Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Гаврилина Ольга Петровна

Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды
<
Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гаврилина Ольга Петровна. Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Гаврилина Ольга Петровна; [Место защиты: Рязан. гос. агротехнол. ун-т].- Рязань, 2009.- 190 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1838

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ способов водоподачи и средств стабилизации расходов воды 10

1.1. Анализ способов подачи воды водопотребителям 10

1.2. Анализ существующих способов и средств регулирования водоподачи 21

1.3. Анализ выполненных исследований по стабилизации расхода воды 29

1.4. Постановка проблемы, цели работы и задачи исследований... 32

2. Теория обоснования процесса стабилизации процессов водоподачи к водопотребителям 36

2.1. Общая схема подачи воды к потребителям 36

2.2. Конструктивно-технологическая схема коробчатого моноблочного стабилизатора с подвижным дисковым клапаном и принцип его действия 46

2.3. Теория процесса стабилизации водоподачи в коробчатом моноблочном стабилизаторе с подвижным дисковым клапаном 50

2.4. Обоснование гидравлических параметров экспериментального коробчатого моноблочного стабилизатора с подвижным дисковым клапаном 59

2.4.1. Методика обоснований 63

2.4.2. Результаты расчетов параметров экспериментального стабилизатора расхода воды 63

2.4.3. Расчет толщины и прочности дискового клапана 68

Программа и методика экспериментальных исследований процесса истечения в коробчатых моноблочных стабилизаторах с подвижным дисковым клапаном 76

Программа исследования рабочего процесса стабилизатора расхода воды 76

Методика исследований коробчатого моноблочного стабили затора с подвижным дисковым клапаном 79

1. Описание экспериментальной установки с обоснованием конструктивных параметров модели стабилизатора 79

2. Методика и планирование эксперимента 87

3. Исследование показателей качества работы действующей модели коробчатого моноблочного стабилизатора с подвижным дисковым клапаном 93

Результаты исследования экспериментального образца стабилизатора расхода воды 97

Результаты исследований в лабораторных условиях 97

1. Исследование качества стабилизации и оценка водомерных свойств действующей модели стабилизатора 97

2. Исследование влияния открытия дискового клапана и диаметра водовыпуска на расход воды стабилизатора 120

3. Исследование влияния открытия дискового клапана и напора на расход воды стабилизатора 122

4. Исследование диаметра водовыпуска и напора на расход воды стабилизатора 123

5. Стабилизаторы расхода воды для хозяйств и экономическая эффективность 127

5.1. Система обеспечения и отвода воды в хозяйствах 127

5.2. Расчет экономической эффективности от применения коробчатых моноблочных стабилизаторов с подвижным дисковым клапаном 134

Общие выводы 141

Литература 145

Приложения 160

Введение к работе

Россия — богатейшая в мире страна пресноводными ресурсами. Вода в сельском хозяйстве используется на нужды человека, на поение и по уходу за сельскохозяйственными животными и птицей, на полив и орошение сельскохозяйственных угодий, на переработку сельскохозяйственной продукции и другие цели. Значительное количество воды используется на полив и орошение сельскохозяйственных культур. Она может забираться из открытых водоемов и артезианских скважин и доставляться к потребителям по трубопроводам, водоводам, открытым каналам с помощью насосов или на равнинных зонах при поливе и орошении с помощью энергии потока [83,84,85].

Наиболее перспективной и технико-экономически оправданной является механизация и автоматизация, основанная на использовании возобновляемой энергии потока воды [26,28]. Это обусловлено с одной стороны наличием на мелиоративных объектах значительных запасов гидравлической энергии потока, с другой - рассредоточенностью их на больших расстояниях. Это типично для мелиоративных систем равнинной зоны, в которой находится большая часть орошаемых земель России. Отличительными особенностями этих систем является малые уклоны, скорости потока, значительные наполнения каналов и др., что делает предпочтительным совершенствование средств механизации регулирования водоподачи на базе использования энергии потока воды, а также свойств потока, проявляющихся при взаимодействии с конструктивными элементами средств механизации регулирования водоподачи [73,105].

Самыми распространенными объектами механизации на оросительных системах являются водовыпускные сооружения из каналов и малых водоемов. Механизация существующих водовыпускных сооружений на каналах и малых водоемах в равнинной зоне России практически отсутствует, а регулирование водоподачи осуществляется в основном вручную плоскими затворами [48]. В последнее время предложено большое количество гидравлически действующих средств механизации регулирования водоподачи расходов -авторегуляторов и стабилизаторов расхода воды [70].

В комплексе средств регулирования водоподачи на мелиоративных системах наиболее оправданными показали себя стабилизаторы расхода воды как средства автоматизации водовыпускных сооружений, не имеющих подвижных в работе частей, достаточно простыми в конструктивном отношении, несложными в изготовлении и эксплуатации, и работающие на использовании свойств потока. Относительная простота их устройства и эксплуатации, многофункциональность, возможность использования в качестве водомеров, что особенно важно в условиях рыночных отношений, сделали их незаменимыми на оросительных системах [40].

Однако, наряду с многочисленными достоинствами данных стабилизаторов, отмеченных выше, они обладают рядом существенных недостатков. Это высокая материалоемкость за счет устройства массивных закладных частей, нарушение эксплуатационных характеристик из-за возникающих перекосов полотнищ щитов и др.[49].

Исходя из изложенного, возникает задача разработки и исследования более совершенной системы стабилизации расходов воды, из водозаборных узлов и каналов, позволяющей совместить функции стабилизации водоподачи и водоучета, а так же исключить недостатки существующих стабилизаторов расходов воды [36].

Целью исследований является повышение эффективности работы моноблочной системы стабилизации расхода воды как элемента регулирования водоподачи из каналов и малых водоемов мелиоративных систем равнинной зоны, позволяющей за счет установки трубчатого водовыпуска обеспечить стабилизацию расхода независимо от режима истечения, требуемую пропускную способность, улучшить эксплуатационные характеристики, снизить материалоемкость стабилизации расхода воды [30,43]. Народнохозяйственное значение работы заключается в том, что применение в системах водоподачи коробчатого моноблочного стабилизатора расхода воды с подвижным дисковым клапаном значительно снижает затраты на строительство водовыпуска, снижает погрешность подачи воды, упрощает регулирование расхода.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 - конструктивно-технологическая схема подачи воды от водоема до объекта потребления с использованием коробчатого моноблочного стабилизатора расхода воды с подвижным дисковым клапаном и при водосбросе;

2 - закономерности процесса регулирования стабильности водоподачи к потребителю;

3 - параметры и режимы работы стабилизатора подачи воды;

4 - результаты исследований опытного образца стабилизатора водоподачи и экономические показатели его работы.  

Анализ существующих способов и средств регулирования водоподачи

Наибольшая степень механизации и автоматизации полива достигается при дождевании - это эффективное использование орошаемой площади и поливной воды, возможность регулирования поливных норм и равномерности распределения дождя [18].

Имеются передвижные, полустационарные, стационарные дождевальные системы. В нашей зоне на полустационарных системах используется вся дождевальная техника: двухконсольные агрегаты ДДА-100МА; ДДА-100В; ДДН-70, ДДН-100; широкозахватные дождевальные машины «Фрегат», «Волжанка» и «Кубань». Компоновочная схема с каналом и дождевальной машиной в комплексе со стабилизатором представлена в подразделе 2.1 (рис. 2.1).

