Нашли ошибку?

Система Orphus

Умови попадання повітря в напірні системи гідротехнічних споруд

А.М. РУДЬ - к.т.н., доцент, Херсонський ДАУ
І.М. Сєрбіна - студентка 5 курсу ГМФ

В напірній системі гідротехнічних споруд часто має місце переміщення мас повітря, як у вигляді окремих часток, так і у формі великих замкнутих включень - повітряних мішків.

Подання і подальше транспортування повітряних мас по напірних водоводах викликає явища, які в певних умовах роботи напірних систем гідротехнічних споруд можуть привезти до небажаних наслідків, а саме: насамперед наявність повітряних мас викликає гідравлічний опір, що зменшує її пропускну спроможність. Далі, при збиранні у великі включення (мішки) повітря при виході з напірного водоводу викликає гідравлічні удари і вібрацію споруд напірної системи, що іноді досягають загрожуючих розмірів. Є приклади руйнування затвора від вібрації, що викликана наявністю повітря при наповненні труби водою; небажані явища, що супроводжуються проникненню повітряних включень в насоси, турбіни гідроелектростанцій і т.д.

Із сказаного очевидно, що питання поведінки повітряних мас в напірних водоводах представляє практичний інтерес.

Незважаючи на вищезгадану важливість вирішення питання поведінки повітря в напірних гідравлічних системах, дотепер цим питанням не приділяється належної уваги. Питання руху повітря в рідині, що рухається в напірній системі, або інакше, питання руху двохфазного середовища, вивчаються переважно в області теплотехніки. Ці дослідження спрямовані, головним чином, на розробку теорії руху пароводяної суміші в циркулярному контурі парових котлів.

В дослідах на водопідпірних спорудах повітря до труби вводилось для всіх випадків однаково за допомогою емульгатора, причому після деякої ділянки стабілізації, де здійснювалось формування потоку, виходив цілком визначений тип течії в залежності від повітряновмістності, швидкості суміші, розміщення і діаметру труби. Звідси зроблено висновок, що перехід на пробкову структуру течії повинен залежати від критерії:

 де V - швидкість течії рідини, d - діаметр труби.

При цьому із ростом діаметра труби збільшується швидкість суміші, при якій відбувається порушення розподіленої течії. Але з іншого боку із зростанням діаметра збільшується турбулентність потоку, що повинно викликати піноутворення.

Отже, збільшення турбулентності потоку скорочує ділянку пробкової течії. Ділянка дисперчированої течії повинна визначатись критерієм:

 де р - щільність,о - поверхневий натяг рідини, а лінійний параметр (L) пов'язаний з розмірами бульбашки, тому цей тип течії не залежить від діаметра груби.

Результати дослідів над похилою трубою показують, що перехід від одного типу руху до іншого здійснюється при менших швидкостях ніж в горизонтальній трубі.

Висновок:

В горизонтальних і похилих трубах після проходження визначеної ділянки стабілізації, бульбашки газу через різницю питомої ваги газів і рідини збирались у верхній частині труби.

У вертикальних трубах потік суміші має симетричну форму, структура течії двофазного середовища може бути розподілена на три групи:

А.Рух рідини у вигляді з більш чи менш рівномірним розподілом бульбашок по перетину.

Б.Пробковий рух - в середині труби рухаються циліндрики газу, а рідина тече по стінкам труби і в проміжках між циліндриками.

В.Рух кільцевого тиску, коли по стінках труби тече рідина, а в  середині труби рухається рідина безперервним потоком.          

Під час транспортування газів по трубах незалежно від їх нахилу  відбувається пульсація тиску, що викликає вібрацію, яка різко посилюється при пробковому русі суміші.

ЛІТЕРАТУРА

  1. Звіт про НДР за 2002 рік Кафедри с/г меліорацій, ХДАУ, Херсон,       2002 г.
  2. Дикаревский   В.С.   Гидравлический   удар   й   противоударная защита     напорных     водоводов.   Докторская     диссертация.Ленинград,1971 г.                                                                       
  3. Бунятан Л.Б. К вопросу о причинах аварии дюкеров. Труды Арм.НИИГиМ, №І ,1952г.

Так же рекомендуем посмотреть:

© 2007 Hydrotechnics.ru.
Использование материалов разрешается при обязательной установке
активной гиперссылки на сайт Hydrotechnics.ru рядом с опубликованным материалом.

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика