Upload
larisa-buta
View
248
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 1/26
Lucrarea Nr.1
Calculul potentialului hidroenergetic al Bistritei intre
Vatra Dornei si Poiana Teiului.
Stabilirea parametri energetici
Cadere – profil longitudinal
Debite – debite medii multianuale
QmDorna Arini = 25 mc/s
QmNeagra Brosteni = 3. mc/s
QmBorca = 33. mc/s
Qm!rumosu = 3".# mc/s
Stabilirea schemei de amenajare.
$n functie de%
&po'itia localitatilor(
&panta profilului longitudinal(
&configuratia in plan a albiei )sinuo'itate*.
+e ,or amplasa lucrari specifice amena-arilor idroenergetice conform unei sceme de amena-are
¢rala bara-(¢rala pe deri,atie supraterana )canal*(
¢rala pe deri,atie subterana.
raseul pe care se ,a amena-a constructia%Co-oci&Crucea
1
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 2/26
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 3/26
3
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 4/26
Lucrarea Nr.2
Calculul parametrilor energetici
ai amenajarii hidroenergetice
0. Curba de durata a debitelor
2. +tabilire Qi si 1i
3. Calculul energiei si puterii cu programul 89+C899N
Determinarea puterii instalate si ealuarea energiei produse !n anul hidrologic mediu
1uterea instalata se determina alegand debitul instalat
Qi=)0&2* Qm unde Qm este debitul mediu :mc/s;
Qi = 65 :mc/s;
Qi = 55 :mc/s;
1i = #<0 Qi > :?@; < cu caderea eprimata in m
> = 30 m
9,aluarea energiei se face pornind de la curba de durat a debitelor< pe care sunt figurate< debitul
instalat< debitul de ser,itute i debitul minim la care se mai poate face turbinare. +uprafaa de sub
curba de debit este o msur a debitelor care contribuie la producerea de energie.
1entru calcul< se Emparte aceast suprafa En fFii cu ba'a egal cu 5G< EncepFnd din origine.7ltima fFie ,a a,ea o ba' mai mic< corespun'toare limitei graficului dat de debitul minim
turbinat sau< dup ca'< de debitul de ser,itute< dac acesta este mai mare decFt debitul minim
turbinat.
4
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 5/26
Curba debitelor
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100105
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
P [%]
Q
5
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 6/26
Debitul de ser,itute% "seritute = 3m3
Curba rosie are o distanta egala cu ".0 fata de curba debitelor."instalat = 65 :mc/s;(
"instalat = 55 :mc/s;.Alegerea turbinei se face cu Qinstalat/2 =H T#$B%N& '&PL&N)conform site&ului>Idro9nergi.ro & +er,ices&urbin Calculator*"instalat = 65 =H Qinstalat/2 = 36.5 =H 1 = 0.2" :@;("instalat = 65 =H Qinstalat/2 = 26.5 =H 1 = 6.526 :@;.in care%1 & este puterea turbinei in @
6
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 7/26
Lucrarea Nr.(
Calcul hidraulic pri)a de supra*ata
Calculul idraulic al ferestrei pri'ei
+cemele de calcul pot fi in functie de conditiile locale
Deversor cu prag lat
Aceasta scema este ,alabila atunci cand%
&raportul dintre latimea pragului c si inaltimea lamei de apa amonte H satisface relatia
2<5 0 02c
H < < −
&ni,elul apei in ba'inul amonte nu are ,ariatii mari
8egimul de curgere este de regula innecat )datorita restrictiilor impuse ni,elului apei in a,al*
Calculul ferestrei pri'ei ca un de,ersor cu prag lat dupa isele, si Cioc
Debitul se determina cu relatia%
3/ 22Q m b g H εσ = in care
>& este caderea de,ersorului )inaltimea lamei de apa din amonte*
m & este coeficientul de debit
J & este coeficientul de innecare ce depinde de raportul h p /H
7
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 8/26
b & este latimea de,ersorului )suma latimii ferestrelor de captare daca sunt mai multe*
Coeficientul contractiei laterale este dupa Creager Kfitero,
0 <0 H nb
ε ξ = −∑
n & este numarul marginilor ,erticale care produc contractia)doua la pile una la culee*
L & este un coeficient care depinde de forma marginii obstacolului
> & este caderea de,ersorului )inaltimea lamei de apa din amonte*
Maloare coeficient de debit pentru de,ersorul cu prag lat :isele,;
&margine ascutita)fara racordare*=H m = .32< = .5#
Maloare coeficient de inecare:isele,; & J = .##5
Debitul+
3/ 22Q m b g H εσ =
Q = Qinstalat = 65 m3/s
M = .5 m/s
Q = A⋅M =HA =Q/M =65/.5 = 05
8
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 9/26
0 <0 H
nb
ε ξ = −∑
n & este numarul marginilor ,erticale
n =
ζ & este coeficientul care depinde de forma obstacolului
ζ = 0.
