Гидротехнические сооружения
Отчет по практике - Физика
Другие отчеты по практике по предмету Физика
оизведению, полученному от перемножения длины, ширины камеры и напора.
3.1Конструкция шлюза
На внутренних водных путях России наиболее широкое распространение получил однокамерный шлюз со стенкой падения. В головах шлюза размещены: оборудование, механизмы, водопроводные системы, пульты управления. От верхнего бьефа камера шлюза отделена воротами, чаще всего имеющими вид плоского металлического щита, перемещаемого по вертикали. Длина щита несколько превышает ширину камеры, а высота - глубину на пороге верхней головы. Перед рабочими воротами на верхней голове имеются аварийные ворота, которые обычно являются подъемно-опускным металлическим щитом.
У шлюза подобного типа рабочие ворота одновременно выполняют функцию гидравлического затвора. Для наполнения шлюза рабочие ворота медленно поднимают на высоту 1,5-2,5 м. Через образовавшуюся под воротами щель вода протекает из верхнего бьефа в камеру. Эта падающая с большой высоты мощная струя в камере шлюза может вызвать сильные колебания - "раскачку" воды. Чтобы ослабить неблагоприятное воздействие потока на ошвартованные в камере шлюза суда, воду из-под ворот направляют в специальное пространство за железобетонный экран, называемое камерой гашения энергии потока. Балочный гаситель способствует выравниванию скорости течения потока по глубине и ширине камеры шлюза. На примыкающем к балочному гасителю участке камеры, называемого успокоительным, движение потока остается довольно бурным и размещение судов там не допускается.
От нижнего бьефа камера шлюза отделяется обычно двустворчатыми воротами. В закрытом состоянии створки ворот образуют между собой угол в 140о, благодаря чему давление воды стремящееся распрямить этот угол передаётся на боковые устои нижней головы. В открытом состоянии створки ворот размещаются в шкафных нишах. Пространство в зоне движения створок называют шкафной частью шлюза.
Сброс воды при опорожнении камеры осуществляют через две короткие водопроводные галереи нижней головы, перекрывающиеся плоскими затворами. Высотой и скоростью их подъёма регулируется расход воды через галереи и время опорожнения камеры.
Для возможности полного осушения камеры шлюза для ремонта, нижняя голова может быть отделена от нижнего бьефа ремонтным затвором.
Камеры большинства судоходных шлюзов имеют сплошное днище и стены с вертикальной лицевой поверхностью выполненные из железобетона.
Основные габаритные размеры шлюза - это полезные длина, ширина и глубина камеры. Полезная длина шлюза это длина камеры без успокоительной и шкафной частей. По конструктивным соображениям глубина камеры обычно больше глубины на порогах верхней и особенно нижней голов, поэтому глубиной шлюза является глубина на пороге (короле).
Совокупность водопроводных устройств, обеспечивающих наполнение и опорожнение камеры шлюза, называют системой питания шлюза. Системы питания бывают двух видов - сосредоточенная (головная) и распределительная.
При сосредоточенной системе питания подача воды в камеру и сброс из неё осуществляется соответственно в верхней и нижней головах шлюза. При больших напора свыше 14 м такая система не обеспечивает должного для безопасного шлюзования судов гашения скорости потока, и такие условия могут быть созданы только путём увеличения времени наполнения камеры, что снижает пропускную способность шлюза. Сосредоточенная система питания имеет следующие конструктивные решения. Простейшим типом сосредоточенной системы питания является наполнение и опорожнение камеры шлюза через отверстия в воротах, перекрываемые затворами. Этот тип питания применяется на шлюзах с небольшими напорами (например, на шестикамерном шлюзе Камского гидроузла). Широкое распространение получил способ сосредоточенного наполнения камеры шлюза из-под подъемно-опускных ворот верхней головы и опорожнения через круговые галереи нижней головы. Водопроводные устройства шлюзов с сосредоточенной системой питания имеют небольшие размеры, строительство их требует меньших капиталовложений. Однако в связи с возникающими в камере колебательными (волновыми) перемещениями масс воды и сильным течением продолжительность наполнения и опорожнения камеры оказывается довольно значительной.
При больших напорах рациональной оказывается распределительная система питания шлюза, обеспечивающая возможность ускоренного наполнения и опорожнения камеры шлюза. При распределительной системе питания подача и сброс воды происходят посредством нескольких продольных галерей, расположенных в днище шлюза. Эти галереи с камерой шлюза соединены множеством выпусков (отверстий).
Выбирают оптимальную систему питания на основе детальных гидравлических, эксплуатационных и экономических расчетов.
При сосредоточенном впуске воды в шлюз у верхней головы происходит местный подъем уровня воды, формируется одиночная длинная волна, фронт которой устремляется к нижней голове. По достижении нижних ворот прямая волна отражается и уже в качестве отраженной волны движется в сторону верхней головы. В процессе наполнения шлюза подобные прямые и обратные перемещения волн повторяются несколько раз. В итоге поверхность воды в камере шлюза попеременно приобретает наклон то к нижней, то к верхней голове. Шлюзуемое судно, оказавшись на наклонной поверхности воды, стремится переместиться по направлению мгновенного уклона. По соображениям безопасности все шлюзуемые суда подлежат обязательн?/p>