Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние эксплуатации водозаборных узлов, оборудованных средствами измерения и регулирования уровней (расходов) воды 12
1.1. Источники орошения и их режимные характеристики 12
1.2. Технологические особенности функционирования водозаборных узлов на горных реках 17
1.3. Особенности работы водозаборного узла, как связующего звена между режимами источника орошения и графиками водопользования 30
1.4. Анализ состояния и условий эксплуатации технических средств водозабора и вододеления 34
1.5. Выводы 41
2. Анализ неустановившегося движения воды в оросительном канале 43
2.1. Причины появления и характер возмущений, приводящих к неустановившемуся движению воды в канале 43
2.2. Анализ методов решения уравнений неустановившегося движения воды 48
2.3. Выводы 61
3. Экспериментальные исследования движения воды в каналах на регумрушом участке 63
3.1. Методика проведения активных экспериментов, выбор аппаратуры 63
3.2. Состав и объем экспериментальных исследований, обработка переходных характеристик 71
3.3. Выводы 87
4. Анализ статических и динамических характеристик элементов объекта регулирования 88
4.1. Затвор регулирующего органа 88
4.2. Измерительные колодцы на гидропостах 90
4.3. Участок оросительного канала 98
4.4. Выводы 109
5. Совершенствование технических средств водорегужрованйя и водоучета и их внедрение на гидроузлах, технико-экономическая эффективность результатов работы 111
5.1. Водомерные устройства 111
5.2. Исполнительные устройства 116
5.3. Автоматические регуляторы; методы выбора и расчета настроек 124
5.3.1. Выбор и расчет настроек АСР уровня воды и ее элементов 132
5.3.2. Методика настройки АСР уровня воды (на примере АСР Краснореченского канала) 137
5.4. Внедрение результатов исследований, технико-экономическая эффективность и перспективы использования результатов работы 140
5.5. Выводы 154
Заклкнение 156
Список использованной литературы 160
Приложения 177
- Технологические особенности функционирования водозаборных узлов на горных реках
- Анализ состояния и условий эксплуатации технических средств водозабора и вододеления
- Анализ методов решения уравнений неустановившегося движения воды
- Состав и объем экспериментальных исследований, обработка переходных характеристик
Введение к работе
"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I...I985 годы и на период до 1990 года", принятыми на ХХУІ съезде КПСС, на все отрасли промышленности и народного хозяйства возложены ответственные задачи по развитию и повышению эффективности общественного производства.
В Программе КПСС отмечено, что "...сельское хозяйство будет приближаться к уровню промышленности по технической вооруженности и организации производства... Основой повышения производительности сельскохозяйственного труда послужит дальнейшая механизация сельского хозяйства, применение комплексной механизации и использование средств автоматики, внедрение машин с высокими техническими показателями, отвечающих условиям каждой зоны".
В Продовольственной программе СССР на период до 1990 г. также указывается на необходимость "расширить применение высокоэффективных способов орошения, использовать при этом системы автоматики и телеуправления".
В настоящее время в эксплуатации оросительных систем, в управлении вододелением на гидротехнических сооружениях недостаточно используются средства механизации и автоматизации, что отражается на своевременности и качественных характеристиках обеспечения водой потребителей и производительности труда эксплуатационного персонала.
Темпы внедрения механизации и комплексной автоматизации в различных отраслях народного хозяйства, и особенно в водохозяйственном строительстве, неразрывно связаны со степенью изученности особенностей технологических процессов, обуславливающих
управление объектами. Природными условиями и конструктивными особенностями последних во многом определяется выбор средств и схем автоматизации, которые должны отвечать требованиям простоты исполнения, экономичности и обладать достаточной надежностью в эксплуатации.
Разработка методов и средств управления расходами воды на системе гидротехнических сооружений, с наиболее полным использованием возможностей имеющейся на ней технической базы, составляет основную задачу исследований в области механизации и автоматизации оросительных систем.
