Состав основной исходной информации. Общие положения

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒

Рассматривается одиночный низконапорный гидроузел с водохранилищем водохозяйственного назначения (ВВХН) длительного регулирования на реке снегового питания с установившимися режимами работы: ÑНПУ = 53,5 м; ÑУМО = 52,0 м; Dt = 30,44 сут. = 2,63·10⁶ с. Значения всех видов расходов (`Q_нб,`Q_пр,`Q_в и т.д.) приняты в виде среднеинтервальных значений. Объемная характеристика верхнего бьефа – Z_вб(V_вб) в численном виде представлена в табл.1.1. Интерполяция между табличными значениями – линейная.

Таблица 1.1

Объемная характеристика верхнего бьефа

Z_вб, м	52,0	52,5	53,0	53,5
V_вб×10⁶ м³	100	363	626	889

Рассматриваются два основных типа водохозяйственных расчетов (ВХР1 – для заданных значений Q_нб^треб(t) и ВХР2 – для заданных Z_вб^треб(t) или V_вб^треб(t) ) с обобщениями на более сложные случаи).

ВХР1 – первая простейшая задача

Постановка задачи: основные исходные данные п. 1.1.; известно значение Z_вб^н = 53,0 м на начало Dt = 2,63·10⁶ с;`Q_пр = 900 м³/с;`Q_нб^треб = 1000 м³/с. Требуется найти: Z_вб^к, `Q_в, V_вб^к.

Основные расчетные соотношения:

V_вб^к = V_вб^н(Z_вб^н)–DV_срб , (1.1)

DV_срб =`Q_в·Dt , (1.2)

`Q_в =`Q_нб^треб–`Q_пр , (1.3)

Z_вб^к= Z_вб^к(V_вб^к) при Z_вб^к < Z_вб^н . (1.4)

Так как`Q_в в рассматриваемом случае положительно (`Q_нб^треб >`Q_пр), то реализуется режим сработки водохранилища. Подставляя (1.2) и (1.3) в (1.1) получаем нелинейное алгебраическое уравнение с одной переменной –`Q_в. Задача решается безитерационным путем.

Решение задачи:

`Q_в= 1000 м³/с – 900 м³/с = 100 м³/с (по (1.3)),

DV_срб = 100 м³/с·2,63·10⁶ с = 263·10⁶ м³ (по (1.2);

V_вб^н(Z_вб^н = 53,0 м) = 626·10⁶ м³ (по характеристике V_вб(Z_вб)).

Далее: V_вб^к = (626–263)·10⁶ м³= 363·10⁶ м³или Z_вб^к(V_вб^к) = 52,5 м.

Аналогично решается задача ВХР и для наполнения ВВХН. Для условия, когда`Q_нб^треб <`Q_пр расчетные соотношения выглядят так:

V_вб^к = V_вб^н(Z_вб^н)+DV_нап , (1.5)

DV_нап =`Q_в·Dt , (1.6)

`Q_в =`Q_пр –`Q_нб^треб , (1.7)

Z_вб^к= Z_вб^к(V_вб^к) при Z_вб^к > Z_вб^н . (1.8)

ВХР2 – вторая простейшая задача

Постановка задачи: основные исходные данные п. 1.1.; заданы значения Z_вб^н = 53,0 м и Z_вб^к = 52,5 м; Dt = 2,63·10⁶ с;`Q_пр = 800 м³/с. Требуется найти:`Q_нб,`Q_в для сработки ВВХН.

Основные расчетные соотношения:

`Q_нб =`Q_пр+`Q_в , (1.9)

`Q_в = , (1.10)

DV_срб = V_вб^н(Z_вб^н) – V_вб^к(Z_вб^к) . (1.11)

Задача также решается без итерации.

Решение задачи:

V_вб^н(Z_вб^н) = 626·10⁶ м³; V_вб^к(Z_вб^к) = 363·10⁶ м³; DV_срб = 363·10⁶ м³;`Q_в = 100 м³/с; `Q_нб = 900 м³/с.

Аналогично решается задача и для наполнения водохранилища при условии, что Z_вб^н < Z_вб^к и следующих соотношений:

`Q_нб =`Q_пр–`Q_в , (1.12)

`Q_в = , (1.13)

DV_нап = V_вб^к(Z_вб^к) – V_вб^н(Z_вб^н) . (1.14)

Обобщения простейшей или базисной задачи ВХР1

ВХР1.1: Задача с учетом пропускной способности водосливов гидроузла

Постановка задачи: основные исходные данные п. 1.1.; задано значение Z_вб^н = 53,0 м; на начало Dt = 2,63·10⁶ с;`Q_пр = 900 м³/с;`Q_нб^треб = 1200 м³/с; известна характеристика максимальной пропускной способности водослива практического профиля – – Q_в-ва(Z_вб) в табличном виде (см. табл. 2.1)

Таблица 2.1

Характеристика водослива

Z_вб, м	52,0	52,5	53,0	53,5
Q_в-ва, м³/с	845	925	1000	1075

Требуется найти: Z_вб^к,`Q_в,`Q_в-ва, V_вб^к,`Q_нб^факт.

