BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM ĐỖ NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG THỦY LỰC Ở ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG CÓ TƯỜNG NGỰC BIÊN CONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM ĐỖ NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG THỦY LỰC Ở ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG CÓ TƯỜNG NGỰC BIÊN CONG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY MÃ SỐ: 62-58-02-02 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: PGS. NGUYỄN DANH OANH 2: PGS. LÊ VĂN NGHỊ HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được bảo vệ ở bất kỳ học vị nào. Hà Nội, ngày …. năm 2017 Tác giả luận án Đỗ Ngọc Ánh i LỜI CẢM ƠN Quá trình thực hiện luận án, tác giả nhận được sự quan tâm, giúp đỡ rất lớn của cơ quan đào tạo là Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự sự giúp đỡ của các thầy giáo hướng dẫn trực tiếp là PGS.TS Nguyễn Danh Oanh, PGS.TS Lê Văn Nghị, các nhà khoa học, các thầy cô giáo đã góp nhiều ý kiến quý báu cho luận án. Xin cảm ơn sự giúp đỡ của Viện Thủy điện và Năng lượng tái tạo, Viện Năng lượng, Trung tâm Nghiên cứu Thủy lực cùng các cán bộ, nhân viên và các nhà khoa học, đồng nghiệp. Xin cảm ơn sự giúp đỡ của các nhà khoa học: PGS.TS Trần Quốc Thưởng, Th.S Phạm Anh Tuấn, Th.S Nguyễn Việt Hùng, KS Bùi Hữu Anh Tuấn và các cộng sự đã hỗ trợ nghiên cứu sinh thực nghiệm mô hình thủy lực. Đặc biệt xin cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn bên cạnh động viên, khuyến khích tôi hoàn thành luận án này. Tác giả luận án Đỗ Ngọc Ánh ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỦ YẾU VÀ TỪ VIẾT TẮT . vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ. viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU . xii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH . xiv MỞ ĐẦU . 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP TRÀN CÓ TƯỜNG NGỰC BIÊN CONG .1 Khái quát chung về đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong……… 5 1.1 Cấu tạo đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong………………….2 Một số ứng dụng của đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong…… 7 1.3 Đặc điểm dòng chảy qua đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong 10 1.2 Các kết quả nghiên cứu về đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong………………………………………………………………………….1 Kết quả nghiên cứu về hình dạng đường cong đập tràn……………….3 Các kết quả nghiên cứu về đập tràn thực dụng hình cong…………….1 Cấu tạo mặt tràn thực dụng hình cong……………………………….2 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm về đập tràn thực dụng hình cong….3 Kết quả nghiên cứu lý thuyết về đập tràn thực dụng hình cong……….4 Các kết quả nghiên cứu về công trình tháo xả sâu, xả mặt kết hợp xả sâu………………………………………………………………………….1 Công trình tháo xả sâu (cống, tuynel, lỗ xả sâu)……………………… 25 1.2 Xả mặt kết hợp xả sâu……………………………………………….3 Chảy dưới cửa van…………………………………………………….5 Những vấn đề tồn tại……………………………………………………… 30 1.6 Kết luận chương 1………………………………………………………… 31 iii CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤC ĐẶC TRƯNG THỦY LỰC Ở ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG CÓ TƯỜNG NGỰC .1 Phương pháp xác định chế độ dòng chảy……………………………….1 Phân tích một số dạng đường cong mặt đập tràn…………………….2 Phương pháp xác định chế độ dòng chảy ở đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong……………………………………………………….2 Phương pháp nghiên cứu mô hình thuỷ lực…………………………….1 Tiêu chuẩn tương tự thuỷ động lực học……………………………….2 Xây dựng phương trình nghiên cứu thực nghiệm…………………….3 Mô hình nghiên cứu……………………………………………………….1 Thiết kế và lắp đặt mô hình…………………………………………… 39 2.2 Mô hình mặt cắt dạng Creager-Ophixerop…………………………….3 Mô hình mặt cắt dạng WES………………………………………….4 Tính đại diện của các mô hình nghiên cứu thực nghiệm………………51 2.5 Kiểm định mô hình nghiên cứu……………………………………….4 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và xây dựng hàm hồi quy……… 57 2.1 Xác định cấu trúc hệ ………………………………………………….2 Xác định các hàm toán mô tả hệ ………………………………………58 2.3 Các thông số đánh giá độ phù hợp của mô hình hồi quy …………….4 Kiểm định công thức thực nghiệm được xây dựng từ mô hình hồi quy 60 2.5 Kết luận chương 2………………………………………………………….61 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG THỦY LỰC CỦA ĐẬP TRÀN CÓ TƯỜNG NGỰC BIÊN CONG.1 Kết quả và đánh giá kết quả thực nghiệm ……………………………….1 Kết quả xác định giới hạn chế độ chảy ……………………………….2 Kết quả và đánh giá kết quả thí nghiệm khả năng tháo, hệ số lưu lượng…………………………………………………………………67 3.3 Kết quả và đánh giá kết quả thí nghiệm đường mặt nước…………….4 Kết quả và đánh giá kết quả thí nghiệm vận tốc dòng chảy………….5 Kết quả và đánh giá kết quả thí nghiệm phân bố áp suất trên đập tràn.2 Xác định một số đặc trưng thủy lực của đập tràn thực dụng có tường ngực………………………………………………………………………… 81 3.1 Xây dựng công thức tính hệ số lưu lượng…………………………….2 Xác định đường mặt nước và vận tốc dòng chảy…………………….3 Xác định quy luật phân bố áp suất trên mặt tràn……………………… 91 3.4 Xác định áp suất trên tường ngực…………………………………….3 Kết luận chương 3………………………………………………………….97 CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH TÍNH TOÁN THUỶ LỰC CỦA ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG CÓ TƯỜNG NGỰC BIÊN CONG .1 Quy trình tính toán đặc trưng thủy lực ở đập tràn có tường ngực biên cong………………………………………………………………………….1 Lựa chọn kích thước công trình……………………………………….2 Tính kiểm tra khả năng tháo………………………………………….3 Tính toán đường mặt nước, vận tốc………………………………….4 Xác định áp suất lên mặt tràn, tường ngực………………………….2 Ví dụ áp dụng tính toán………………………………………………….1 Nhiệm vụ thiết kế…………………………………………………….2 Lựa chọn kích thước công trình…………………………………….3 Tính kiểm tra khả năng xả và xác định chế độ chảy………………… 106 4.4 Tính đường mặt nước, vận tốc……………………………………….5 Xác định áp suất trên mặt tràn, tường ngực………………………….3 Kết luận chương 4……………………………………………………….113 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 114 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ . 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 118 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỦ YẾU VÀ TỪ VIẾT TẮT a Độ mở cửa van (m) B Chiều rộng đập tràn (m) b Chiều rộng một khoang tràn (m) C Hệ số lưu lượng theo cách tính của Anh, Mỹ CFD Phần mềm tính toán động lực học chất lỏng Cp Hệ số giảm áp suất D Chiều cao lỗ xả (m) D1 Chiều cao cửa vào lỗ xả (m) Fr Số Froude g Gia tốc trọng trường Cột nước trên đỉnh tràn, cột nước tràn có kể tới cột nước lưu H, H0 tốc tới gần (m) Hd Cột nước thiết kế mặt tràn (m) He Cột nước tác dụng (m) Hi Độ sâu của điểm thứ i tính từ mực nước thượng lưu hp Cột nước đo áp (m) hn Chiều sâu nước ngập đỉnh tràn (m) hi Chiều sâu dòng chảy tại mặt cắt tính toán (m) h1 h2 Chiều sâu nước ở thượng, hạ lưu đập (m) ke Tỷ lệ giữa bán trục lớn và bán trục nhỏ của elip m Hệ số lưu lượng đập tràn chảy hở MNDBT Mực nước dâng bình thường (m) MNGC Mực nước dâng gia cường (m) MNC Mực nước chết (m) MNLKT Mực nước lũ kiểm tra (m) MNLTK Mực nước lũ thiết kế (m) MNTL Mực nước thượng lưu (m) P Chiều cao đập tràn so với thượng lưu (m) PL Phụ lục Q, q Lưu lượng và lưu lượng đơn vị lượng (m3/s, m3/s.m) qm, qn Lưu lượng đơn vị trong mô hình, trong nguyên hình (m2/s) R Bán kính cong của mũi phun (m) Số Reynolds, số Reynolds giới hạn, số Reynolds ở trong mô Re, Regh, Rem hình S Hệ số tương quan bội SSR Tổng bình phương hồi quy, là đại lượng biến động của y vi SST Tổng biến động của biến phụ thuộc y SSE Phần biến động còn lại hay còn gọi là số dư của biến y Khoảng cách từ mực nước thượng lưu đến mặt phẳng so Toi sánh (m) V Lưu tốc (m/s) Vi Lưu tốc dòng chảy tại mặt cắt tính toán (m/s) V0 Lưu tốc tiến gần bằng lưu tốc trung bình ở thượng lưu (m/s) Xi Tọa độ mặt tràn tại điểm i theo phương X Yi Tọa độ mặt tràn tại điểm i theo phương Y Z Độ chênh mực nước thượng, hạ lưu (m) Zng Cao trình đỉnh ngưỡng tràn (m) Ztl, Zhl Cao trình mực nước thượng lưu, hạ lưu (m) Diện tích mặt cắt lỗ (m2) WES Waterways Experiment Station j Hệ số lưu tốc µ Hệ số lưu lượng khi đập tràn chảy có áp Hệ số co hẹp ξ Hệ số tổn thất λ ,λ ,λ ,λ ,λ Tỷ lệ hình học, vận tốc, chiều cao, nhám, lưu lượng Khối lượng riêng của nước Góc hợp bởi tiếp tuyến của mặt đập với phương ngang tại điểm xem xét Hệ số nhớt động học Trọng lượng riêng hoặc trọng lượng đơn vị n Hệ số ngập i Hệ số sức cản dọc đường h Hệ số nhớt động lực học vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ đập tràn có tường tường ngực .2 Sơ đồ xác định kích thước đập .3 Đường cong dưới tường ngực .4 Mặt cắt đập tràn thủy điện Sơn La Việt Nam [14].5 Mặt cắt đập tràn Thana Plaun- Ấn Độ [47].6 Mặt bằng công trình Thana Plaun- Ấn Độ [47] .7 Mặt cắt đập Muskrat Falls-Canada .8 Mặt cắt đập tràn Mangla-Iran [39] .9 Hình dạng mặt tràn có tường ngực ở Ấn Độ .10 So sánh tiêu chuẩn năm 1973 và tiêu chuẩn năm 2010 của Ấn Độ .11 Mặt cắt đập tràn dạng Creager-Ophixerop .12 Mặt cắt đập tràn dạng WES có ba bán kính cong R1, R2 và R3[45].13 So sánh frophin mặt tràn theo hai dạng Creager –Ophixerop và WES[8] .14 So sánh hệ số lưu lượng đập tràn dạng Creager - Ophixerop và dạng WES [8] .15 Phân bố áp suất trên mặt tràn không có trụ pin [12] .16 So sánh kết quả hệ số lưu lượng thí nghiệm và đập tràn chuẩn dạng Creager-Ophixerop [8] .17 So sánh kết quả hệ số lưu lượng thí nghiệm và đập tràn chuẩn dạng WES [8] .18 Phân bố áp suất trên mặt tràn Tuyên Quang [14] .19 Phân bố áp suất trên mặt tràn Sê San 3 [8] .20 Phân bố áp suất trên mặt tràn Sê San 4 [8] .21 Phân bố áp suất trên mặt tràn Sông Tranh 2 [15] .22 Phân bố áp suất trên mặt tràn Sơn La [8], [14] .23 Sơ đồ tính đường mặt nước và vận tốc .24 Quan hệ giữa hệ số lưu tốc j trên mặt tràn với lưu lượng đơn vị q và khoảng cách l theo mặt đập kể từ đỉnh đập đến mặt cắt tính toán .25 Sơ đồ và kết quả tính toán bài toán dòng thế .26 Sơ đồ bài toán theo [49] .27 Sơ đồ xác định lưu lượng ở tuynel có áp .28 Sơ đồ xác định áp suất và hệ số giảm áp Cp ở cửa vào [51], [52] .29 Kết quả xác định Cp đối với đường viền tròn [51], [52] .
Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu các đặc trưng thủy lực của đập tràn có tường ngực biên cong
Luận án tiến sĩ phân tích nghiên cứu một số đặc trưng thủy lực ở đập tràn có tường ngực biên cong, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng góp tri thức mới cho ngành.
Trường đại học
Viện Khoa học Thủy lợi Việt NamChuyên ngành
Kỹ thuật xây dựng công trình thủyNgười đăng
Ẩn danhThể loại
luận án tiến sĩPhí lưu trữ
35 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Tác giả: Đỗ Ngọc Ánh
Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Danh Oanh
Trường học: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
Đề tài: Nghiên cứu một số đặc trưng thủy lực ở đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong
Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
Năm xuất bản: 2017
Địa điểm: Hà Nội
Nghiên cứu đặc trưng thủy lực đập tràn tường ngực biên cong | Luận án tiến sĩ là một công trình khoa học chuyên sâu, tập trung phân tích các đặc điểm thủy lực của đập tràn tường ngực biên cong. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp những hiểu biết chi tiết về cơ chế dòng chảy, áp lực nước, và hiệu suất của loại đập này mà còn đề xuất các giải pháp tối ưu hóa thiết kế và vận hành. Điều này mang lại lợi ích lớn cho các kỹ sư, nhà quản lý công trình thủy lợi, và nhà nghiên cứu trong việc nâng cao hiệu quả và an toàn của các công trình đập tràn.
Để mở rộng kiến thức về các nghiên cứu liên quan, bạn có thể tham khảo 2 tóm tắt luận án tiến sĩ tiếng việt ncs nguyễn khắc tấn, một tài liệu cung cấp cái nhìn tổng quan về các nghiên cứu trong lĩnh vực tương tự. Ngoài ra, Luận văn thạc sĩ hóa học phân tích và đánh giá chất lượng nước giếng khu vực phía đông vùng kinh tế dung quất huyện bình sơn tỉnh quảng ngãi cũng là một tài liệu hữu ích, giúp hiểu rõ hơn về các vấn đề liên quan đến chất lượng nước và tác động môi trường. Cuối cùng, Luận văn thạc sĩ hóa học phân tích và đánh giá chất lượng nước sông gianh tỉnh quảng bình cung cấp thêm góc nhìn về quản lý và đánh giá tài nguyên nước, một chủ đề liên quan mật thiết đến thủy lực và công trình thủy lợi.
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