В центральной части России, являющаяся предметом нашего рассмотрения, оросительные системы расположены в равниной зоне. На рассматриваемых гидромелиоративных системах наиболее массовыми являются сооружения водоподачи из каналов, малых водохранилищ, автоматизация которых сводится к оснащению их средствами механизации стабилизации водоподачи из приведенных объектов [52]. Так, например, в Рязанской области построены и эксплуатируются малые оросительные системы площадью 100-1000 га, водообеспечение которых осуществляется из прудов и низконапорных водохранилищ сезонного регулирования, аккумулирующих сток весеннего половодья [97]. Низконапорные водохранилища малой емкости преобладают на мелиоративных системах, как в России, так и в странах СНГ и за рубежом. Так например, в Болгарии эксплуатируется около 2000 микроводохранилищ [62], в Кыргызской Республике более 363 [67], в Башкирии более 130 [70], в Ставропольском крае 156 водохранилищ [96], в Рязанской области более 135 низконапорных водохранилищ малой емкости [111] и др. Нас интересуют трубчатые водовыпуски, которые предназначены для водоподачи из водохранилищ непосредственно в канал или к насосной стан 13 ции, из каналов в оросители. Для стабилизации водоподачи стабилизатор расхода воды устанавливают на входе трубчатого водовыпуска. Отметки таких водохранилищ при сработке водовыпуска должны быть не ниже отметки мертвого объема, для малых водохранилищ это составляет не менее 1м. Максимальные напоры в рассматриваемых малых водохранилищах, преимущественно достигают Зм, а в каналах до 2,0 [88,89], которые нами приняты для решения поставленной задачи — стабилизации водоподачи в трубчатые водо-выпуски. Водораспределение на каналах в рассматриваемых оросительных системах применяется нормированное (по плану водоподачи). Общими особенностями сооружений водоподачи из каналов и малых водохранилищ, как объектов механизации и автоматизации являются: удаленность от источников электроснабжения, рассредоточенность на мелиоративной системе, отсутствие постоянного надзора, наличие больших запасов возобновляемой гидравлической энергией и др. Эти особенности делают целесообразным и экономически эффективным механизацию и автоматизацию водовыпускных сооружений средствами гидроавтоматики. Учитывая требования систем механизации и автоматизации при наличии сложных условий эксплуатации без присутствия человека на объекте, а следовательно, работу объектов, без постоянного обслуживающего персонала и другое, наиболее приемлемыми являются системы стабилизации расхода воды не имеющие в работе подвижных частей, работающих на использовании гидравлических свойств потока [73]. Для решения задачи стабилизации водоподачи рассматриваемых объектов необходимо прежде всего знать типы, конструкции, параметры водовыпускных сооружений, диапазон расходов водовыпуска, колебаний уровня верхнего бъефа, применяемые средства регулирования водоподачи и др. На основе обзора и анализа литературных источников [28,36,82] проектных проработок, обобщение работающих мелиоративных систем на при 14 мере наиболее типичных для данной зоны составлена характеристика наиболее распространенных водовыпускных сооружений на каналах равнинной зоны (табл. 1.1). Ниже показаны типичные преимущественно применяемые компано-вочные схемы трубчатых водовыпускных сооружений с учетом приведения в совокупности с существующими и предложенными стабилизаторами расхода воды из каналов (рис. 1.1, 1.2) (на примере коробчатого стабилизатора расхода воды «КСР» и цилиндрического ступенчатого коробчатого щита «ЦСКЩ») и малых водохранилищ (рис. 1.3, 1.4) (также на примере коробчатого стабилизатора расхода воды «КСР» и цилиндрического ступенчатого коробчатого щита «ЦСКЩ»). Для поддержания нужного количества воды в оросительных системах предлагается схема с каналом и дождевальным агрегатом ДДА-100МА (рис.2.1). Обобщая представленные характеристики водовыпускных сооружений из каналов, малых водохранилищ, можно выделить следующие особенности: 1 - водовыпускные сооружения - в основном трубчатые, преимущественно круглого или прямоугольного сечения; 2 - для регулирования водоподачи водовыпуски оборудуются чаще всего затворами на входе в трубчатый водовыпуск; 3 - режим истечения из-под регулирующего устройства водовыпус-ка свободный; 4 - отводимые расходы водовыпусков из каналов колеблются в пре-делах 0,5 до 1,0 м /с, а диапазон колебания напоров перед отводом - водовы-пуском колеблется в пределах для каналов 0,5-2,0м, для водоподачи из малых водохранилищ в пределах от.1 до Зм; 5 - перед водовыпуском поток спокойный за счет устройства водоприемника достаточных размеров наполнения, что исключает необходимость во входных устройствах [29];