Основные расчетные соотношения: (см. п.1.2 - (1.1), (1.2), (1.3)). Соотношение (1.3) дает значение`Q_в без учета пропускной способности водосливов. Фактическое значение`Q_в^факт и`Q_нб^факт будет определяться следующими соотношениями:

`Q_в^факт = , (2.1)

`Q_в-ва = 0,5·[Q^н_в-ва(Z_вб^н(V_вб^н) + Q^к_в-ва(Z_вб^к(V_вб^к)] . (2.2)

Из анализа (1.1)–(1.3) и (2.1), (2.2) следует, что искомое значение V_вб^к входит в неявном виде в правую часть (2.2). Следовательно, в данном случае имеет место нелинейное алгебраическое уравнение с одним расчетным параметром, который определяется только итерационным путем: рассмотрением ряда значений – Z_вб^к или V_вб^к. Решение считается найденным, если для рассматриваемого Z_вб^к или V_вб^к выполняется следующее условие:

dQ = £ e_Q, (2.3)

где `Q_в^расч = , (2.4)

а`Q_в^факт определяется с учетом (2.2):

`Q_в^факт =`Q_в-ва–`Q_пр . (2.5)

Рассмотрим последовательность решения данной задачи для e_Q=2%. Из анализа исходных данных следует, что даже при Z_вб^н = 53,5 м`Q_в^факт будет меньше `Q_нб^треб, так как Q^н_в-ва(Z_вб^н = 53,5 м) = 1075 м³/с. Причем с уменьшением Z_вб будет уменьшаться и`Q_нб^факт из-за наличия ограничения по Q_в-ва(Z_вб).

Для Z_вб^н = 53,5 м получаем, что Q_в^н = Q^н_в-ва –`Q_пр = 1075 – 900 = 175 м³/с, которое и принимаем в качестве`Q_в^расч =`Q¹_в= 175 м³/с. В этом случае: DV¹_срб = `Q¹_в·Dt = 175·2,63·10⁶ = 460·10⁶ м³ и при V_вб^н(Z_вб^н) = 889·10⁶ м³ получаем, что V_в^к1 = 429·10⁶ м³ и Z_вб^к1 = 52,63 м.

Для Z_вб^к1 = 53,63 м имеем: Q^к1_в-ва = 940 м³/с или Q_в^к1 = Q^к1_в-ва –`Q_пр = 940 – 900 = 40 м³/с, т.е.`Q_в^факт =`Q¹_в= (175+40)/2 = 107,5 м³/с. Относительная разница между Q_в^расч= 175 м³/с и Q_в^факт = 107,5 м³/с составляет 38%.

Используя метод простой итерации принимаем в качестве`Q_в^расч значение Q_в^факт = 107,5 м³/с. Тогда: DV^к2_срб = 107,5·2,63·10⁶ = 282·10⁶ м³ и V_вб^к2 = (889–282)· 10⁶= 607·10⁶ м³ и Z_вб^к2 = 52,69 м. Для этой отметки верхнего бьефа получаем: Q^к2_в-ва = 993 м³/с или Q_в^к2 = 993 – 900 = 93 м³/с, т.е.`Q_в^факт =`Q²_в= (107,5+93)/2 = 100 м³/с или относительная разница dQ между`Q_в^расч= 107,5 м³/с и`Q_в^факт = 100,25 м³/с составляет 6,7%.

Повторяя все расчеты для`Q_в^расч равного 100,25 м³/с, получаем: DV^к3_срб = 100,25·2,63·10⁶ = 263·10⁶ м³ и V_вб^к3 = 626·10⁶ м³ при Z_вб^к3 = 53,0 м. Тогда: Q^к3_в-ва = 1000 м³/с и Q_в^к3 = 100 м³/с, т.е. dQ= 0,25%, т.е. меньше 2%.

Решение задачи: Z_вб^к = 53,0 м;`Q_в = 100,25 м³/с;`Q_нб^факт =`Q_в-ва= 1000,25 м³/с; V_вб^к = 626·10⁶ м³.

Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 192; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!