Переходные процессы на гидроэлектростанциях (123,00 руб.)

Стр.2

Стр.4

Стр.5

УДК 621.31 ББК 31.57 М91 Рецензенты : доктор технических наук М.Г. Тягунов, профессор кафедры гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии НИУ «МЭИ»; кандидат технических наук В.В. Берлин, профессор кафедры гидравлики и гидротехнического строительства НИУ МГСУ Муравьев, О.А. М91 Переходные процессы на гидроэлектростанциях [Электронный ресурс] : [учебное пособие для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений] / О.А. Муравьев ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, кафедра гидравлики и гидротехнического строительства. — Электрон. дан. и прогр. (4,2 Мб). — Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 2020. — Режим доступа: http://lib.mgsu.ru/ — Загл. с титул. экрана. ISBN 978-5-7264-2227-5 (сетевое) ISBN 978-5-7264- 2226-8 (локальное) В учебном пособии изложены теоретические вопросы расчетов гидромеханических переходных процессов в водоводах и гидроагрегатах гидроэлектростанций. Представлены аналитические и численные методы расчетов гидравлического удара и временной неравномерности хода агрегатов при сбросах нагрузки ГЭС. Приведена необходимая справочная информация о характеристиках гидротурбин для формирования граничных условий расчетов. Представлены компьютерные программы и примеры расчетов переходных процессов для определения максимальных нагрузок от на облицовку водоводов внутреннего давления воды. Для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений. Учебное электронное издание © Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2020 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................................................................. 6 ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ......................................................................... 7 ГЛАВА 2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР В НАПОРНЫХ ВОДОВОДАХ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ......... 9 ГЛАВА 3. ЖЕСТКАЯ МОДЕЛЬ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА ...................................................................... 11 3.1. Общие положения ........................................................................................................................................ 11 3.2. Вывод формулы расчета гидравлического удара в подводящем водоводе ........................................... 11 3.3. Вывод формулы расчета гидравлического удара в отводящем водоводе ............................................... 12 3.4. Анализ формулы расчета гидравлического удара по жесткой модели ................................................... 12 3.5. Постоянная инерции напорного водовода ................................................................................................ 13 3.6. Область применения жесткой модели гидроудара .................................................................................... 14 ГЛАВА 4. УПРУГАЯ МОДЕЛЬ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА ...................................................................... 15 4.1. Общие положения ........................................................................................................................................ 15 4.2. Расчет скорости распространения волны гидравлического удара ........................................................... 15 4.3. Вывод формулы расчета гидравлического удара при мгновенном изменении скорости в водоводе .. 17 4.4. Вывод уравнений для расчета гидравлического удара при немгновенном изменении скорости в водоводе ..................................................................................................................................... 17 4.4.1. Вывод динамического уравнения из общего уравнения равновесия сплошной среды .............. 17 4.4.2. Вывод динамического уравнения из теоремы изменения количества движения ........................ 19 4.4.3. Вывод уравнения неразрывности ..................................................................................................... 20 4.5. Решение уравнений для расчета гидравлического удара методом характеристик ................................ 21 4.6. Цепные уравнения гидравлического удара ................................................................................................ 22 4.7. Решение уравнений для расчета гидравлического удара с использованием волновых функций ........ 23 4.7.1. Расчет гидравлического удара при быстром закрытии водовода ................................................. 24 4.7.2. Расчет гидравлического удара при медленном закрытии водовода ............................................. 27 4.7.3. Переход от волновых функций к цепным уравнениям гидравлического удара .......................... 28 ГЛАВА 5. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАСЧЕТАХ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА ............................................................................................................ 30 5.1. Простейшее граничное условие для расчета расхода турбины ............................................................... 30 5.2. Граничное условие, учитывающее характеристику турбины .................................................................. 30 ГЛАВА 6. РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА С УЧЕТОМ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ ........................ 33 6.1. Аналитический расчет гидравлического удара по жесткой модели с использованием простейшего граничного условия ...................................................................................................................................... 33 6.2. Графо-аналитический расчет гидравлического удара по жесткой модели с использованием граничного условия, учитывающего характеристику турбины ............................................................... 33 6.3. Графо-аналитический расчет гидравлического удара по упругой модели ............................................. 35 6.3.1. Расчет для закрытия турбины ........................................................................................................... 36 6.3.2. Расчет для открытия турбины .......................................................................................................... 37 6.4. Особенности расчета гидравлического удара в разветвленных водоводах ............................................ 37 6.5. Особенности расчета гидравлического удара в схемах с длинным отводящим водоводом ................. 38 6.6. Численные расчеты гидравлического удара .............................................................................................. 40 ГЛАВА 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ХОДА ГИДРОАГРЕГАТА ПРИ СБРОСАХ НАГРУЗКИ ................................................................................................................ 42 7.1. Уравнение вращения гидроагрегата ........................................................................................................... 42 7.2. Уравнение вращения в относительных параметрах. Постоянная инерции гидроагрегата ................... 42 7.3. Простейшее граничное условие для изменения вращающего момента турбины .................................. 43 7.4. Граничное условие, учитывающее характеристику гидротурбины ........................................................ 44 7.5. Аналитический расчет временной неравномерности с использованием простейшего граничного условия .......................................................................................................................................................... 46

Стр.4

7.6. Графо-аналитический расчет временной неравномерности с учетом характеристики гидротурбины .................................................................................................................... 46 ГЛАВА 8. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ПРИ СОВМЕСТНОМ РЕШЕНИИ УРАВНЕНИЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА И ВРАЩЕНИЯ ГИДРОАГРЕГАТА ................................................................................................................................ 48 8.1. Расчет переходного процесса с учетом граничных условий в узле гидроагрегата ................................ 48 8.2. Расчет переходного процесса на участках напорного водовода .............................................................. 49 ГЛАВА 9. УСЛОВИЯ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ГЭС ............................................................. 51 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ...................................................................................................................... 53 ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ............................................................................................. 54 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ..................................................................................................................... 55 ПРИЛОЖЕНИЯ ........................................................................................................................................................ 56 5

Стр.5