Конструктивно-технологическая схема коробчатого моноблочного стабилизатора с подвижным дисковым клапаном и принцип его действия

Приведенные схемы отражают компоновку средств механизации водовыпускных сооружений водозаборных узлов, обеспечивающих подачу в отводящее русло необходимого количества воды требуемого качества. Водо-выпуски оборудуются системами стабилизации расхода воды отвода.

При разработке конкретной технологической компоновочной схемы водовыпускного сооружения учитывают, что последние подразделяются: [16] а) по конструкции водовыпуска: -сооружения с трубчатым водовыпуском; - сооружения открытого типа; б) по конструктивному оформлению подходных условий к регулирую щему устройству: - сооружения, которые устраиваются непосредственно в откосе канала старшего порядка; - сооружения устраиваются таким образом, что из канала старшего порядка к регулирующему устройству прокладывается подводящий канал; в) по наличию водоприемной камеры: - регулирующее устройство устраивается в специальной водоприемной камере; - водовыпускное сооружение водоприемной камеры не имеет. В каждом из перечисленных случаев функционирование осуществляется на основании ряда факторов, отмеченных в начале этого раздела. Водовыпускное сооружение на канале оснащается чаще всего стабилизатором расхода воды, располагаемом на входе, реже на выходе водовыпуска. При этом таюке учитываются конструктивные и технологические особенности водовыпускного сооружения. На основании вышесказанного становится возможным проанализировать режим работы и выбор технологических параметров моноблочных систем стабилизации. 2.2. Конструктивно-технологическая схема коробчатого моноблочного стабилизатора с подвижным дисковым клапаном и принцип его действия. По определению профессора Я.В. Бочкарева [38,39,40,41,43] существующие на сегодняшний день гидравлические средства стабилизации водо-подачи на оросительных системах чаще всего представляют собой стабилизаторы расхода воды отвода. Основная цель этих устройств - подача заданного, практически постоянного во времени расхода воды в отвод, независимо от величины возмущающего воздействия, чаще всего, колебаний уровня верхнего бьефа сооружения. Поставленная цель может быть достигнута стабилизацией водоподачи, представляющим собой целенаправленное воздействие на объект регулирования средством стабилизации для обеспечения постоянства отводимого расхода воды. Стабилизация водоподачи обеспечивается на основе одного из нижеизложенных принципов, предложенных Я.В. Бочкаревым [34,35]: 1. Стабилизация отводимого расхода воды поддержанием постоянного напора воды над отводом. 2. Стабилизация расхода воды отвода изменением площади работающего отверстия обратно пропорционально величине V#(H- действующий напор). 3. Стабилизация водоподачи изменением коэффициента расхода стабилизирующего устройства в функции -ІН . 4. Стабилизация расхода воды отвода с использованием динамических свойств потока. Принято считать, что гидравлическими стабилизаторами расхода воды отвода называют средства автоматизации, использующие гидравлические свойства потока; не имеющих подвижных в работе частей и реагирующие только на один вид возмущения (отклонение). Исходя из требований, предъявляемых к стабилизаторам расхода воды, устанавливаемым на водовыпускных сооружениях предлагается совершенно новая конструкция коробчатого моноблочного стабилизатора (КМС) расхода воды с подвижным дисковым клапаном (Патент на изобретение №2187833) [47].