Это относится, в первую очередь, к головным гидротехническим сооружениям (узлам), на которых решаются задачи аккумулирования, очистки от наносов, забора очищенной воды и ее подачи в межхозяйственные и внутрихозяйственные оросительные каналы.
Кроме того, с возрастающим ростом дефицита воды и требованиями сохранения окружающей природы ставятся задачи забора на гидроузлах рационального, минимально необходимого количества воды из реки.
Эти задачи особенно остро стоят на оросительных системах в горно-предгорной зоне, на которых в среднем около AOfo всего вегетационного периода ощущается дефицит воды.
Актуальность работы. В настоящее время в управлении водозабором и вододелением на открытых оросительных системах горно-предгорной зоны, характеризующихся недостаточной водообеспеченностью, значительными скоростями (в пределах от 0,5 м/с до 12 м/с) течения воды в каналах, наличием взвешенных и влекомых наносов, недостаточно используются средства механизации и автоматизации, что отражается на своевременности обеспечения водой потребителей и производительности труда эксплуатационного персонала.
Основными причинами такого состояния являются недостаточное изучение особенностей технологических процессов и применение ненадежных технических средств.
Цель работы заключается в разработке способов повышения эффективности водозабора и вододеления путем применения совершенных технических средств, обеспечивающих повышение уровня механизации и последующую автоматизацию гидроузлов.
Для достижения цели требуется решить следующие задачи:
изучить особенности движения воды в канале на регулируемом участке, получить численные значения и диапазоны изменения основных характеристик движения воды, необходимых для обеспечения качественного и оперативного вододеления при ручном управлении, а также для выбора и расчета технических средств локальной автоматики,
оценить недостатки применяемых в настоящее время технических средств контроля и управления и необходимость, с учетом особенностей водозабора и вододеления, разработки специализированных технических средств;
разработать необходимые специализированные средства;
провести производственные исследования и испытания разработанных технических средств в составе автоматических систем контроля и регулирования технологических параметров;
внедрить результаты исследований и разработок с целью подтверждения их технико-экономической эффективности и целесообразности разработки рекомендаций по широкому внедрению.
Методы исследований. В работе использованы методы полевых исследований, физического и математического моделирования. В полевых условиях на реальных гидротехнических сооружениях снимались в режиме пассивного и активного эксперимента статические и динамические характеристики движущегося потока воды; при этом применялись разработанные в ходе выполне-
яия работы методы проведения активного эксперимента. Полученные экспериментальные данные обрабатывались с применением электронной вычислительной техники на базе методов математической статистики.
Научная новизна работы состоит в
представлении водозабора и вододеления как системы, состоящей из набора простых типовых подсистем контроля и регулирования уровней (расходов) воды;
получении численных значений характеристик неустановившегося движения воды на регулируемом участке канала;
представлении потока воды на регулируемом участке оросительного канала горно-предгорной зоны малоинерционным в динамическом отношении;
разработке конструкций уровнемерного устройства, затвора
с двухступенчатым управлением, датчика положения затвора, регулирующего устройства (с новизной по а.с. & 981930, № 993208);
- разработке способов компоновки на гидроузлах технических
средств, позволяющих повысить оперативность вододеления и его
автоматизацию (в т.ч. по а.с. № I0I6425).
Практическая ценность. Показанная целесообразность и необходимость применения общепромышленных технических средств локальной автоматики (с незначительной их доработкой с учетом технологических особенностей оросительных каналов) сокращает сроки проектирования, упрощает внедрение и эксплуатацию систем контроля и регулирования уровней (расходов) води.
Разработанная методика проведения активных экспериментов с
применением быстродействующей аппаратуры позволяет быстро и качественно определить характеристики,необходимые при настройке автоматической системы регулирования непосредственно на объекте.
9 Реализация результатов работы.
