ВХР2 – вторая простейшая задача

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

_______________________________________

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

________________________________________________

 

В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова,

Н.К. Малинин, Р.В. Пугачев

 

ВОДНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ И ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ

РАСЧЕТЫ

Учебное пособие

по курсу

«Теоретические основы энергетики

возобновляемых источников»

 

 

Под редакцией В.И. Виссарионова

 

Издательство МЭИ

Москва 2000

УДК

М 545

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

_______________________________________

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

________________________________________________

 

В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова,

Н.К. Малинин, Р.В. Пугачев

 

ВОДНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ И ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ

РАСЧЕТЫ

Учебное пособие

по курсу

«Теоретические основы энергетики

возобновляемых источников»

 

 

Под редакцией В.И. Виссарионова

 

 

Издательство МЭИ

Москва 2000

 

УДК

М 545

УДК:

 

Утверждено учебным управлением МЭИ в качестве учебного пособия для студентов

Подготовлено на кафедре нетрадиционных и возобновляемых источников энергии

В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин, Р.В. Пугачев. Под ред. В.И. Виссарионова.

Водноэнергетические и водохозяйственные расчеты. – М.: Изд-во МЭИ. 2000. – с.

 

Пособие содержит примеры решения типовых водноэнергетических и водохозяйственных задач.

Предназначено, в основном, для использования в учебном процессе для специальности 100900 “Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии”. Может быть использовано и студентами других специальностей вузов, занимающихся проблемами использования гидроэнергии в народном хозяйстве.

 

В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова,

Н.К. Малинин, Р.В. Пугачев

Водноэнергетические и водохозяйственные расчеты

Учебное пособие

по курсу

“Теоретические основы энергетики возобновляемых источников”

 

Редактор

Редактор издательства

_____________________________________________________________

 

Темплан издания МЭИ 2000, метод. Подписано к печати

Формат 60х84/16 Печать офсетная Физ. печ. л.

Тираж 300 Изд. N 204 Заказ

_______________________________________________

Издательство МЭИ, 112250, Москва, Красноказарменная, д.14

Типография МЭИ

ВВЕДЕНИЕ

 

 

В учебном пособии рассматриваются простейшие или базисные задачи водохозяйственных и водноэнергетических расчетов (ВХР и ВЭР), а также их обобщения в следующем составе: постановка задачи, основные расчетные соотношения и их анализ, возможные алгоритмы и численные методы решения ВХР и ВЭР. Для пояснения физического смысла полученных решений и возможных ошибок при численной реализации ВХР и ВЭР дается их графическая интерпретация с соответствующими пояснениями по путям снижения указанных возможных ошибок.

Основная часть учебного пособия посвящена анализу режимов работы русловых низконапорных гидроузлов с водохранилищами, как наиболее сложных с точки зрения реализации ВХР и ВЭР. В начале подробно рассматриваются простейшие или базисные задачи, а затем дается их обобщение на более сложные случаи и рекомендациями по путям их решения. Рассматриваются водохозяйственные и водноэнергетические задачи с различными ограничениями и условиями. Основное внимание в учебном пособии уделяется ВХР и ВЭР одиночного гидроузла, работающего изолированно или в каскаде (сомкнутом и разомкнутом). Каскадные проблемы ВХР и ВЭР учитываются в виде обобщения простейших или базисных задач.

Издание, подобного учебного пособия для реализации ВЭР и ВХР в условиях эксплуатации и проектирования, стало необходимой и актуальной задачей с целью обобщения богатого отечественного опыта. Сегодня в ряде отраслей энергетики уже изданы полномасштабные учебники или учебные пособия подобного типа. Например: “Электрические системы: в примерах и задачах”. Из-за ограниченного объема данного издания в нем рассмотрены подробно только простейшие или базисные задачи. Более полно обобщенные задачи могут быть рассмотрены в полномасштабном издании типа: “Гидроэнергетика в примерах и задачах”.

Для каждого раздела пособия вначале дается подробное описание исходной информации для простейших или базисных задач. При рассмотрении обобщенных задач дается лишь описание изменений или дополнений к исходным данным простейших или базисных задач.

