УДК 627.075-628.3

Шинибаев А.Д., т.ғ.д., доцент, Қ.И.Сәтбаев ат. ҚазҰТУ, Алматы, Қазақстан

Калиев С.М., ізденуші, Қ.И.Сәтбаев ат. ҚазҰТУ, Алматы, Қазақстан

 

Көп аралықты шлюз реттеушілердегі жұмыс істеу режимдерінің әсер ету жағдайларын зерттеу

 

Мақалада көп аралықты реттеуiштеге симметриялық және бейсимметриялы жұмыстардың режімдеріне ықпал етуін зерттеуiнiң әр түрлi нұсқалары қаралады. Жылдамдықтардың жұмыс iстегенде көп аралықты шлюздардың жоспарында тереңдiк бойынша эксперименталды тәуелдiлiктер және үлестiрiлудiң осы эпюралары орташа аралықтардың әртүрлi орналастырылуларынан алынған.

Библ.тізім 2, ил.8.

В статье рассматриваются различные варианты  исследования влияния режимов симметричной и несимметричной работы многопролетных регуляторов. Получены экспериментальные зависимости  и  данные эпюр  распределения средних по глубине скоростей в плане при работе многопролетных шлюзов-регуляторов   при разных расположениях пролетов.

Библ.список 2, ил.8.

In article various versions of research influence modes symmetric and asymmetrical work of multiflying regulators are considered. Experimental dependences and given curve distributions of averages on depth of speeds by way are received at work of multiflying sluices-regulators on different arrangements of span.

Bibliography 2, illus.8.

Тәжірибеде және қолданғануда кезедесетін жергілікті шаю шұңқырының өлшемі мен тереңдігіне, сондай-ақ апару арнасының ені бойынша жылдамдықтарын таратуына салу жұмысының режімі маңызды әсер етеді.

Салу жұмыстары үшiн барлық бiрдей ашық аралықтар және бұру арнасының ең үлкен толтырылуын қамтитын симметриялық өте қолайлы болады. Алайда ақаулық немесе жеке затворлардың жөндеу, жеке аралық арқылы қоқыс және жүзу қанатарын өткізу, бұру арнасындағы суды деңгейдiң құлауы сияқты әртүрлі шарттар салу арнасының шайған жеріне әсер етуі мүмкін.

Шұңқыр шаюының өлшеміне, шайылатын бұру арнасының үлгісіне жұмыс режімінің ықпалын анықтауын орнату үшін үшаралықты салудың симметриялы және бейсимметриялы жұмыстардың әртүрлі нұсқалары зерттелді.

Тәжiрибелер барлық толық ашық қалқандармен: шеткi аралықтарды бiреумен, орталық аралықтағымен, жабулы шеткi аралықпен екi аралықтарда және жабулы орталықтағы екi шеткi аралықтармен жұмыс iстегенде жүргiзiлдi.

Ашық аралық енінің бірлігіне шығын оның барлық аралық пен өткізу максималды шығын салудағы сыбағалы шығынмен қабылданған болатын, яғни q=0,27   л/сек. Барлық тәжірибеде төменгі бьефте ағын тереңдігі hнб  =9,5 см, ал жоғарғы бьеф тереңдігі hвб =11 см, салудағы қысым болмысына сәйкес келеді Z=37,5см. Үлгі бекітпесінің ұзындығы lкр=60см. Әр  тәжірибе ұзақтығы 6-7 сағат.

Тәжірибе нәтижесінен жоспарда 0,4 hнб тереңдікте және жарма бекітпесінде шамалы шаюдың түбімен (дөңгелек нүктелер) және жақ құламаларымен (үшбұрышты нүктелер) арнаның көлденең профилінде жылдамдықты тарату эпюрасы құрастырылып, 1-8 суретте көрсетілді.

Тәжірибе бойынша барлық аралық салуларымен жоғарыда көрсетілген шартарда жұмыс істегенде сыбағалы шығындар төменгі бьеф бекітпесінде бірқалыпты таратылды (4-ші сурет) және шаю тереңдігі тереңдігінде және жақтауларында 2 см артпайды, қайта санақ болмысында шамамен 98 см құрайды (1,а суретті қара).

 Қысыммен салуды симметриялы қысқанда жоспар бойынша (орталық аралықты жапқанда және шеткілермен жұмыс істегенде) шаю тереңдігінің түбі бойынша кішірейеді, ал жақ құламаларында ұлғаяды (1,б сурет).

Жылдамдықтардың эпюралары бойынша (5-ші сурет) бекітпе соңындағы сыбағалы шығын арнаның орталық бөлігіне шоғырланады және бекітпе соңынан 70-80 см қашықтықта қима бойынша бірқалыпты таратылады. Бұзылған ағым, яғни ағынның динамикалық өсiнiң майысуы байқалмайды. Жармадағы шұңқыр тереңдігі түп бойынша ең көп шаюы шамамен 3 см құрайды, ал жармадағы шұңқырдың ені жақ құламасының ең көп шаюы 2,5 см (рис.1,б).