По результатам исследований статических и динамических характеристик оросительных каналов с большими уклонами (более 0,001) даны рекомендации по применению на них общепромышленных датчиков уровня воды в специализированном кожухе, а также регулирующих устройств с дополнительным блоком паузы; эти рекомендации использованы проектным институтом "Киргизгипроводхоз" при разработке проекта "Комплексная автоматизация процессов водозабора и водораспределения Найманской группы каналов с водохранилищем в Ошской области Киргизской ССР", проектно-конструкторским технологическим институтом "Водавтоматика и метрология" при разработке проектов "Автоматизация и телемеханизация оросительной системы "Караисен" в Народной Республике Болгарии", "Автоматизированная система селевого предупреждения г.Алма-Ата" в Казахской ССР. Рекомендации по применению на мелиоративных системах беспоплавковых уровнемеров типа РУС и регулирующих устройств типа ЕУЗМ использованы при внедрении этих средств в Центральной зоне ВХК Чзгйской долины, на Рыбницкой оросительной системе в Молдавской ССР, на Сионском водохранилище в Армянской ССР, на Головном эксплуатационном гидроучастке ЗШК ВХК.
Методика проведения экспериментальных исследований, методика выбора и расчета автоматических систем регулирования, выбор и исследования технических средств АСР в комплексе использованы и внедрены в автоматизированной подсистеме управления водозабором и вододелением на Головном эксплуатационном гидроучастке ЗБЧК в составе ВХК Чуйской долины в Киргизской ССР.
Рекомендации по применению типовых структур систем регулирования, выбору законов регулирования в алгоритме управления процессами водозабора и вододеления, по выбору технических
10 средств и расчетам контуров регулирования в проблемно-ориентированной микропроцессорной системе использованы при разработке проекта "Техническое перевооружение Краснореченского гидроузла" в проектном институте "Водавтоматика и метрология" в 1982 г., в соответствии с планом научно-технического сотрудничества с НЕБ.
Рекомендации по применению и доработке уровнемеров типа РУС с учетом их применения в артезианских скважинах, в измерительных системах и в системах регулирования уровней воды на открытых оросительных каналах использованы при разработке тематической карточки TK-I на беспоплавковый уровнемер мелиоративного назначения, включенной в план совместных работ с Минприбором СССР на 1985... 1986 годы постановлением октябрьского (1984 г.) Пленума ЦК КПСС.
При разработке и изготовлении на заводе "Водавтоматика" опытной партии регулирующих устройств типа Е7ЭМ использованы рекомендации по внесению изменений в принципиальную электрическую схему выпускаемого заводом авторегулятора типа Е7В-Б.
Апробация работы. Результаты исследований предусматривались плановой тематикой лаборатории автоматических систем регулирования ВНИИКАмелиорация и изложены в отчетах института за 1974...1982 годы, рассмотренных и утвержденных Ученым Советом ВНИИКАмелиорация.
Основное содержание работы докладывалось и получило одобрение на второй республиканской конференции молодых ученых (Фрунзе, 1982), зональной научно-производственной конференции "Проектирование, строительство и эксплуатация оросительных систем в районах Поволжья" (Волгоград, 1973), республиканской научно-технической конференции "Техническое совершенствование оросительных систем и улучшение их эксплуатации" (Фрунзе, 1974), научно-технической конференции "Автоматизация с применением
электротехнических устройств и автоматизированное управление производственными процессами в отраслях народного хозяйства" (Ташкент, 1978), расширенном семинаре в Киргизгипроводхозе (Фрунзе, 1979), республиканской научно-технической конференции "Разработка и внедрение АСУ ТП на гидромелиоративных системах. Применение вычислительных систем в управлении и проектировании" (Фрунзе, 1980) и др.
Натурные образцы комплекса технических средств локальной автоматики, состоящего из уровнемерного устройства с датчиком уровня типа РУС, датчика положения регулирующего органа типа ЕКС, регулирующего устройства типа РУЭМ, станции управления электроприводом затвора типа СУЭЗ экспонировались на ВДНХ СССР (Москва, I96I...I982).
Публикации. Основное содержание работы изложено в 22 научных работах, четырех изобретениях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста, иллюстрируется рисунками и таблицами на 45 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы на 17 страницах из 152 наименований и приложений на 53 страницах.
Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте комплексной автоматизации мелиоративных систем (ВНИИКАмелиорация).
Технологические особенности функционирования водозаборных узлов на горных реках
Рассматривая сложный процесс функционирования межхозяйственного звена оросительной системы от забора воды из источника орошения до хозяйства (совхоза, колхоза) в обширном водохозяйственном комплексе (рис.ІфЗ), можно выделить в нем следующие три ха-рактерные технологические особенности: водозабор, транспортирование воды по сети каналов и вододеление на гидротехнических сооружениях, определяемое планом водопользования. Действия этих отдельных частей оросительной системы взаимосвязаны и происходят последовательно одно за другим. Забор воды из источника орошения осуществляется с помощью комплекса гидротехнических сооружений, входящих в водозаборный узел. Водозаборные узлы в большинстве случаев относятся к основным постоянным сооружениям гидромелиоративных систем, надежность работы которых должна быть высокой. В случаях аварии или даже кратковременных ремонтов прекращается или уменьшается подача воды в оросительную систему. В настоящее время разработаны и применяются на реках горнопредгорной зоны водозаборные узлы /III/ следующих конструктивных типов: 1. Тирольский с донной решеткой. 2. Послойно-решетчатый (бычковый, с циркуляционными порогами, с наносоотводящими галереями и др.). 3» Открытые боковые водозаборы: а) с открытым промывным шлюзом и пескогравиеловками, б) с донными наносоперехватывающими галереями, в) с криволинейным подводящим каналом, г) с боковыми аван-камерами и др. 4. Ферганский с криволинейным подводящим руслом. 5. С послойным делением потока по высоте: а) европейский (тип Эльсдена), б) индийский (с промывными карманами), в) южно-киргизский (двухъярусный) и др. 6.
Прочие комбинированные конструкции. Каждый из перечисленных типов водозаборов отличается плановым и высотным расположением отдельных частей сооружения, назначением специальных отверстий, количеством и конструкцией затворов, с помощью которых регулируются расходы и уровни воды на узле. Водозаборные узлы выполняют следующие функции: I. Регулирование уровней и расходов воды, скоростного режима на подходе к сооружению и за его пределами, чем гарантируется сохранность всех сооружений головного участка и бесперебойный забор воды в магистральные каналы оросительной системы (или в деривацию ГЭС) в плановых количествах и надлежащего качества (без наносов, шути, плавника и ледообразовании). 2. Обеспечение забора воды в каналы по графику водопользования, который должен согласовываться с требованием отвода наносов за пределы водозаборного узла. 3. Предохранение оросительной системы (или ГЭС) от поступления в нее излишков воды и сброс их в отводящее русло. 4.
Беспрепятственный пропуск селевых паводков. 5. Прекращение подачи воды в случае ремонта, очистки каналов от наносов или при авариях на системе или на водозаборном сооружении. 6. Измерение и учет количества воды, поступающей к водозаборному узлу, идущей в сброс и в оросительные каналы. Техническая эксплуатация водозаборного узла в целом и взаимосвязь между его элементами при выполнении перечисленных выше функций зависит от компоновки и конструктивных особенностей узла, особенностей режима жидкого и твердого стока в реке, ее морфологических характеристик, плана водоподачи в оросительную систему и др. В табл.1,1, составленной с использованием данных исследований БНИИКАМС /116/, иллюстрируются применяемые в Киргизии различные конструкции водозаборных узлов в зависимости от типа питания реки, ее уклона на участке водозабора и основных морфомет-рических характеристик русла. Следует отметить, что около 80$ всех гидротехнических узлов оснащены простым и надежным водозабором донно-решетчатого типа, основные разновидности которого показаны на рис. 1.4. В состав этих узлов входит донно-решетчатый водоприемник I с виражным (или донно-ступенчатым) порогом 2, щитовой речной сброс 3 и донный сброс - промывник 4, устраиваемый в удлиненном промежуточном устое в конце виражного порога водоприемника.
Анализ состояния и условий эксплуатации технических средств водозабора и вододеления
Известно, что автоматическая система регулирования (АСР) состоит из двух основных частей - объекта регулирования и регулятора /50/.
Анализу работы АСР в целом, а также характеристик регулятора и объекта в отдельности для таких развитых отраслей промышленности, как энергетика, химия, металлургия и др., посвящено большое количество работ /12,44,65,69,105,117 и др./. В мелиорации таких работ, особенно касающихся вопросов исследования и анализа характеристик регулируемых объектов, очень мало, т.к. область этих исследований недостаточно изучена. Система контроля и регулирования уровня воды на участке канала
Указанным можно объяснить в какой-то мере трудности и слабую степень автоматизации технологических процессов на оросительных системах /18/.
В последнее время в исследованиях и проектировании автоматизации водозаборных и вододелительных узлов большая роль отводится электрическим и гидравлическим системам регулирования, осуществляющим, как правило, стабилизацию уровней (расходов) воды в верхних и нижних бьефах сооружений.
Область применения гидравлических и электрических систем регулирования довольно подробно рассмотрена в работе Хамадова И.Б. и Судакова В.П. /124/. На энергообеспеченных объектах обычно применяются электрические регуляторы импульсного или пропорционально-импульсного действия со специальными блоками паузы /39,101/, т.к. известно, что оросительные каналы характеризуются большим временным запаздыванием, волновыми явлениями и значительной инерционностью /75/.
Проектными и научно-исследовательскими институтами водохозяйственного профиля периодически проводятся работы по обобщению опыта эксплуатации автоматизированных систем, а также автоматизированных сооружений, на которых применяются, в частности, средства электрической автоматики. К таким объектам, как правило, относятся крупные водозаборные и вододелительные гидротехнические сооружения, затворы которых оснащены электрическими подъемниками.
Анализ опыта эксплуатации средств локальной автоматики, внедренных на оросительных системах Средней Азии и Казахстана в 70-х годах и ранее, показал, что большинство из установленных на объектах средств регулирования не работает и эксплуатация средств автоматики ведется, за редким исключением, неудовлетво рительно. Общими причинами такого состояния являются следующие: а) недостаточная надежность средств автоматики, требующая наличия высококвалифицированного персонала; б) недостаточное изучение характеристик автоматизируемого объекта, необходимых при выборе и расчете систем автоматики; в) низкое качество монтажных и наладочных работ; г) отсутствие типовой технической и эксплуатационной доку ментации на местах, отсутствие обученного эксплуатационного пер сонала. Известно, что одним из наиболее ответственных этапов при создании системы регулирования является выбор и расчет ее элементов (звеньев). При расчетах гидравлических и электрических систем регулирования в мелиорации применяется, в основном, математическое описание объектов, предложенное Э.Э.Маковским /76/. В практических расчетах методика Э.Э.Маковского используется и развивается во многих проектных и научных организациях Минводхоза СССР (Союзгипроводхоз, Союзводавтоматика, Институт автоматики АН Кирг.ССР, Укргипроводхоз,ВНИИГиМ, Росгипроводхоз и др.). Расчеты систем регулирования, проводимые с использованием этого математического аппарата, дают хорошие результаты /30,102, 119/, однако он находит слабое применение в практических работах по наладке средств регулирования, так как требует знания определенного количества конструктивных и технологических параметров (см. раздел 2.2). Поэтому предпринимаются попытки создания простых методов расчета, требующих определения минимального количества параметров автоматизируемых объектов.
Анализ методов решения уравнений неустановившегося движения воды
Обычно классификации движения воды в открытых каналах, с позиций анализа изменения глубины потока во времени и по его длине, обобщаются в следующем виде /80,103/: А) установившееся: 1) равномерное, 2) изменяющееся (неравномерное) а) медленно изменяющееся, б) быстро изменяющееся; Б) неустановившееся: 1) равномерное, 2) изменяющееся (обычно просто неустановившееся) а) медленно изменяющееся, б) быстро изменяющееся. Как уже отмечалось, для расчета и анализа системы регулирования уровня (расхода) воды в канале важно знать статические характеристики потока воды при установившемся движении, например, Q=-f(h)t h--f-(a) t H=f(a) и динамические характеристики при неустановившемся движении {h = -f(-b)tQ--f(b) , где t- время). Аналитически динамические свойства потока воды выражаются обычно дифференциальными уравнениями, а графически - кривыми переходных процессов. В настоящее время существует целый ряд методов решения уравнений неустановившегося движения воды в открытых каналах и рус лах /10,31,32,41,64,79/. Впервые уравнения динамики для медленно изменяющегося неустановившегося движения, основанные на уравнении неразрывности, были опубликованы Сен-Венаном. При выводе уравнений приняты следующие допущения: а) движение считается одноразмерным и медленно изменяющимся во времени; б) кривизна мгновенного профиля волны весьма мала; в) силы сопротивления учитываются как массовые, пропорцио нальные квадрату скорости. При этом предполагается, что все изменения гидравлических элементов, обусловленные волновым движением, величины очень малые, так что квадратами этих величин, а также их производными можно пренебречь.
Кроме того, рассматривается некоторый начальный установившийся режим, представляющий равномерное движение воды в канале. На основании этой гипотезы выведены уравнения где Ah - отклонение глубины истечения, і - расстояние, З - ускорение силы тяжести, AV - отклонение средней скорости течения воды, J - уклон поверхности при равномерном движении воды, В - ширина потока поверху, ш - площадь живого сечения, X - гидравлический показатель русла. Приведенные уравнения относятся к линейным уравнениям гиперболического типа с постоянными коэффициентами, значения которых определяются при начальном равномерном режиме. Для этих уравнений Н.Т.Мелещенко /84/ были получены периодические решения с использованием теории волн малой амплитуды, однако они не могут удовлетворять задачам анализа АСР расходов и уровней воды, т.к. возмущающие и управляющие воздействия на ГТС оросительных систем не описываются периодическими функциями. Поэтому Э.Э.Маковским была поставлена задача разработки метода расчета неустановившегося движения воды с привлечением теории волн малой амплитуды в целях получения решений общего вида применительно к изменению расхода на ГТС или в канале по любому выбранному закону, что равносильно приложению различных возмущающих и управляющих воздействий, реально имеющих место на объектах оросительных систем /75/. В качестве типовых элементов, из сочетания которых состоит оросительная система любой конфигурации, принят участок длинного канала, ограниченный перегораживающими сооружениями (рис.2.2). Для такого объекта Э.Э.Маковским получено уравнение неустановившегося движения в следующем виде: Чем меньше глубина h , ширина свободной поверхности В , скорость прямой волны и скорость изменения расхода по глубине, и чем больше открытие и скорость изменения расхода по открытию, тем больше начальное отклонение. Участок канала от головного сооружения до первого водовыпуска Qi и Q2."" расход воды соответственно у нижнего и верхнего перегораживающего сооружения; й, ht, h - глубина наполнения воды соответственно в канале, нижнем и верхнем бьефе;0,/. величина открытия затвора соответственно нижнего и верхнего перегораживающего сооружения; V - средняя скорость воды в канале; 6 - расстояние вдоль канала от рассматриваемого створа до нижнего пере гораживающего сооружения. или до измерительного колодца представляет собой одноемкостное звено, и для него дифференциальное уравнение в изображениях имеет вид
Состав и объем экспериментальных исследований, обработка переходных характеристик
С применением вышеописанной методики проведены экспериментальные полевые исследования на целом ряде водозаборных и водо-делительных сооружений горно-предгорной зоны в период экспедиций весной, летом и осенью. В процессе исследований изучались конструкции гидротехнических сооружений, их технологические особенности в зависимости от различных характеристик гидрологического режима источника орошения, типа водозабора и др. Особое внимание уделялось проведению экспериментов с нанесением искусственных возмущений и регистрацией переходных процессов, протекающих в объектах. Данные с перечнем гидротехнических сооружений, на которых проводились эксперименты, с указанием видов возмущений, сведены в табл.3.I. Из данных таблицы видно, что возмущения имели различный характер по времени и интенсивности, а также по виду, т.е. наносились как основные, так и внешние возмущения. На диаграммах самописцев записывались величины и вид возмущений, а также изменения уровня воды при неустановившемся движении потока, вызванном этим возмущением. Пример записи переходной функции (кривой разгона) уровня воды показан на рис.3.1.
Переходные функции, снимаемые при одном и том же режиме работы объекта, имеют существенные отличия, заключающиеся в разбросе координаты А к при фиксированных значениях времени. Этот разброс объясняется неконтролируемыми изменениями некоторых входных координат, трудностью определения нулевых условий при снятии переходной функции и т.п. Повторные измерения одной и той же величины дают в общем случае результаты, несколько отличающиеся друг от друга, несмотря на то, что они производились одним и тем же лицом, одним и тем же способом, посредством одних и тех же приборов. Поэтому, как рекомендуется в работе /12/, прежде чем приступить к обработке кривых, необходимо эти кривые, снятые при одинаковых условиях, т.е. при одном и том же возмущении, уровне верхнего бьефа, уровне нижнего бьефа и т.д., привести к одной (средней) кривой, т.е. получить усредненные кривые. Кроме того, на кривых разгона исследуемого нами класса объектов, кроме основного закона, показывающего переходный процесс потока в канале, имеются отклонения от основной величины, вызванные пульсациями воды в канале и в колодце. Кривая переходного процесса при усреднении должна пройти по этой пульсирующей кривой с таким расчетом, чтобы пульсации "+" и "-" уравновешивали друг друга, т.е. проходила по середине пульсирующей кривой. Затем наложением полученных кривых друг на друга проводится последовательное усреднение для каждого возмущения.
Переходные функции hn () (где д=Г,2... ), не искаженные помехами, строятся на графике в одном масштабе. Так как при проведении экспериментов амплитуды А возмущений различны, то следует определить единичные переходные функции h0(l) г
Если разброс между отдельными значениями функций не превышает 2...3 , то для последующей обработки выбираем одну из переходных функций. В противном случае производится усреднение по множеству номеров, т.е. находится усредненная переходная функция Т0 It) :
Поясним вышесказанное на примере. Пусть даны переходные функции канала Киргиз-Ата, время возмущения iR =30 с и =40 с, как для подъема, так и для опускания затворов. Вычертим кривые на одном графике и в одном масштабе (рис.3.3), занесем численные значения функции в табл.3.2. Разделив каждое значение hJi) на А (т.е. на ), получим единичные функции каждой кривой h0(i). Далее найдем усредненные значения функции (среднее арифметическое значение функций) и по полученным значениям строим усредненную функцию (рис.3.4). По переходным функциям h0(t) или h0(i) определяем следующие параметры, характеризующие динамические свойства объекта: а) К - коэффициент усиления (передачи) объекта. Для единичной переходной функции 6)т - общее (суммарное) запаздывание объекта. Величина запаздывания складывается из чистого (транспортного) тг и емкостного (переходного) Т„ запаздывания; Величину тґ определяем как отрезок времени, внутри которого выполняется неравенство где А зависит от погрешности аппаратуры для измерения hli) , класс точности которой обычно 1,0...2,0. Поэтому следует полагать
Похожие диссертации на Совершенствование технических средств эксплуатации водозаборных узлов на оросительных системах в горно-предгорной зоне (на примере оросительных систем Киргизии)