Стабилизатор расхода воды представлен на рисунке 2.6, (А-А) - разрез. Содержит коробчатый моноблок, состоящий из цилиндра 1, выполненного ступенчатым и разделенным на проточные полости по диаметру вертикально расположенными пластинами 2, в основании которых закреплена горизонтальная пластина 4. Пластина выполнена в виде плиты и снабжена трубкой срыва вакуума 5 диаметром меньшим, чем диаметр усеченного конического основания 3, жестко закрепленного на стойках 6 неподвижно в устоях сооружения на высоте а над водовыпуском 7. Под горизонтальной пластиной 4 стабилизатора, выполненной в виде плиты, установлен подвижный дисковый клапан 8 на штоковом приводе 9, при этом шток имеет дополнительный продольный канал 10 для срыва вакуума. Продольный канал выполняется или проточным внутри или проточным сбоку. Диаметр подвижного дискового клапана принимается не менее диаметра входа водовыпуска 11, привод 9 снабжен рамой 12, закрепленной на служебном мостике 13.

Стабилизатор закреплен жестко на стойках неподвижно в устоях сооружения на высоте а над водовыпуском. Величина а принимается с учетом пропуска максимального расхода Qmax. При этом дисковый клапан 8 находится в верхнем положении.

Описание экспериментальной установки с обоснованием конструктивных параметров модели стабилизатора

Полученные экспериментальным путем функциональные зависимости Q=f(H), где Н - напор воды перед стабилизатором, позволяют оценить правомерность предшествующих разработок и исследований. При этом, процент отклонения регулируемой величины (QP) как показатель качества работы стабилизатора является основным фактором надежности процесса стабилизации.

В процессе проведения эксперимента, открытие дискового клапана устанавливалось на величину, позволяющую обеспечить расчетный расход через водовыпуск, но не более максимального открытия дискового клапана итах.

Экспериментальные данные, характеризующие изменение отводимых расходов в зависимости от колебаний напоров перед стабилизатором приведены в приложении Б.Графические зависимости Q=f(H) отражены на рисунках 4.1, 4.2, 4.3.

На рисунке 4.1 показано графическое изображение расхода воды в зависимости от открытия дискового клапана при диаметре водовыпуска равным СІВОДОВ-ЗОММ для соответствующего напора Нтіп=50мм. Из графика следует, что при минимальном открытии дискового клапана а =3мм расход составляет 0,1л/с; при максимальном открытии дискового клапана я =15мм обеспечивается расчетный расход QpaC4 =0,52 л/с. Возрастание расхода воды с увеличением открытия дискового клапана происходит по линейной зависимости. Из графика также видно, что экспериментальная зависимость расхода воды от открытия дискового клапана практически совпадает с теоретической зависимостью расхода воды и погрешность составляет А = 0,01%.

На рисунке 4.2 показано графическое изображение расхода воды в зависимости от открытия дискового клапана при диаметре водовыпуска равным с1водов=35мм для соответствующего напора Нтщ=50мм. Из графика следует, что при открытии дискового клапана я =3мм расход составляет 0Д4л/с; при максимальном открытии дискового клапана а =15мм обеспечивается расчетный расход Qpac4=0,73 л/с. Возрастание расхода воды с увеличением открытия дискового клапана происходит по линейной зависимости. Из графика также видно, что экспериментальная зависимость расхода воды от открытия дискового клапана практически совпадает с теоретической зависимостью расхода воды и погрешность составляет А = 0,02%.

На рисунке 4.3 показано графическое изображение расхода воды в за-, висимости от открытия дискового клапана при диаметре водовыпуска равным с1водов=40мм для соответствующего напора Нтш=50мм. Из графика следует, что при открытии дискового клапана а =3мм расход составляет 0,19л/с; при максимальном открытии дискового клапана а =15мм обеспечивается расчетный расход QpaC4.=0 96 л/с. Возрастание расхода воды с увеличением открытия дискового клапана происходит по линейной зависимости.

Из графика также видно, что экспериментальная зависимость расхода воды от открытия дискового клапана практически совпадает с теоретической зависимостью расхода воды и погрешность составляет А = 0,02%.

