Усовершенствованный стабилизатор - водомер расхода отвода коробчатого типа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рязанский институт (филиал) МГОУ

Кыргызский аграрный университет им. К.И. Скрябина

Усовершенствованный стабилизатор - водомер расхода отвода коробчатого типа

В.А. Биленко, канд. техн. наук, доцент

Б.О. Аскаралиев, канд. техн. наук, доцент

К.Э. Омурзаков, аспирант

Аннотация

Изложены результаты теоретического и экспериментального обоснования конструкции и параметров стабилизаторов-водомеров расхода воды отвода коробчатого типа. Приведены схемы и принцип работы предложенных конструкций.

Анотація

Outcomes of a theoretical and experimental justification of a construction and parametres of stabilizers-hydrometers of a discharge of water of a tap of a box-shaped type are stated. Schemes and a principle of operation of the offered constructions are resulted.

В Киргизской Республике, где развито орошаемое земледелие, интенсивно проходит процесс реструктуризации хозяйств в акционерные общества, кооперативы и небольшие семейные фермы вследствие этого резко возросло число мелких собственников.

В Советский период все орошение концентрировалось на базе совхозов и колхозов, имеющих до 7 тыс. га орошаемых земель, при среднем размере около 2 тыс. га. В современных условиях земельные наделы собственников составляют от 0,1 до 4,5 га. Существующая в советское время система водораспределения не соответствует сложившимся условиям, особенно обострилась ситуация в низовом звене на так называемой «внутрихозяйственной сети» в связи с резким увеличением водовыпусков и невозможностью нормированного водораспределения [1].

Для улучшения ситуации, нами предложены схемы водораспределения непосредственным отбором воды для низового звена оросительных систем с резервными емкостями, бассейнами суточного регулирования на канале или вне канала [2]. Реализуются предложенные схемы с помощью средств гидроавтоматики, основными из которых являются водовыпуски - стабилизаторы обеспечивающие подачу заданного расхода воды в отводы с точностью ±5% от расчетного расхода воды Q_p.

Из многообразия стабилизаторов на ирригационных системах Кыргызстана нашли широкое применение стабилизаторы расхода воды коробчатого типа. Неоспоримое достоинство этих стабилизаторов простота конструкции и хорошие показатели качества стабилизации. Ниже дано подробное описание разработанного нами усовершенствованного стабилизатора, а в таблице приведен краткий обзор стабилизаторов - водомеров коробчатого типа [3, 4, 5, 6].

Таблица. Стабилизаторы - водомеры расхода воды отвода коробчатого типа

Усовершенствованный стабилизатор - водомер расхода воды (СВРВ) представленный на рисунке содержит короб, выполненный в виде системы трех вертикальных последовательно установленных плоских граней 1, 2, 3, соединенных боковыми стенками 4, образующих по вертикали две проточные полости: первая - 5, вторая6, установленный на водовыпуске 7. К нижней кромке грани 3 прикреплен горизонтальный козырек 8, к грани 2 - вертикальный криволинейный козырек 9, а к грани 1 козырек в виде сектора 10. Нижние кромки граней расположены на одной отметке и образуют открытие стабилизатора а. Размеры граней по высоте не одинаковы. Отметка грани 1 - V 2 ниже, чем отметка грани 2 - V 4 и обусловлены гидравлическими параметрами стабилизатора, показанными в виде графика Q=f(H). Для изменения величины открытия водовыпускного отверстия 11 стабилизатор расхода воды оснащен винтовым подъемником 12 с ручным или электрическим приводом, при помощи которого осуществляется перемещение затвора в пазах.

Для определения расхода воды, подаваемой в отвод, стабилизатор расхода воды оборудуется рейкой 13, проградуированной в единицах расхода, и стрелкой-указателем 14. Вода к стабилизатору расхода воды поступает из ирригационного канала 15.

Принцип действия работы стабилизатора расхода воды основан на использовании явления вертикального сжатия потока при истечении из-под затвора и за счет этого изменения коэффициента пропускной способности

стабилизатор расход вода сжатие

ц = Д1/ JJT.) [7]

Работа стабилизатора расхода воды базируется на известной формуле истечения из-под затвора [8]

Q = (pЈ,aJ2g{H_j-ae_i)

где, <р - коэффициент скорости,

а - величина открытия затвора,

s_i = f(alЯ,) - коэффициент вертикального сжатия [8].

Н, - напор воды перед стабилизатором, определяется режимом работы и условием эксплуатации подводящего канала 15, изменяется в пределах от H_mi„ до Н_тах.

Работает стабилизатор следующим образом. При заполнении водой ирригационного канала и достижении напора воды перед водовыпуском 7, равного Я„„„, (с которого начинается стабилизация расхода), истечение потока происходит из-под грани 1 по кривой, не

Симметрия потока, фронтально вытекающего из водовыпускного отверстия, образованного нижними кромками граней и дном отвода канала, обуславливает равномерное по толщине крепление дна нижнего бьефа.

Оборудование стабилизатора рейкой, проградуированной в единицах расхода и уровня, и стрелкой-указателем, позволяет его использовать в качестве водомера, при этом уставка стабилизатора будет осуществляться на открытие а, т.к. в принятом диапазоне стабилизации расход функционально связан только с открытием 2 = /(«)*

Нами намечается проведение всесторонних гидравлических исследований с целью подтверждения параметров стабилизатора полученных на основании математического моделирования и получения параметров некоторых конструктивных размеров стабилизатора пока не поддающихся математическому моделированию.

Литература

1. Аскаралиев Б.О. Анализ эффективности использования воды на оросительной системе бассейна реки Сокулук (БРС) Чуйской долины Кыргызстана. // Вестник Кыргызского аграрного университета.-2005г. С 117-120.

2. Биленко В.А., Иванова Н.И., Фролова Г.П., Аскаралиев Б.О., Автоматизация водораспределения в низовом звене оросительных систем предгорной зоны способом непосредственного отбора с резервными объемами и средства для его реализации // Сб.науч.тр Московского государственного университета Природообустройства. - Москва, 2008. - С. 88-94.

3. Бочкарев Я.В., Луговой А.С, Рохман А.И. Стабилизатор расхода воды типа «телескопический коробчатый ломанный щит» // Автоматизация оросительных систем. - Фрунзе: Кирг. СХИ, 1980

4. Штеренлихт Д.В. Гидравлика: Учеб. для вузов.- В 2-х кн.: Кн. 2 -2-е изд., перераб. и доп. - М.:Энергоатомиздат, 1991.- 367 с: ил.

5. Основы автоматики и автоматизации гидромелиоративных систем / Я.В. Бочкарев, П.И. Коваленко, А.И. Сергеев. - М.: Колос, 1993.

6. Стабилизатор расхода воды. //Биленко В.А.. Иванова Н.И., Фролова Г.П.. Аскаралиев Б.О. Патент КР № 1053, МПК Е 02 И 13/00, опубл.26.08.2008 бюлл.№ 7 -7с.

7. Бочкарев Я.В. Овчаров Е.Е. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов в гидромелиорации. - М: Колос, 1981.-335с.:ил.

8. Справочник по гидравлическим расчетам. Под ред. П.Г. Киселева. Изд. 4-е переработ, и доп. - М.: Энергия, 1972.- 312с: ил.

Размещено на Allbest.ru