Лекции.Орг


Поиск:




Определение габаритных размеров камеры шлюза




МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

 

 

Гордеев И.И., Коржиков Ю.А.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА

Методические рекомендации по выполнению курсовой работы

 

 

 

 

Альтаир – МГАВТ

Москва 2014

 

 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

 

Гордеев И.И., Коржиков Ю.А.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА

Методические рекомендации по выполнению курсовой работы

 

 

 

 

Альтаир – МГАВТ

Москва 2014

 

УДК 6264 Г-68

Гордеев И.И., Коржиков Ю.А. Гидравлический расчет судоходного шлюза. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы. – М.: МГАВТ, 2014.- 30 с.

 

 

В пособии на основе требований профессионального Федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 180403.65- судовождение (квалификация «специалист»), утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ 24.12.2010г. № 2060 и с учетом специфики преподавания дисциплины «Внутренние водные пути и гидротехнические сооружения» изложены основы расчетов судоходного шлюза. В работе рассматривается однокамерный шлюз со стенкой падения, головной системой питания с наполнением камеры шлюза из-под подъемно-опускных плоских ворот верхней головы шлюза.

Особое внимание уделено расчетам основных размеров камеры шлюза, допустимого времени наполнения камеры и проверке условий стоянки расчетного судна в процессе наполнения камеры шлюза.

 

Предназначено для студентов академии, выполняющих курсовую работу по дисциплине «Внутренние водные пути и гидротехнические сооружения».

 

Рецензенты: к.т.н., доцент, декан факультета Дополнительного образования МГАВТ Мокеров Л.Ф.; доцент кафедры «Управление судном

и технические средства судовождения» Деренков Л.Е.

 

Рекомендовано к изданию Учебно-методическим советом МГАВТ.

 

Рассмотрено и рекомендовано к использованию в учебном процессе на заседании кафедры «Судовождение» МГАВТ (протокол № 10 от 29 мая 2014г.).

 

Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебно-методические материалы.

 

МГАВТ, 2014

Гордеев И.И., 2014

Коржиков Ю.А., 2014

 

I. ПРЕДИСЛОВИЕ

Курсовая работа (КР) - большая самостоятельная работа студента, полностью раскрывающая определенную тему и решение определенной задачи.

ЦЕЛИ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ВВП и ГТС»:

- закрепление полученного теоретического материала по разделу «Судоходные каналы и гидротехнические сооружения»;

- усвоение методики выполнения гидравлического расчета шлюза;

- производство расчетов конкретного шлюза на основании исходных данных согласно задания;

- оформление пояснительной записки и иллюстрационных материалов;

- подготовка и отработка доклада на защите курсовой работы.

ВЫПОЛНЕНИЕ ДАННОЙ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ЯВЛЯЕТСЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫМ ЭТАПОМ К РАБОТЕ ПО ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ, включающему в т.ч. оформление технических документов в соответствии с требованиями ГОСТа, привитие навыков в логическом изложении учебного материала, отработка умения грамотно построить доклад на защите работы и ответить на вопросы по теме курсовой работы.

Авторы уверены, что данное пособие поможет студентам сэкономить время в процессе работы, избежать ошибок в оформлении пояснительной записки и чертежей, грамотно доложить суть своей первой большой самостоятельной работы.

Авторы искренне благодарны рецензентам: кандидату технических наук, доценту Мокерову Л.Ф., доценту Деренкову Л.Е. за ценные замечания и рекомендации в ходе работы над методическими рекомендациями.

Авторы также выражают благодарность стажеру-аспиранту Чиркову Ю.В. за предоставленные материалы, использованные в данном издании и выполненный компьютерный набор учебного пособия.

 

II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

В работе рассматривается однокамерный шлюз с головной системой питания.

Наполнение камеры шлюза происходит из-под подъёмно-опускных плоских ворот верхней головы шлюза. Расчет судоходного шлюза заключается в определении его основных размеров, в гидравлическом расчете наполнения и опорожнения камеры, обеспечивающем необходимую пропускную способность шлюза при соблюдении безопасных условий отстоя судов в камере.

III. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Исходные данные для расчетов выдаются руководителем работы, основные из них:

-техническая характеристика расчетного судна;

- отметки верхнего и нижнего бьефов;

- скорость выхода расчетного судна из камеры шлюза в НБ;

- схема расположения судов в камере шлюза.

 

IV. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа состоит из задания на КР пояснительной записки, листа чертежей, тезисов доклада по защите КР. Пояснительная записка выполняется в рукописной форме (на компьютере или от руки – по решению Автора), на одной стороне листов формата А 4 (титульный лист исполняется только компьютерной версткой), строго соблюдая требования ГОСТа. Текст записки сопровождается графическим материалом (рисунки, таблицы). Нумерация рисунков сквозная. Таблицы содержат результаты расчетов последовательных операций, нумеруются отдельно от рисунков. На все рисунки и таблицы делается ссылка в тексте. Для всех формул дается объяснение буквенных обозначений. Для размерных величин указываются единицы измерения.

Чертежи выполняются карандашом на листе формата А3:

- схема шлюза (вид сверху, продольный и поперечный разрезы);

- гидравлические характеристики наполнения камеры шлюза.

Состав чертежей может быть изменен по решению руководителя КР.

Все размеры, указываемые на чертежах – рассчитанные Автором согласно индивидуальному заданию на курсовую работу. Доклад при защите КР с обязательным использованием выполненных чертежей.

Ниже проводится один из вариантов оформленных пояснительной записки и чертежей.

 

 

Индивидуальное задание

для выполнения курсовой работы

«Гидравлический расчет судоходного шлюза»

по дисциплине «Внутренние водные пути и гидротехнические сооружения»

Вариант №____

Ф.И.О. студента ___________________________________________

Учебная группа СВ-_____

1. Уровни воды в бьефах: ВБ=____м; НБ=____м.

2. Основные расчетные размеры судов:

а) Грузовое судно: L = ____м; Т = ____м; b = ____м

б) Пассажирское судно: L = ____м; Т = ____м; b = ____м

3. Расчетная скорость движения судов:

а) Грузовое судно: V =____ км/ч;

б) Пассажирское судно: V=____ км/ч.

4. Скорость выхода грузового из шлюза в НБ: V=_____ м/с.

5. Схема подходного канала: ____________.

6. Средняя высота надводного борта судна: h=____м.

7. Водоизмещение судна _____________.

8. Схема размещения судов и составов в камере шлюза.

Дата выдачи задания «___»___________г.

Дата сдачи курсовой работы на проверку «___»____________.

Дата защиты курсовой работы «___»____________г.

Руководитель

курсовой работы

профессор кафедры «Судовождение»,

к.т.н., доцент ___________________ Гордеев И.И.

 

Задание получил __________________ (подпись, дата, фамилия)

 

V. ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

 

КАФЕДРА «УПРАВЛЕНИЕ СУДНОМ»

ДОПУСКАЮ К ЗАЩИТЕ

руководитель курсовой работы

профессор кафедры

_______________ И.И. Гордеев

«__»__________ 20__г.

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА

Дисциплина: «Внутренние водные пути и гидротехнические сооружения»

Специальность: 26.05.05 – судовождение

 

Работу выполнил: студент группы СВ-_____

ЧИРКОВ Дмитрий Юрьевич

 

Руководитель курсовой работы: профессор кафедры

«Управление судном» кандидат технических наук, доцент

ГОРДЕЕВ И. И.

 

Москва 20__г.

 

Содержание

Исходные данные……………………………………………………………..9

Введение…………………………………………………………………...….10

1. Определение габаритных размеров камеры шлюза……………………..11

2. Гидравлический расчет шлюза с головной системой питания…………15

2.1 Допустимое время наполнения камеры шлюза………….……....15

2.2 Расчет наполнения камеры шлюза………...……………………...17

2.2.1 Первый этап наполнения……………………..………………….17

2.2.2 Второй этап наполнения………………………..………………..20

2.2.3 Третий этап наполнения ……………………………………..….22

2.2.4 Четвертый этап заполнения………………….……………..…....24

3. Проверка условий стоянки расчетного судна в процессе наполнения камеры шлюза………………………………………………………………..................25

Заключение……………………………………………………………….…...27

Список использованных источников ……………………………………….28

 

 

Исходные данные

1. Уровни воды в бьефах: ВБ=__ 85 __м; НБ=__ 72 __м.

2. Основные расчетные размеры судов:

а) Грузовое судно: L = __ 135,0 __м; Т = __ 3,6 __м; b = __ 16,0 __м

б) Пассажирское судно: L = __ 65,0 __м; Т = __ 9,4 __м; b = __ 1,9 __м

3. Расчетная скорость движения судов на подходах к шлюзу:

а) Грузовое судно: V =__ 11,4 __ км/ч;

б) Пассажирское судно: V=__ 15,2 __ км/ч.

4. Скорость выхода грузового из шлюза в НБ: V=__ 1,2 __ м/с.

5. Грунт ложа канала: ______ 1 ______.

6. Схема подходного канала: ______ НС ______.

7. Средняя высота надводного борта судна: h=__ 2,0 __м.

9. Схема размещения судов и составов в камере шлюза ____ →→ ____.

 

Введение

Шлюз (голл. sluis, от лат. exclude — исключаю, удерживаю, отделяю) гидротехническое сооружение, расположенное между водоёмами с различными уровнями (нижнего и верхнего бьефов), через которое проходят суда.

Цель создания шлюза - служит для перемещения подвижного состава (судов, барж, плотов и др.) из одного бьефа в другой в местах сосредоточения перепадов, которыми являются плотины на реках и перегораживающие сооружения на судоходно-оросительных каналах.

Процесс пропуска судов через шлюзы, называется шлюзованием, состоит из ряда последовательных операций (открывание и закрывание ворот и затворов, наполнение камер водой и опорожнение их, ввод и вывод судов и т.д.)

Целью курсовой работы являются: уяснение специфики прохождения шлюзов, освоение методики расчета наполнения и опорожнения шлюза, расчет основных элементов шлюза по исходным данным согласно индивидуального задания.

 

 

Определение габаритных размеров камеры шлюза

В курсовом проекте рассматривается однокамерный шлюз со стенкой падения и головной системой питания с наполнением камеры из-под рабочих плоских верхних ворот. Схема такого шлюза представлена на рис. 1.

Основные габаритные размеры камеры шлюза устанавливаются исходя из размеров расчетного судна (состава) и схемы расположения судов в камере.

Условно длину камеры шлюза можно разделить на четыре участка: участок гашения энергии потока, покупающего из верхнего бьефа в камеру шлюза (Lr); успокоительный участок (Lyc); полезная длина камеры шлюза (Ln), в переделах которой размещаются суда при шлюзовании; шкафная часть (Lu), в пределах которой происходит перемещение створок нижних ворот шлюза.

Полезная ширина камеры шлюза и судоходных отверстий в головах определяется по формуле

n n+1

Вп.к. = ∑bc + ∑∆B, (1)

1 1

где ∑bc, - суммарная ширина одновременно шлюзующихся и рядом стоящих

расчетных судов или секционных составов:

∆B - запас по ширине с каждой стороны камеры и между рядом стоящими в камере судами, принимаемый равным: для шлюзов шириной до 10 м – 0,2 м; до 18 м - 0.4 м; до 30 м - 0.75 м; свыше 30 м - 1.0 м;

n - число судов, швартуемых в камере шлюза, лагом;

Рис 1. Схема однокамерного шлюза с головной системой питания

 

Полезная длина камеры шлюза для судна или толкаемого состава определяется как

m m+1

Ln = ∑ lc + ∑ ∆L, м. (2)

1 1

где 1С - длина судна или толкаемого состава;

∆L = 2 +0,03 1с = 2 + 0,03*85 = 4,55 м - величина запаса между стоящими друг за другом судами;

m - количество стоящих друг за другом судов (составов) в камере шлюза.

 

Дня шлюзов, расположенных на судоходных каналах, глубины на

верхнем и нижнем королях принимаются одинаковыми. Предварительно

глубина на короле задается равной

 

hK = 1,3 Tc = 1,3*3,0 = 3,9 м (3)

 

Уточнение глубины на короле для случая выхода судна из шлюза в нижний бьеф (расчетный случай) производится с помощью номограмм, представленных на рис.2, в следующей последовательности.

 

1. Определяют отношение ширины судна к полезной ширине камер ы шлюза

bс/Bп.к.

2. По заданной скорости (V,) выхода судна из камеры шлюза в нижний бьеф вычисляют число Фруда

 

Frr=Vв/(gTc)0,5 = 1,2/(9,81*3)0,5 = 0,221 (4)

3. По номограмме во втором квадранте определяют значение коэффициент стеснения k в точке пересечения линий Frг = const и
bc/Bn = const.

Рис 2. Номограмма к определению дополнительной осадки судна при выходе из камеры шлюза

 

4. Из линий в первом квадранте выбирают линию с найденным значением k (достраивают промежуточную) и по известному значению bc / Bn.к находят отношение Тс / hк, из которого выражают значение глубины на короле hк.

По номограмме в четвертом квадранте (по значению £) определяют число Фруда Frв, значение которого проверяется по формуле

 

Frв = Vв/(2ghк)0'5 = 1,2/(2*9,81*3,9) = 10,71 (5)

 

При расхождении значений чисел Frв более чем на 0,002 проверяют правильность графических построений.

5. По значению числа Фруда Frв при помощи графика в третьем квадранте находят отношение ∆Тк/h’к, из которого выражают значение дополнительной осадки кормы судна при выходе из камеры ∆Тк. (Пример пользования номограммами показан пунктирными стрелками на рис.2).

6. Глубина на короле должна удовлетворять условию

 

h’к > Тс + ∆Тк +5, (6)

 

где δ = 0.1 Тс = 0,1*3= 0,3 м, но не менее 0,25 м.

 

Из значений, полученных по формулам (3) и (6), выбирают большее и округляют в большую сторону до ближайшего числа кратного 0,5 м.

Окончательно полезные габариты камеры шлюза и глубина на короле принимаются в соответствии с таблицей 1. При этом округление по всем параметрам ведется в большую сторону.

Полная длина камеры шлюза слагается из длин ее отдельных участков

 

Lк = Lr + Lус + Lп + Lш = 9 + 7,5 + 150 + 12 = 178,5 м (7)

 

где Lr =8... 10 м - длина камеры гашения (входящую в нее длину балочного гасителя можно принять Lб = 2 м);

 

Таблица 1 – Полезные габариты камер шлюзов

Bn.к                      
Ln                      
hк 6,0 5,5 5,0 6,0 5,5 5,0 6,0 5,5 5,0 5,5 5,0 4,5 4,0 5,5 5,0 4,5 4,0 5,5 5,0 4,5 4,0 4,0 3,5 3,0 3,0 2,5 2,0 3,0 2,5 2,0 1,5 3,0 2,5 2,0 1,5 2,0 1,5 1,0

 

Lyc = 5... 10 м - длина успокоительного участка;

Ln - полезная длина камеры;

Lш = 0.6 Bn.к = 0,6*20 = 12 м - длина шкафной части.

 

При выборе значений Lr и Lyc следует ориентироваться на то, что большие значения этих величин соответствуют большему напору (Н) на шлюз.

 

Общая длина шлюза определяется по зависимости

 

Lшл = Lуп + Lк + Lгал + Lш.р. + Lн = 14,3 + 150 + 90 + 8 = 262,3 (8)

 

где Lyп, = Н - длина упорной части верхней головы

(Н =: ∆BБ - ∆HБ - напор на шлюз);

Lгал = 10... 12 м - длина участка выхода водопроводных галерей нижней головы в нижний бьеф;

Lш.р = Lu - дайна шкафной части ремонтных ворот;

Lн =: 2 м.

 

Высота стен шлюза принимается равной.

 

Hст = hк + H + hст = 5 + 14,3 + 2 = 21,3 (9)

 

где hст = 2 м - запас высоты над уровнем верхнего бьефа.

 

Толщина днища камеры bдн и толщина стен на уровне; днища составляют (0.17... 0.2) Hст = 0,185*21,3 = 3,94м. Толщина стен в их верхней части bст = 1.0 м. Ширина камеры по верх Вк = 1.04 Вп. к.= 1,04*20 = 20,8 м

 

Ширина верхней и нижней голов шлюза принимаются равными

Вг=Bп.к. +2Н = 20 + 2*14,3 = 48,6

 

Толщину подъемно-опускных ворот верхней головы и двустворчатых ремонтных ворот нижней головы можно принять равной 0.8.... 1.2 м, а рабочих ворот нижней головы —1.5 м.

 

Ширина пазов подъемно-опускных ворот превышает толщину ворот на 0.4 м, а их глубина составляет 0.6... 1.См.

Площадь водопроводных галереи нижней головы зависит от размеров камеры и колеблется в пределах 12... 20 м2.

По вычисленным и принятым в разделе 1 геометрическим разменам вычерчивается схема шлюза.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-01-28; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1171 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Студент может не знать в двух случаях: не знал, или забыл. © Неизвестно
==> читать все изречения...

1322 - | 933 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.