Отсюда следует вывод, что при исследовании качества работы стабилизатора нельзя ограничиваться установлением зависимости отводимого расхода от величины колебаний напора в верхнем бьефе сооружения Q=f(H). Поскольку, величина открытия дискового клапана влияет также на истечение отводимого расхода воды, т.е. Q=f(V).

На рисунке 4.4 представлена зависимость отводимого расхода воды от напора при минимальном открытии дискового клапана з =3мм и при іводов.=30мм. При напоре Н=33мм расход составляет С)=0,069л/с. С увеличением напора до 140мм расход воды также увеличивается до ОД 13л/с. Увеличение отводимого расхода воды в среднем происходит по параболическому

закону у - -IE - 06х + 0,0006х + 0,0529. Вывод следует, что величина отводимого расхода при минимальном открытии дискового клапана и минимальном диаметре водовыпуска находится вне требуемых пределах (±5%).

На рисунке 4.5 представлена зависимость отводимого расхода воды от напора при максимальном открытии дискового клапана я =15мм и при том же диаметре водовыпуска а водов=30мм. При напоре Н=35мм расход составляет (2=0,483л/с. С увеличением напора до 140мм расход воды также увеличивается до 0,549л/с. Увеличение отводимого расхода воды в среднем происхо дит по параболическому закону у = -ЗЕ 0,6х + 0,0011х +0,453. В этом случае величина отводимого расхода находится в требуемых пределах.

На рисунке 4.6 представлена зависимость отводимого расхода воды от напора при минимальном открытии дискового клапана а —Змм, но при ёподов=35мм. При напоре Н=38мм расход составляет С2=0,132л/с. С увеличением напора до 145мм расход воды также увеличивается до 0,148л/с. Увеличение отводимого расхода воды в среднем происходит по параболическому

В этом случае при минимальном открытии дискового клапана, но диаметре водовыпуска равным 35мм величина отводимого расхода находится в нужных пределах, начиная с минимального наполнения водой стабилизатора.

Исследование диаметра водовыпуска и напора на расход воды стабилизатора

Анализ способов и средств регулируемой подачи воды на сельскохозяйственные объекты или ее отвода показывает, что существующие системы со щитовыми стабилизаторами имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся большой непроизводительный расход воды за счет потерь и недостаточно точного регулирования, значительная стоимость стабилизирующих водоподачу устройств из-за большой металлоемкости. Отмеченные недостатки указывают на необходимость дальнейшего совершенствования средств стабилизации с целью устранения этих недостатков и повышения качественных характеристик стабилизаторов водоподачи.

Система подачи воды к дождевальным установкам типа ДДА-100МА ЗАО «Ленинское» Коломенского района Московской области должна содержать накопительную емкость воды (водоприемную камеру), стабилизатор расхода воды с дисковым клапаном, трубчатый водовыпуск и открытые оросительные каналы, в которых стабилизатором поддерживается необходимый уровень воды.

Система сброса излишней воды из прудов (зимовальных, выростных и нагульных) рыбхоза «Павловский» Рязанского района Рязанской области должна содержать головной пруд, насосную станцию, коллектор, пруды, стабилизаторы расхода воды с дисковыми клапанами для отвода заданного количества воды.

