Приводятся обобщенные аналитические зависимости для коэффициента гидравлического трения в напорных водоводах и коэффициента Шези — в безнапорных. Описываются методы обработки данных экспериментальных исследований (лабораторных и натурных), использованных для проверки новых формул. Рассматриваются технические задачи, встречающиеся при гидравлическом расчете и моделировании водоводов электростанций. Для инженерно-технических и научных работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией напорных водоводов (а также других трубопроводов большого диаметра) и открытых каналов.

Предисловие

Глава 1. Общие сведения о потерях напора в водоводах при равномерном движении
1. Эмпирические формулы для гидравлического расчета трубопроводов открытых русл
2. Безразмерные формулы для гидравлически гладких и шероховатых русл
3. Обобщенные формулы для коэффициентов Дарси и Шези

Глава 2. Анализ опытных данных по сопротивлению напорных водоводов
4. Результаты исследований
5. Методика обработки опытных данных
6. Стальные напорные водоводы
7. Бетонные и железобетонные напорные водоводы
8. Необлицованные напорные туннели
9. Выбор формул коэффициента гидравлического трения для напорных водоводов
10. Условия применяемости формул для гидравлически гладких и вполне шероховатых труб

Глава 3. Рекомендации по гидравлическому расчету напорных водоводов
11. Шероховатость напорных водоводов
12. Влияние срока эксплуатации на гидравлическое сопротивление напорных водоводов
13. Учет дополнительных потерь напора в расчетах напорных водоводов
14. Гидравлический расчет водоводов в неквадратичной области сопротивления
15. Начальный участок напорных водоводов
16. Гидравлическое моделирование напорных водоводов
17. Возможность снижения гидравлических сопротивлений водоводов полимерными добавками

Глава 4. Анализ опытных данных по гидравлическому сопротивлению открытых каналов
18. Краткая характеристика использованных опытных данных
19. Методика обработки опытных данных и их анализ
20. Область применения формул Павловского и Маннинга
21. Расчетные формулы коэффициента Шези для безнапорных водоводов
22. Условия применимости формул для гидравлически гладких и вполне шероховатых каналов

Глава 5. Рекомендации по гидравлическому расчету безнапорных водоводов
23. Шкала параметров шероховатости для безнапорных водоводов
24. Формула для гидравлического расчета сверхкрупных каналов
25. Особенности гидравлического расчета каналов при неравномерном плавноизменяющемся движении
26. Гидравлическое моделирование равномерных безнапорных водоводов с жестким руслом
27. Зависимость коэффициента гидравлического трения в открытых руслах от числа Фруда

Приложение. Коэффициенты местных гидравлических сопротивлений для расчета напорных водоводов электростанций
Список литературы

Предисловие

Широкий размах строительства гидравлических и тепловых электростанций ставит весьма сложные технические задачи, среди которых важнейшее значение имеет улучшение проектирования, строительства и эксплуатации водоводов. Правильный гидравлический расчет, в частности определение потерь на трение, является основной задачей, возникающей при гидравлическом расчете водоводов всех видов — как напорных, так и безнапорных.

До последнего времени расчет потерь напора при движении воды в водоводах производился с помощью многочисленных формул чисто эмпирического происхождения как общего характера, так и специализированных, рекомендуемых для отдельных видов водоводов. Эти формулы, как правило, основаны на весьма ограниченном экспериментальном материале и часто расходятся между собой по результатам вычислений. Большая часть этих формул была получена из опытов над движением воды в трубах и каналах малого размера и при малых скоростях течения; пользование этими формулами в других условиях и в особенности для водоводов крупных размеров не дает уверенности в надежности результатов расчетов. Поэтому проектировщики из соображений безопасности обычно принимают более высокие значения потерь напора (или меньшие скорости), что приводит к значительному перерасходу материальных средств.

В настоящей книге излагаются результаты исследований по определению гидравлических сопротивлений, проведенных на кафедре гидравлики Московского инженерно-строительного института (МИСИ) имени В.В. Куйбышева под руководством проф. докт. техн. наук А.Д. Альтшуля. Задача этих исследований заключалась в том, чтобы разработать новые нормы гидравлического расчета водоводов, действительные для широкого диапазона характеристик потока, используемых в практике строительства гидроэлектростанций.

В книге приводятся обобщенные зависимости для коэффициента гидравлического трения в напорных водоводах и коэффициента Шези в безнапорных, действительные для всей области турбулентного течения, описываются методы обработки экспериментальных данных, использованных для проверки этих зависимостей и рассматриваются технические задачи, связанные с равномерным движением в водоводах.

Полученные в проведенных исследованиях результаты были использованы при составлении «Рекомендаций по расчету потерь напора по длине водоводов гидроэлектростанций», выпущенных ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева и МИСИ им. В.В. Куйбышева. Рекомендации применяются при разработке проектов гидротехнических сооружений всех классов, за исключением технических и рабочих проектов особо ответственных сооружений. В последних надлежит производить расчет потерь напора на основании анализа коэффициентов шероховатости построенных и испытанных сооружений, а также в случае необходимости на основании специально проведенных исследований. В связи с этим данную книгу следует рассматривать как работу, содержащую подробное обоснование и разъяснение указанных «Рекомендаций». Так как «Рекомендации» не смогли охватить все особенности работы водоводов (наличие местных, сопротивлений, конфигурация начальных участков, изменения сопротивления водовода в процессе эксплуатации и пр.), книга дополнена соответствующими разделами.

Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией напорных водоводов, а также других трубопроводов большого диаметра и открытых каналов различного назначения.

Авторами написаны следующие разделы: § 1—3, 14, 16, 17 — канд. техн. наук Войтинской Ю.А.; § 4, 5, 6, 8, 13, 18 — канд. техн. наук Казеиновым В.В.; § 7, 11, 12, 19, 21, 23 — инж. Поляковой Э.Н.; § 25 и Приложение 1 — докт. техн. наук Альтшулем А.Д. совместно с канд. техн. наук Ляпиным В.Ю.; § 9, 10, 15, 20, 22, 24, 26, 27 — докт. техн. наук Альтшулем А.Д.

В исследованиях принимали участие кандидаты техн. наук Корыванова В.Д., Калякин А.М., Лудов В.А., Санжиев А.Д., инженер Митюрева Н.Е., которым авторы выражают благодарность.