Гидротехнические сооружения. Том II

нием расхода станций, против бытовых расходов происходит не мгновенно, а через некоторый промежуток времени с конечной скоростью. Все явления относятся к неустановившемуся движению. Наиболее последовательное теоретическое осве щение вопроса неустановившегося режима дано инж. H. М. Вернадским, метод которого изла гается ниже. 3. МЕТОД ИНЖ. ВЕРНАДСКОГО Нахождение кривой свободной поверхности водотока по методу Н. М.^Бернадского сводится к построению гидравлических цепей, обусловли ваемых двумя условиями гидродинамики: а) условием равновесия, определяющим кривую свободной поверхности и падение на любом участке при некотором распределении расходов по длине потока; б) условием неразрывности или водного баланса на данном участке между поступающим на участок стоком, стоком выходящим и аккумуляцией в пределах участка. 4. УСЛОВИЕ РАВНОВЕСИЯ Под условием равновесия водного потока под разумевается равновесие между активной силой, вызванной тяжестью воды, пассивной силой, опре деляющейся наличием гидравлических сопротивле ний, и силой инерции движущейся водной массы. Математически это условие может быть написано в следующем виде: рф -(FI- •с 0 g dt (53) где: -[fi - • активная сила водного потока дли ной 1 пог. м; — —сила инерции. dt Соответственно в выражение действующих сил входят: у — удельный вес воды; F — площадь потока на 1 пог. л'г, / — поверхностный уклон; Q — удельное сопротивление, получаемое опыт ным путем над некоторым руслом опреде ленной шероховатости; Р—подводный периметр; V —средняя скорость течения; /?— подводный радиус; а —постоянное число для русла данной шерохо ватости; G — ускорение силы тяжести. Имея в виду, что а = г р равенство (53) можно переписать в новом виде PV'Î Сп пассивная сила; / Г yF dv g

воды в кубических метрах в секунду. Перевод квот в расходы может быть осуществлен по формуле 75 1 кет — 1 ООО -0,736- H -трг, 0,102 ,, м 3 1сек, (52) где: H — напор установки; у) — к. п. д. турбины; 1)1 — к. п. д. генератора. Приток воды в течение суток мало изменяется; поэтому его можно считать постоянным. На гра фике это будет изображаться прямой, линией, параллельной оси абсцисс. Для того чтобы судить о том, возможно суточ ное регулирование или нет, достаточно сравнить среднюю ординату графика нагрузки с расходом воды, притекающим в водохранилище. Если расход этот равен средней ординате гра фика, суточное регулирование возможно, так как притекаемое количество воды достаточно для покрытия заданного графика.

Рис. 132 Для этого необходимо, с одной стороны, иметь водохранилище, чтобы запастись водой в часы минимальной нагрузки; с другой стороны, необ ходимо установить достаточное число агрегатов на етанции, чтобы использовать накопленное коли чество воды. Очевидно, что суточное регулиро вание требует увеличения установленной мощно сти станции. Дополнительные агрегаты, устана вливаемые специально для суточного регули рования, будут менее загружены, чем основные агрегаты станции; зато 1 кет установленной их мощности гораздо дешевле, чем 1 кет основной мощности: плотина сохраняется прежняя. Предел дополнительной мощпостн, выгодно устанавливае мой, определяется методом главы X с анализом работы станции в течение расчетных лет. 2. КРИВЫЕ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ СУТОЧНОМ РЕГУЛИРОВАНИИ В низконапорных установках для суточного регулирования используется водохранилище, образуемое плотиной на длине от плотины до ме ста выклинивания кривой подпора. В таких случаях переход от одного расхода к другому влечет переход от одной кривой свободной по верхности к другой. Объемы воды, заключенные между такими кривыми, будут соответствовать различным уровням у плотины. Распространение возмущения в бьефе, обусловливаемое увеличе-

i

С п

V* i r ,а + 1

d a

dt = 0.

п'

В случае установившегося движения dv dt