 

 

ПРОСТЕЙШИЕ или базисные задачи водохозяйственных расчетов (ВХР)

 

Состав основной исходной информации. Общие положения

Рассматривается одиночный низконапорный гидроузел с водохранилищем водохозяйственного назначения (ВВХН) длительного регулирования на реке снегового питания с установившимися режимами работы: ÑНПУ = 53,5 м; ÑУМО = 52,0 м; Dt = 30,44 сут. = 2,63·10⁶ с. Значения всех видов расходов (`Q<sub>нб</sub>,`Q_пр,`Q_в и т.д.) приняты в виде среднеинтервальных значений. Объемная характеристика верхнего бьефа – Z_вб(V_вб) в численном виде представлена в табл.1.1. Интерполяция между табличными значениями – линейная.

 

Таблица 1.1

Объемная характеристика верхнего бьефа

Zвб, м	52,0	52,5	53,0	53,5
Vвб×106 м3

 

Рассматриваются два основных типа водохозяйственных расчетов (ВХР1 – для заданных значений Q_нб^треб(t) и ВХР2 – для заданных Z_вб^треб(t) или V_вб^треб(t)) с обобщениями на более сложные случаи).

 

ВХР1 – первая простейшая задача

Постановка задачи: основные исходные данные п. 1.1.; известно значение Z_вб^н = 53,0 м на начало Dt = 2,63·10⁶ с;`Q<sub>пр</sub> = 900 м<sup>3</sup>/с;`Q_нб^треб = 1000 м³/с. Требуется найти: Z_вб^к, `Q_в, V_вб^к.

Основные расчетные соотношения:

 

V_вб^к = V_вб^н(Z_вб^н)–DV_срб, (1.1)

 

DV_срб =`Q_в·Dt, (1.2)

 

`Q<sub>в</sub> =`Q_нб^треб –`Q_пр, (1.3)

 

Z_вб^к = Z_вб^к(V_вб^к) при Z_вб^к < Z_вб^н. (1.4)

 

Так как`Q<sub>в</sub> в рассматриваемом случае положительно (`Q_нб^треб >`Q<sub>пр</sub>), то реализуется режим сработки водохранилища. Подставляя (1.2) и (1.3) в (1.1) получаем нелинейное алгебраическое уравнение с одной переменной –`Q_в. Задача решается безитерационным путем.

Решение задачи:

`Q_в = 1000 м³/с – 900 м³/с = 100 м³/с (по (1.3)),

DV_срб = 100 м³/с·2,63·10⁶ с = 263·10⁶ м³ (по (1.2);

V_вб^н(Z_вб^н = 53,0 м) = 626·10⁶ м³ (по характеристике V_вб(Z_вб)).

Далее: V_вб^к = (626–263)·10⁶ м³ = 363·10⁶ м³ или Z_вб^к(V_вб^к) = 52,5 м.

 

Аналогично решается задача ВХР и для наполнения ВВХН. Для условия, когда`Q<sub>нб</sub><sup>треб</sup> <`Q_пр расчетные соотношения выглядят так:

V_вб^к = V_вб^н(Z_вб^н)+DV_нап, (1.5)

 

DV_нап =`Q_в·Dt, (1.6)

 

`Q<sub>в</sub> =`Q_пр –`Q_нб^треб, (1.7)

 

Z_вб^к = Z_вб^к(V_вб^к) при Z_вб^к > Z_вб^н. (1.8)

 

ВХР2 – вторая простейшая задача

Постановка задачи: основные исходные данные п. 1.1.; заданы значения Z_вб^н = 53,0 м и Z_вб^к = 52,5 м; Dt = 2,63·10⁶ с;`Q<sub>пр</sub> = 800 м<sup>3</sup>/с. Требуется найти:`Q_нб,`Q_в для сработки ВВХН.

Основные расчетные соотношения:

`Q<sub>нб</sub> =`Q_пр+`Q_в, (1.9)

 

`Q_в = , (1.10)

 

DV_срб = V_вб^н(Z_вб^н) – V_вб^к(Z_вб^к). (1.11)

 

Задача также решается без итерации.

Решение задачи:

V_вб^н(Z_вб^н) = 626·10⁶ м³; V_вб^к(Z_вб^к) = 363·10⁶ м³; DV_срб = 363·10⁶ м³;`Q<sub>в</sub> = 100 м<sup>3</sup>/с; `Q_нб = 900 м³/с.

 

Аналогично решается задача и для наполнения водохранилища при условии, что Z_вб^н < Z_вб^к и следующих соотношений:

`Q<sub>нб</sub> =`Q_пр –`Q_в, (1.12)

 

`Q_в = , (1.13)

 

DV_нап = V_вб^к(Z_вб^к) – V_вб^н(Z_вб^н). (1.14)

 

 

12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: