tính toán thuỷ lực công trình tháo nước NI DUNG BAI GING Phân loại công trình tháo Một số vấn đề có liên quan đến thiết kế công trình tháo lũ Tính toán kh nng thao Phng phap tinh ap suat thuy ng 1.phân loại công trình tháo Theo nhiệm vụ : công trình tháo lũ công trình tháo nước Vị trí công trình: đặt thân đập công trình đặt thân đập Theo điều kiện thuỷ lực : Trên mặt sâu, có cửa van van, cột nư ớc thấp cột nước cao Một số vấn đề có liên quan đến thiết kế công trình tháo lũ a.Tình hình xây dựng công trình tháo Toàn giới: 45.000 đập ( Trung quốc 49%,Việt nam 1% đứng hàng thứ 16 31 quốc gia tham gia thống kê đập Việt nam : Đường tràn dặt thân đập chiếm 70% ,q=10 51m3/s/m, Qua đập tràn q=40 100 m3/s/m Lỗ xả sâu 60 400m3/s/m b Nguyên nhân gây cố công trình tháo lũ Dòng lưu tốc cao gây xói công trình Phá hoại khí thực Thiết kế chưa tính đến ảnh hưởng yếu tố địa kĩ thuật Chất lượng thi công chưa đạt yêu cầu Công trình làm việc vượt tiêu chuẩn thiết kế Vận hành không quy trình c tiêu thiết kế công trình tháo lũ Thiết kế kiểm tra theo tần suất lũ (TCXD285-2002) Tính toán theo lũ cực hạn (Probale maximum flood PMF) Lu lng tieu nng ( tn sut tieu nng ) Lu lng tớnh h xúi Lai chõu Trung Quc 0,39.Q (P=0,1%) = 6053m3/s Nht Bn (77%-51%)Qmax (P=0,1%) = 7916 11951m3/s M 0.21Q (P=0,01%) = 4521m3/s Lai Chõu cú th la chn lu lng tớnh toỏn xúi h lu di t 4500 m3/s ữ 12000 m3/s (Q 1%)=11940 m3/s) Sơ đồ tính toán thủy lực đập tràn MNTL 275.00 L1 R50 00 L hx aQ v t h MNHL bx éPả-Tàđb éPả-Tàđb Một số kết nghiên cứu giảI tích Nghiên cứu phân bố áp suất cửa vào cống sâu Giả thiết vận tốc phân bố theo quy luật tích ur = const (a) Thí nghiệm mô hình khe hẹp (dòng chảy thể đư ợc biến đổi độ cong đường cong) 1/r = f(x,y) (b) Thay (b) vào (a) tìm được: u = f1(x,y) (c) Thay (c) vào phương trình chuyển động dp u + = g cos (3 27) dr r Giải (3-27) p = f2(x,y) (d) Thí nghiệm mô hình thủy lực để kiểm chứng (d) Phân bố áp suất vận tốc cửa vào cống sâu ( Ng.V.Mạo 1987) Nghiên cứu phân bố áp suất ngưỡng xi phông (X.M.Xlixxki) Viết phương trình ƠLE hệ trục toạ độ xoy du y dp = y (a ) dt dy Chia áp lực dòng chảy hai thành phần áp lực tĩnh P, áp lực động P*: P P* = y cos (b) Giả thiết vận tốc theo quy luật diện tích, viết quy luật độ cong đường dòng 1 1 1 y = + (c) r r1 r2 r1 r2 h Từ tìm phân bố uy=f(x,y) Py=f2(x,y) Kết nghiên cứu X.M.Xlixxki Kết nghiên cứu Ngô trí viềng Phân bố áp suất dòng chảy qua tràn Nghiên cứu phân bố áp suất cuối tràn Phương trình chuyển động u d( P / ) cos + = rg dr (a )' Phương trình lượng dp 2udu dz + + = (b)' 2g Giả thiết quy luật phân bố vận tốc ur = C (c)' áp dụng phương trình Pc u2 = m cos + = Hc 2g phân bố áp suất thuỷ động dòng chảy qua tràn Phân bố áp suất cuối tràn tính phân bố áp suất dòng chảy qua đỉnh đập tràn qua cống phương pháp pthh Sử dụng PTHH giải toán thuỷ lực hướng để giải toán dòng có mặt thoáng tự Khó khăn toán là: Mặt thoáng phận nghiệm Cách giảI chung toán: Dùng phương pháp lặp để tính thử dần theo điều kiện mặt thoáng vận tốc theo pháp tuyến o p = const Hiện có kết giải dòng chảy phẳng Phương trình dòng hai chiều qua đập tràn điều kiện biên Abcde , ghịklno Vận tốc theo phương pháp tuyến o AO FG lưu tốc phân bố EF mặt thoáng Nguyên lý biến phân khu vực khả biến Mặt phẳng xoy mặt nước ẩn số khả biến tồn phiếm hàm J đạt cực trị thay đổi giá trị đư ờng mặt nước Vấn đề đặt tìm hình dạng s hàm f D để J đạt cực trị Đường PQ chia thành D1 cố định có J1 D2 khả biên có J2 bước tính Xác định điều kiện biên Phân chia phần tử, D1 tam giac, D2 hình thang Xử lý phần tử Thiết lập hệ phương trình GiảI hệ phương trình Kết số bàI toán khác [...]... lực mạch động ở dòng chảy qua công trình tháo Tính toán dòng xiết (dòng lưu tốc cao) Tiêu năng sau công trình tháo Hiện tượng chân không và khí 2 .tính toán khả năng tháo nước Tính toán khả năng tháo Đại lượng đăc trưng cho khả năng tháo là lưu lượng tháo tháo qua công trình ( m3/s) Hệ quả của phương trình Bernuli viết cho dòng lý tưởngvà nguyên lý ống đo Ventury cho công thức Q= f(A,h) (1 ) Dòng...d .tính toán thuỷ lực công trình tháo Tính khả năng tháo để quyết định hình dạng và kích thước cửa tháo Tính toán tiêu năng để quyết định các kết cấu tiêu năng và kết cấu bảo vệ lòng dẫn hạ lưu công trình Phân tích các yếu tố thuỷ động lực của dòng chảy từ đó phân tích kết cấu Phân tích các tác động đặc biệt của dòng chảy lên công trình e Các phưong pháp nghiên cứu các bài toán thuỷ lực công trình. .. Mô hình toán : giải tích , mụ hỡnh số đặc trưng cơ bản của dòng lư u tốc cao Mức độ xáo trộn mãnh liệt,áp lực động biến đổi, mạch động tăng Quán tính là chủ yếu,ảnh hưởng độ nhớt không rõ ràng Dòng chảy nhạy bén với đường biên,nhiễu loạn xuất hiện trong vùng trộn khí và vùng chân không Các nội dung nghiên cứu trong chương trình học Tính toán khả năng tháo nước áp lực thuỷ động và áp lực mạch... Ventury cho công thức Q= f(A,h) (1 ) Dòng chảy thực : Q = f(m,A,h) (2) Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến hệ số lưu lượng để xác định chính xác khả năng tháo Các nhân tố ảnh hưởng đến khả năng tháo qua đập tràn Các nhân tố ảnh hưởng đến khả năng tháo qua đập tràn không cửa van Hình dạng mặt đập tràn y 1 x = Hd k Hd n nghiên cứu các nhân tố ảnh hư ởng đến hình dạng mặt tràn ảnh hưởng của cột... quan hệ với nhau, đường cong đập có cửa van: 1,8 x Y = 0,47 Hd Hd Dòng chảy dưới cửa van có sự phân bố áp suất không đều có vị trí áp suất đạt cực trị phụ thuộc vào vị trí đặt cửa van Khối lượng công trình phụ thuộc vào vị trí đặt cửa van Hệ số lưu lượng qua đỉnh tràn có cửa van ... thượng lưu Ví dụ ảnh hưởng của chân không m = m o ( h E / h tc ) 2 h E = h + u / 2g 0,16 ảnh hưởng của tuyến đập trên mặt bằng m k = m. k o Sử dụng đập tràn chân không Đập tràn chân không có khả năng tháo lớn NP.Rozanop: đập đầu tròn hck=(1,39 ữ1,58)Ho đập b/a=2, hck=(1,27 ữ1,55)Ho b/a=3, hck=(1,34 ữ1,63)Ho Liên Xô cũ: Pck/ = 6 ữ7 m Trung Quốc: Pck/ = 3 ữ6 m Thổ Nhĩ Kỳ: Pck/ = 4 m m 0,52 Khả năng ... đồ tính toán thủy lực đập tràn MNTL 275.00 L1 R50 00 L hx aQ v t h MNHL bx éPả-Tàđb éPả-Tàđb d .tính toán thuỷ lực công trình tháo Tính khả tháo để định hình dạng kích thước cửa tháo Tính toán. .. loại công trình tháo Một số vấn đề có liên quan đến thiết kế công trình tháo lũ Tính toán kh nng thao Phng phap tinh ap suat thuy ng 1.phân loại công trình tháo Theo nhiệm vụ : công trình tháo. .. nghiên cứu chương trình học Tính toán khả tháo nước áp lực thuỷ động áp lực mạch động dòng chảy qua công trình tháo Tính toán dòng xiết (dòng lưu tốc cao) Tiêu sau công trình tháo Hiện tượng