Бір жағалауға қарай ағынның ауытқуы пайда болатын  орталық аралық салу жұмысы ағынның бұзылуы пайда болумен алып жүреді. Арнаның түбіндегі ағынды кеңейту дәрежесі жарма үшін I-I жармасы бекітпе соңынан 5 см қашықтықта орналасуы h=в/втр=2,5 тең.

 

а)

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

в)

 

 

а – құрылыстың барлық аралықтарымен жұмыс істегенде; б – екі шеткі аралықтарымен жұмыс істегенде; в – орталық аралықпен       

1-сурет. Арна қимасындағы едәуір үлкен шайылған түбі (домалақ нүктелер) мен құламаларымен (үшбұрышты нүктелер) көрсетілген көлденең қарағандағы көріністері

Төменгі бьеф бекітпесінен ағын кеңеюі көрсетілген жоғарғы қимадағыдай баяу болады. Сыбағалы шығынды бірқалыпты таратуына жақынырақ, яғни ағынды арнаның барлық еніне кеңейтуі бекітпе соңынан180-158 см қашықтықта бақыланады.

Сыбағалы шығындардың сол жағалаудағы бекітпе соңына шоғырлануы шұңқыр шаюын түбінде 3,2см және апаратын арна құламасында 4,5 см (тігінен) дейін ұлғайтады, ал ені жоспарлы шаюдың 8 см дейін барады.

Арнаның көлденең профилі 10см (дөңгелек нүкте) және төменгі бьеф бекітпесінің соңынан 46см (үшбұрышты нүкте) қашықтықта 1,в суретте көрсетілген, сәйкесінше шаю тереңдігі орталық аралық тереңдігі мен жақтауларында бірқалыпты дерлік.

Осылайша, ағынды салумен жақтауынан симметриялы қысу бьефтің бұзылу ағынымен байланысуы бұру арнасының ерекше жағалауларын шаюына әкеліп соқтырады.

Ағынды бейсимметриялы қысу жоспарындағы көрінісін, яғни салудың шеткі аралықпен жұмысын қарастырайық (7-ші сурет). Ағын кеңеюінің дәрежесі бекітпе соңында (7-ші сурет, І-1 жармасы) h=в/втр=2,25 тең болады.

Ағынның толық кеңеюі төменгі бьеф бекітпесінен 200-205 см қашықтықтағы жармада жоспарлы және сыбағалы шығындарды арна ені бойынша таратуы бірқалыптылыққа жақындығы байқалады.

Шаюдың ең үлкен тереңдігі екі арнада 3,5 см және жақтауда 4,5 см (тігінен) тең. Жоспарда ең үлкен су шайған жер жармада айна бойынша су шайған жердi шұңқырдың енi 7, 9 см тең.

Арнаның көлденең профилі 5см (дөңгелек нүктелер) және бекітпе соңынан 31 см (үшбұрыштық нүктелер) қашықтықта 2,а суретте көрсетілген.

 

а)

 

 

б)

а) – құрылыстың бір шеткі аралықпен жұмыс істегенде;

б) – екі шеткі аралықтармен жұмыс істегенде

2-сурет. Бекітпенің артындағы арнаның көлденең қарағандағы көріністері

Бұру арнасының біркелкі тереңдігінде, көріп отырғанымыздай ағын ені шығыны салудың шығысында орталық аралықты салу жұмыс iстегенге қарағанда шеткі аралықпен жұмысы жақ құламаларында үлкен шаюына соқтырады.

3-ші суретте тәуелсіздік графикі  көрсетілген, мұндағы - ағынның динамикалық өсінде берілген (түбінен 4 мм қашықтықта) орташаланған жылдамдық,  - қима бойынша орта жылдамдық, - шығыс қимадан нүктеге дейінгі қашықтық, - бұрылатын арнадағы критикалық тереңдік. Тәжiрибелер шыны тартпада жоспар ағынның бiржақты және симметриялық екi жақты қысуында және шығынның рұқсатнамасында өткiзiлген Q=10л/сек/1/.

Қалай сорғалауды кеңейтудi түбiрдiң сттың ғимараты бекiткiштiң соңында бiрнеше көбiрек симметриялық жұмыс iстегенде тәжiрибелердiң көрсетедi түйiндестiң бөлiмшесi және түпкi орташалаған жылдамдықтардың мәнiнiң ұзындығы аз симметриялық жұмыс iстегенде, жағдайда симметриялық емес жұмыс.

1 – h=1,68 болғандағы; 2 – h=2,00 болғандағы; 3 – h=2,47 болғандағы

* – бір жақты қысылу;  о – екі жақты симметриялы қысылу

3-сурет. тәуелділіктің графиктері

Симметриялы жұмыс iстегенде бейсимметриялы жұмыс істегенмен қарағанда сорғалауды кеңейтудi түбiр салулары бекiтпенің соңында бiрнеше көбiрек, ал байланысу жер ұзындығы және су түбіне жететін орташаланған жылдамдық мәні аз. Тұрпатына қарағанда, қимаға дейін орталық арлықтан шығатын ағын жақ құламасынан қоршаған орта жақ шекара массасымен алмасады, ал шеткі аралықтан шығатын ағын кеңейту жер ұзындығы қоршаған ортасымен біржақты байланысады.

Бейсимметриялы төрт аралықты салумен жұмыс істегенде шеткі екі аралық ағын кеңеюінің дәрежесі бекітпе соңына қарай шамамен салу қысу дәрежесі тереңдігі бойынша h=в/втр=1,7 тең болады (8-ші сурет). Түбі бойынша шұңқыр шаю тереңдігі ең көп дегенде 3,5 см, ал жақ құламасында 4,0 см. Шұңқыр ені айна бойынша 75 см дейін барады (2,б сурет). Қима бойынша бекітпе соңынан 185 см қашықтықта сыбағалы шығын бірқалыпты таратылуы байқалады.

                                           

4-сурет. Құрылыстың барлық аралықтарымен жұмыс істегенде тереңдік бойынша орташа жылдамдықтардың пландағы көріністе таралу эпюрасы

5-сурет. Құрылыстың екі шеткі аралықтарымен жұмыс істегенде астыңғы бьефтегі бекітпенің артындағы жылдамдықтардың пландағы көріністе таралу эпюрасы

                              

6-сурет. Құрылыстың орталық аралықпен жұмыс істегенде жылдамдықтардың пландағы көріністе таралу эпюрасы

``

7-сурет. Құрылыстың бір шеткі аралықпен жұмыс істегенде жылдамдықтардың пландағы көріністе таралу эпюрасы

Түп бойынша су шайған жер 12 см қашықтықта, төменгi бьеф бекiтпесінің соңынан ең үлкен жоспарлы су шайған жер 50 см қашықтықта орын алады.

Арна жағалауын жергiлiктi су шайған жерi күрделi арналы құбылыстардың бiрі болып табылады.

Шұңқырдың енiнiң болжау бөгеттен арна дамбысын жырып өткен және мүмкін болатын зақымдануларды орнатуда маңызы зор.

8-сурет. Құрылыстың екі шеткі аралықтарымен жұмыс істегенде жылдамдықтардың пландағы көріністе таралу эпюрасы

Тәжiрибелi нүктелер бiздiң шығыны 3,6л/сек, төменгі бьеф бекітпесінің ұзындығы  lкр=60; 70; 75см  және бұру арнасының тереңдігі hнб=7,5см тең болатын үш аралықты үлгі салуды орталық аралыққа өткізумен алынған. Бұл тәжірибенің нәтижелері Н.Н.Суровтың /2/ мәндерімен сәйкес келеді.

Қорытындылар:

1. Бұру арнасының теңдей тереңдігінде салудан шыққандағы ағын енінің шығыны орталық аралықтағы салумен жұмыс істегеннен гөрі шеткі аралықтағылармен жұмыс жақ құламаларының үлкен шаюына келеді

2. бейсимметриялы жұмыстан қарағанда салумен симметриялы жұмыс істегенде бекітпе соңындағы сорғалау кеңейту дәрежесі көбірек, ал түйіндес жер аумағының ұзындығынан қарағанда орташаланған жылдамдық азырақ болады.

3. Салумен симметриялы жұмыс істегенде және төменгі бьефте бұзылған ағын болмаған жағдайда арна түбінің шаюы және негізінен жағалаулардың біреулерінде болмайды.

Үш аралықты салумен бейсимметриялы жұмыс істегенде (бір немесе екі аралықпен), сондай-ақ төменгі бьефте бұзылған арна пайда болғанда жағалаулардың бірімен немесе арна түбін шаюмен қатар болады. Бұл жерде жақ құламаларының шаюы арна түбінің тереңдік шаюынан көбірек болады.

 

Қолданылған әдебиеттер тізімі

1 Шинибаев А.Д., Влияния конструкции сооружения и условий их эксплуатации на размыв русла. 2-я Центрально-азиатская международная конференция. Тезисы докладов.г. Алматы, 2001г.

         2 Сурова Н.Н., Двухпролетный выпуск в русле трапециедального сечения. Труды САНИИРИ, Ташкент, 1976.