Коробчатый моноблочный стабилизатор должен содержать водовы пуск с цилиндрическим отверстием для отвода воды, подвижный дисковый клапан для изменения подачи воды, проточные полости цилиндрической формы разной высоты для восстановления процесса стабилизации и штоко вый привод с рамой. При открытии дискового клапана вода через зазор меж ду цилиндрическим отверстием водовыпуска и дисковым клапаном стабили затора направляется в водовыпуск. При увеличении напора воды происходит перелив через проточные полости, восстанавливая тем самым необходимый, заданный расход воды за счет использования гидравлических свойств потока. 4. Теоретически установлено, что количество воды, подаваемой в водо-выпуск, зависит от диаметра отверстия водовыпуска, величины открытия дискового клапана и величины действующего напора воды. Стабилизация отводимых расходов воды предложенным стабилизатором осуществляется за счет изменения коэффициента расхода воды обратно пропорционально корню квадратному из действующего напора. 5. Экспериментально установлено, что с увеличением диаметра отверстия водовыпуска и высоты подъема дискового клапана пропорционально увеличивается расход воды по параболической зависимости. Многофакторный анализ показывает, что для действующих моделей с диаметрами водовыпуска 30мм, 35мм, 40мм и открытием дискового клапана на величину Змм, 9мм и 15мм при изменении напора от 30мм до 136мм можно стабилизиро- вать расход воды, начиная с минимального напора 50мм в пределах 0,0001 до 0,00098 м3/с. 6. Экспериментально установлена зависимость отводимых расходов от напора при разных диаметрах водовыпуска (30м, 35мм, 40мм) и открытиях дискового клапана (Змм,6мм,9мм, 12мм, 15мм). При диаметре водовыпуска 40мм открытие дискового клапана Змм, напор изменяется от 50мм до 120мм, расход колеблется от 0,17л/с до 0,2л/с, т.е в этих пределах находится в зоне стабилизации; при том же диаметре водовыпуска открытие клапана 6мм, напор от 50мм до 120мм, расход находится в зоне стабилизации и в среднем равен 0,38л/с; при максимальном открытии клапана 15мм, напор увеличивается от 50мм до 110мм, Q=0,96-1,03 л/с, также в зоне стабилизации. Таким образом, графическое изображение зависимостей Q=f(H) дает возможность установить фактический диапазон колебаний напоров перед стабилизатором от Hmjn до Нтах при любом открытии клапана и диаметре во 143 довыпуска, при которых величина отводимого расхода остается практически неизменной. 7. Конструкция стабилизатора является водомером от Hmin до Нтах. Рас считали экспериментальные значения водомерных характеристик для Н=Нрасч.=Нт{пэ где подтвердилось это предложение. Соответственно, построены графические изображения водомерных характеристик при разных диаметрах водовыпуска. При 5водов=30мм и максимальном открытии дискового клапана я=15мм - Q=0,52 л/с; при с1водов=35мм и том же открытии дискового клапана — Q=0,73n/c; при dB(W0B =40мм и том же открытии дискового клапана — С =0,96л/с. Экспериментальные и теоретические зависимости практически совпадают, погрешность составляет 0,02%. Это исключает необходимость строительства дополнительных водомерных сооружений и позволяет экономить рабочее время при поливе. 8. В результате обследования производственных объектов внедрения-. . ЗАО «Ленинское» Коломенского района Московской области при Qmax =0,36м3/с, максимальном наполнении оросительного канала Нтах=0,9м и ми нимальном напоре в оросителях Нт-П=0,6м рекомендуется стабилизатор рас хода воды со следующими параметрами: - диаметр дискового клапана -0,5м; его толщина кт=0,№6м; диаметр водовыпуска — 0,4м; диаметр наружного конического козырька — 0,7м; максимальное открытие дискового клапана — 0,2м; число проточных полостей — Зшт. Для рыбхоза «Павловский» Рязанского района Рязанской области рекомендуется стабилизатор, например, для зимовальных прудов с такими параметрами: диаметр дискового клапана 0,25м; его толщина /2г=0,6мм ; диаметр водовыпуска 0,2м; диаметр наружного конического козырька 0,35м; максимальное открытие клапана составляет 0,1м; число проточных полостей 4шт, для расходов Qmax=0,063M /с. 9. Экономические расчеты показывают, что экономический эффект от снижения потерь воды составит 31493 руб. при непроизводительном расходе 144 7372м3, а экономический эффект от внедрения коробчатого моноблочного стабилизатора с подвижным дисковым клапаном составляет 3987 руб. по сравнению с существующим «КСТПЗ-2» при одинаковых расходах.

Похожие диссертации на Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды