Совершенствование учета взаимного влияния элементов узла "регулируемая задвижка - тройник" в напорных водоводах - Автореферат

Совершенствование учета взаимного влияния элементов узла «регулируемая задвижка - тройник» в напорных водоводах Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Работа выполнена в Московском государственном университете природообустройства на кафедре «Гидравлики» Научный руководитель: - кандидат технических наук, доцент Защита состоится 15 ноября 2010 г. в 1500 ч. на заседании диссертационного совета Д 220.045.02 в Московском государственном университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, ул.Изучить гидравлические характеристики - поля распределения давлений и скоростей в окрестности узла: нестандартизованных одно-и двухсторонних прямоугольных задвижек при различных степенях закрытия, нестандартизированных равнопроходных тройников с углами бокового подвода от 300 до 1500 при отсутствии расхода ответвления; узлов, включающих рассматриваемые сопротивления. Экспериментально определить значения коэффициентов местных сопротивлений и взаимного влияния элементов узла «регулируемая задвижка-тройник» при варьировании угла бокового подвода, вида и степени закрытия задвижки при отсутствии расхода ответвления. Научная новизна работы состоит в получении эмпирической зависимости для расчета гидравлического коэффициента трения (Дарси) в трубопроводах квадратного сечения; в определении схемы течения и коэффициентов местных сопротивлений нестандартизированных равнопроходных тройников с углами от 300 до 1500 при отсутствии расхода ответвления и универсальной формулы для их расчета; в установлении коэффициентов сопротивлений и взаимного влияния элементов узла «регулируемая задвижка - тройник» при варьировании угла ответвления тройника вида и степени закрытия задвижки; в выявлении длины зоны влияния указанных сопротивлений и определении мест водовода, в пределах которых происходит выброс ядра скоростей на стенки и возможен риск возникновения интенсификации коррозии. Систематизация данных из литературных источников позволила определить длины влияния сближаемых единичных сопротивлений: для полностью открытой задвижки вверх по течению lвл=1,2?2d от оси задвижки; для регулируемой задвижки вниз по течению lвл=6?10d от оси задвижки; для прямого равнопроходного тройника в отростках lвл=4d, в магистрали lвл=5,5d; для узла «проходной клапан - тройник» lвл=10?12d; для узла «задвижка - равнопроходный прямой раздаточный тройник» при подаче в обе ветви lвл=6,5d. Исследования ставили перед собой цель изучить следующие гидравлические характеристики напорного водовода квадратного сечения: гидравлическое трение, местные сопротивления единичного характера - ниши, расположенные под углами 300,600, 900, 1200, 1500 к потоку; нестандартизованные одно-и двухсторонние задвижки прямоугольного сечения (без выемки для клапана) при различных степенях закрытия; узловые местные сопротивления (сочетание ниш под углами от 300 до 1500 и нестандартизованной одно-и двухсторонней задвижки при регулировании); поля давлений и скоростей.По результатам вычислительного эксперимента получены эпюры полей давлений и скоростей (векторных и скалярных) в окрестности узла: нестандартизованных одно-и двухсторонних прямоугольных задвижек при различных степенях закрытия, нестандартизированных равнопроходных тройников с углами бокового подвода от 300 до 1500 при отсутствии расхода ответвления и узлов, включающих рассматриваемые сопротивления. Определены длины участков стабилизации (длины влияния) рассматриваемых сопротивлений и их узлов вверх и вниз по течению для и l=0,018, позволяющие в дальнейшем разграничивать единичные тройники, регулируемые задвижки и их узлы при проведении гидравлических расчетов. Экспериментально доказано, что гидравлическое сопротивление нестандартизованных равнопроходных тройников с углами бокового подвода от 300 до 1500 при отсутствии расхода ответвления практически не зависит от формы сечения трубопровода (круглая, квадратная) и связано в большей степени с изменением значения угла. Зависимость дополняет существующие универсальные формулы расчета сопротивлений равнопроходных тройников, которые позволяют вычислить сопротивление на боковой проход zc.б., но дают нулевые значения zc.п. при отсутствии расхода ответвления (что противоречит гидравлической схеме течения и до сих пор отмечается в справочной литературе как их недостаток). Впервые экспериментально получены значения коэффициентов местного сопротивления и взаимного влияния элементов узла «регулируемая задвижка-тройник» в трубопроводах квадратного сечения при различных углах бокового подвода 300, 600, 900, 1200, 1500, видах (одно-и двухсторонняя) и степенях закрытия задвижки при отсутствии расхода ответвления.