлический, радиус, равный отношению площади к смоченному периметру (в м), i-уклон канала и с-эмпирический коэффициент, определяемый по одной из формул скоростей: Базеиа, Гангилье и Куттера или других (см. Гидравлика). При напорных круглых штольнях и трубопроводах длиною I м и диаметром d м необходимая высота напора h м определяется по формуле:

~ 2ff + * 2ff d-2g где 1 и Я-численные коэффициенты. В этой формуле член ~-напор для придания воде

начальной скорости, f -потери при входе в трубопровод и Я ~ - потери в самом трубопроводе. В среднем, =0,01-i-0,02, Я=0,03. При длинных проводках первыми дв>vIя членами можно пренебречь и принять

л = я.

d-2a

. При любом сечении с площадью

пг 1)=

F и периметром Я, Л = Я Диаметр

трубопровода определяется из ф-лы г = ,

а толщина стенки (в см) где d-вну-

тренний диаметр в см, Р кг/см-внутреннее давление(10л1 напора соответствует 1 кг/см), к кг/см-допускаемое напряжение материала (для клепаных железных труб-600 ?сг/сл12,для сварных-800кг/сж). Обычно принимаются следующие скорости для отдельных видов подводящих сооружений: для каналов 0,8-1,2 м/ск, для штолен 2-2 Ъм/ск, для трубопроводов бетонных и железобетонных 2-2 5 м/ск, деревянных 2,5-3 м/ск, железных-не свыше 5 м/ск.

Подводящие сооружения для бесперебойного действия системы долянЫ иметь целый ряд дополнительных устройств. В начале подводящих сооружений и в конце их, непосредственно перед впуском воды в турбины устанавливаются затворы. Основное требование при устройстве затворов состоит, в том, чтобы течение воды мимо них происходило по возможности плавно, без резких возмущений, чтобы они были устойчивы и не подвергались подмыву. Чаще всего применяются щитовые затворы, при чем в напорных проводках вместо подъемных щитов и задвижек часто применяются сегментные или цилиндрические щиты. Так как вы-

ключение турбин вызывает замедление движения воды в трубопроводе и может вызвать опасное повышение внутреннего давления, то часто устраивают в конце трубопровода предохранительные клапаны или автоматические боковые спуски. Для выравнивания давления в подводящих сооружениях


Фиг. 3.

устраивают в конце их напорные башни или бассейны со сбросами излишней воды, промывными приспособлениями для отвода отлагающихся наносов и частой решеткой для возможно полного очищения поступающей в турбины воды. На фиг. 3-6 приведены примеры подводящих сооружений (все размеры показаны в м): напорная башня между штольней и трубопроводом на Г. с. на


Фиг. 4.

Зилле у Инсбрука (фиг. 3), напорная башня в конце штольни на Г. с. Люцерн-Энгель-берг (фиг. 4), разрез Г. с. на реке Сиуле близ Клермона во Франции (фиг. 5), водослив в безнапорной штольне (фиг. 6).

В турбинных установках гидравлическая энергия превращается в механическую. Мощность турбин определяется формулой А = 1 QOQtjHQ кгм/ск, где rj-кпд турбин, И-высота полезного напора в м, Q- количество подводимой в секунду воды в Jit, что соответствует мощности Г. с.

N= 13,33 vBQ W = 0,00273 vrji 11Q kWh, где -кпд генератора тока..

Водная энергия м. б. использована как потенциальная (вес падающего с высоты В количества Q воды) или как кинетическая. Если полная высота напора Н превращается в кинетич. энергию, то имеем активные турбины; если же только часть напора превращается в кинетическ. энергию, остальная



же используется как энергия потенциальная, то имеем турбины реактивные. Самыми раснространенными типами турбин на Г. с. являются реактивные турбины Френсиса, пропел.лерн. турбины вообще, особенно Ка-плана, и активные турбины Пельтона (см. Гидравлические двигатели). Кпд турбин этих систем довольно высок и достигает 0,89,

I для всасывания воздуха



Фиг. 6.

Фпг. Ъ.

а в последнее время в С. Америке в новых установках удалось поднять кпд турбин Френсиса до0,93-0,94 и пропеллерных- до 0,91-0,92. В значительной степени это увеличение кпд достигнуто благодаря новым формам всасывающей трубы, как, например: труба Уайта, имеющая форму расширяющегося книзу конуса; труба Муди, в KOTopoii по оси трубы помещен бетонный конус, оставляющий для прохода воды лишь кольцеобразное пространство; коленчатые трубы снециа.льных очертаний.

Для каждой турбины данному напору соответствуют определенное число оборотов п в минуту и расход воды Q. Число оборотов для турбин одного и того же типа при одинаковом напоре обратно пропорционально квадратному корню из их мощностей. Ка-ледый тип турбин характеризуется удельным числом оборотов или коэффициентом быстроходности ng == , обозначающим число я V н

оборотов в минуту турбины, подобной данной и развивающей при 1 м напора мощность в 1 Н*. Значения щ для различных типов турбин перекрывают друг друга, так что возмоясны различные решения вопроса о выборе типа турбин. Вообще же для больших напоров применяют почти исключительно турбины Пельтона, как наиболее тихоходные. Слишком большие коэфф-ты быстроходности при больших напорах грозят кавитацией, т. е. образованием пустот, и разру-]неиием лопаток турбины. Обычно, при напорах более 30 JH, коэфф. быстроходности не

доллеен превышать -Ц., -г 85.

Т. к. работа па валу турбин должна превращаться в электрическую энергию, а для генераторов электрическ. тока крайне важно постоянство числа оборотов, то необходимы приспособления для ]ПЧ1юго или автомати-


При турбин

ческ. их регулирования с целью сохра1юнип неизменного числа оборотов турбины при переменных напоре и расходе воды. Однако, кпд не остается неизменным, а дает при неполной нагрузке турбины значительно меньшие величины, чем при нормальном напоре, соответствующем и при чем с уменьшением нагрузки турбины кпд падает тем быстрее, чем больше быстроходность турбины. Мелсду мощно- иг. 7.

стями N турбины, расходами воды через одну турбину q и кпд ту] >-бины 7) существует следующая зависимость:

тах Я7па.г- max

ОДНОМ и ТОМ л-се кпд в 0,75 д.!и С разной быстроходностью отгюни-

= к изменяются от 0,3 (при п.

= 80) ДО 0,7 (при t?s. = 500). Это различие отдельных турбин учитывают при определении числа аггрегатов Г. с. Так, если расходы воды Г. с. кслеблются между Q - и Q,i, x то, устанавливая число а турбин д.:1я Qnihi, получим, в зависимости от быстроходности турбины, при сохранении кпд оки-

ло 0,75, = , а число турбин для работы Г. с. полной мощностью

Qtnax Qmin

Т. О., число аггрегатов Г. с. при сохранении постоянства кпд тем больше, чем больше /.-, т. е. чем быстроходнее турбины.

Г. с. в зависимости от величины напора делятся на установки низкого (до 10 м), среднего (от 10 до 50 м) и высокого (свыше 50 м) напора. При напорах свыше 10-15 м турбинная камера требова.71а бы для своей

устойчивости и прочности стишком TO.f-

стых, а следовательно, и дорогих стен. Поэтому воду заключают в трубы, а Турбины-в цилиндрические закрытые лгелезные колсуха, имеющие сходство с котлом, почему такие турбины называются котельными . При напорах свыше 50 м кожуху турбины, для уменьшения потерь при подходе воды к направляющему колесу, сообщается спиральная форма. При небольших напорах применяется свободный, открытый доступ воды к турбинам, к-рые обычно устанавливаются тоже открь>1Ты.мн ниже горизонта подводящего канала, т. е. оказываются затон-ленными. При больших напорах турбины обычно устанав.ливаются на полу машинного здания рядом с э.тектрич. генераторами.

Турбины бывают с вертикальным или горизонтальным валом. Вертикальные турбины (фиг. 7) обычно применяются на низконапорных Г. с. с открытыми камерами. Соединение турбины с валом генератора производится через зубчатую и ременную передачи, так как при небольших напорах чисто оборотов турбины обычно оказывается меньшим, чем необходимо для генератора той :ие мощности. Из многоколесных турбин



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 [ 93 ] 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152