b & este suma desciderilor ferestrei
b = "
8etentia = m
Oungimea ferestrei = 36.5 m
$naltimea ferestrei = " m
0 <0 H
nb
ε ξ = −∑
= 0&.0 ⋅ ⋅ 0 ⋅ )"/"* =HP = .2
m & este coeficient de debit
m = .32
J = .##5
3/ 22Q m b g H εσ =,- b = Q/)m⋅P ⋅ J ⋅2g ⋅ >R)3/2** = 65/).32 ⋅ .2 ⋅ .##5 ⋅"."2 ⋅* =H b=2.25
m
Debitul+
3/ 22Q m b g H εσ =
Q = Qinstalat = 55 m3/s
9
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 10/26
M = .5 m/s
Q = A⋅M =HA =Q/M =65/.5 = 00 m2
0 <0 H
nb
ε ξ = −
∑
n & este numarul marginilor ,erticale
n =
ζ & este coeficientul care depinde de forma obstacolului
ζ = 0.
b & este suma desciderilor ferestrei
b = "
8etentia = m
Oungimea ferestrei = 30.5 m
$naltimea ferestrei = 3.5 m
0 <0 H
nb
ε ξ = −∑
= 0&.0 ⋅ ⋅ 0 ⋅ )3.5/"* =H P = .3
m & este coeficient de debit
m = .32
J = .##5
3/ 22Q m b g H εσ =,- b = Q/)m⋅P ⋅ J ⋅2g ⋅ >R)3/2** = 55/).32 ⋅ .3 ⋅ .##5 ⋅"."2 ⋅.5* =H
b=.35 m
10
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 11/26
P$D%/NS%0N&$ T#$B%N& T#$B%N& '&PL&N
ns =2283
H 0.486
Q = 65 m3/s
> = 30 m
n+9+>A =2283
H 0.486 =
2283
310.486 = "3
nQ9 =ns
995 =430
995 = ."32
n =n s⋅ H
3 /4
3.13 ⋅Q1 /2 =
5220
19.16 = 262 rot/min
Diametrul rotorului
D = ".5 ⋅) .6# 4 0.2 ⋅ nQ9* ⋅ √ H
n
D = ".5 ⋅) .6# 4 0.2 ⋅ ."32* ⋅ √ 31∗0.9
272 = 2.36 m
Diametrul rotorului dupa Dorin Pael
D = ) .36 4270
n s * ⋅ Q
1/2
H 1 /4
D = ) .36 4270
430 * ⋅ 37.5
1/2
311 /4 = 2.5# m
Lumina dintre barele gratarului a *i D(3 , 4 cm
11
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 12/26
L5 Calculul hidraulic al galeriilor
de aductiune 6sub presiune7
12
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 13/26
Schema unei amenajari hidroenergetice+
& = lacul de acumulare
8 = galeria)conducta* de aductoune
= castelul de ecilibru
C = conducta )galeria* fortata
9 = obturator ),ana*
Calculul pierderi de sarcina
!ormula Sanning
13
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 14/26
0/ 0C R
n=
8elatia Ce'I
V C RJ =
J=hd /L; - panta pie'ometrica
R=D/4 -ra'a idraulica pentru sectiune circulara
0/ 2 20
" " " "
d h D D D DQ AV C RJ
n L
π π = = = ÷
0/ 2 2 2 / 3 / 3
5/ 3 0/ 2 0 / 3
0 0< 302 0< 3
"
d d d
h h Q n LQ D D h
n L n L D
π= = ⇒ =
+e dau%
&Caderea > = 30 m
&Debitul Q = 55 m3/s
&Oungimea conductei O = m
+e cer%
&diametrul conductei D&,ite'a apei pe conducta M
+e calculea'a diametrul conductei cu pierderea de sarcina impusa
0G din pierderea de sarcina<065
2 2 2 25<333
0< 3 2< 3<0
Q n L Q n L D D
H H
= ⇒ = ÷
= 5.6# =H D = m
" G din pierderea de sarcina )Q = 65 m3/s*<065
2 2 2 25<333 0< 3 2<
<"
Q n L Q n L D D
H H
= ⇒ = ÷
= 2.63 =H D = 3m
14
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 15/26
+e impune ,ite'a cu care ,a circula apa
1entru galerii din beton armat ,ite'a este intre 2&" m/s :SosonIi;
+e calculea'a sectiunea galeriei A=Q/,
Q = 55 m3/s < A= Q/, = 55/3 = 0.33 m2
Q = 65 m3/s < A= Q/, = 65/3 = 25 m2
Lucrarea nr. :
Calculul de re)istenta al camasuielii galeriilor sub presiune
$n continuare se pre'inta re'ol,area in deplasari a problemelor de elasticitate plana in
ccordonate polare care este atribuita lui Oame
Calculul unei galerii poate fi aproimat cu starea plana de tensiuni sau deformatii deci
poate facut pe o lungime unitara de galerie
Cea mai adec,ata eprimare este in coordonate polare a,and in ,edere ca sectiunea estecirculara si simetrica fata de a.
Camasuiala de beton a unei galerii poate fi asimilata unui tub cu pereti grosi. 9cuatiile
teoriei elasticitatii integrate cu a-utorul conditiilor la limita conduc la urmatoarele relatii pentru
tensiuni.
µ b .06:= µr .25:=
>am 626:= >a, #:=
pi γ >am >a,−) *⋅:=
pi=3.1
15
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 16/26
r i 2.#:= r e 3.3:=
r 3.3:=
9 b 2":=
f 0:= f 3:=
9r 0 f ⋅:=
Er=1∗104
Er=3∗104
T2 pi⋅ r i
2⋅ 0 µ b−( )⋅
00 µr +
0 µ b+
9 b
9r
⋅−
r i2⋅
0 µr +
0 µ b+
9 b
9r
⋅ 0+ 2 µ b⋅−
r e2⋅+
:=
T = .5"6
pe T .25pi+:=
pe T .25pi+:=
pe=1.322
σθ
pe r e2⋅ pi r e
2⋅−
r e2
r i−
r e2
r i2⋅
r e2
r i2
−
pe pi−( )⋅ 0
r 2
⋅−:=
σ θ=3.606
UAO98$N
16
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 17/26
σθ.0 pi
09 b
9r
0 µ b+
0 µr +⋅−
r e2
r 2
09r
9 b
0 µ b+
0 µr +⋅ 0 2 µ b⋅−( )⋅+
⋅+
r e2
r i
20−
9r
9
b
0 µ b+
0 µr
+⋅
r e2
r i
20 2 µ b⋅−( )⋅ 0+
⋅+
⋅:=
σ θ .1=−171.995
Cu cele doua tensiuni de la intrados JVi si de la etradosul camasuielii JVe se calculea'a forta
aiala si momentul inco,oietor din camasuiala galeriei%
N =σ θi+σ θε
2
δ b
M =σ θε−σ θi
2 W
in care
W b este grosimea camasuielii de beton
@ este modulul de re'istenta al camasuielii )pentru o lungime unitara de galerie*
W =1∗δ b2/6
Lucrarea nr. ;
Loitura de berbec !n deria ieț
Ld=6000m
17
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 18/26
Lc=180m
v0=2,08m ( h0=60m ( t =50cm→ grosimea pereteluiconductei
ε = 2<00" ?gf/cm2=2<0#.00" 1a :N/m2; este modulul de elasticitate al apei
X = 0 ?g/m3=00<# ?gfs/m3 este densitatea apei
E = modulul de elasticitate al materialului conductei
E = 2<0 0 ?gf/cm2 =2<0#.00# 1a :N/m2; pentru otel
E = 2 05 ?gf/cm2 pentru beton
D = diametrul )interior* al conductei
c1=
2∗( Ld+ Lc)cd
=2∗(6000+180)
1176,22 =10,50 s
cd= 1435
√1+c1∗ε∗ !
E∗t
= 1435
√1+0,231∗2,1∗10
4∗5,800
2∗105∗0,5
=1176,22m /s
c1=2∗t ! ∗(1+ ")+ !∗(1∗ "
2
) !+t =2∗0,55,8 ∗(1+0,176 )+ 5,8∗1∗0,176
2
5,8+0,5 =0,231m /s
r=2∗ Lc
c =
2∗1801176,22
=0,306 s
c= r → # h=c∗vo
g =
1176,22∗2,08
9,81 =249,39m =H calculul a fost fcut cu rela ia lui Yu?o,s?iț
c=5∗ r=0,306∗5=1,53 s
"=c∗vo
2g∗h0
=1176,22∗2,08
2∗9,81∗60=2,07→$%N&1
18
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 19/26
σ = 180∗2,089,81∗60∗1,53
=0,415
lim ¿=σ
2∗(√ σ
2+4+σ )=0,415
2 ∗(√ 0,4152+4+0,415 )=0,509
ζ ¿
'ma( → sporul de preiune
'ma(=0,509∗60=30,54m
h= Presiune m!im"
h =4 3<5" = #<5"
Lucrarea nr. <
Calculul castelului de echilibru
Zn ansamblul deri,aie forat – castel de ecilibru se produc oscilaii forate. Dac
pierderile de energie prin frecare conduc la atenuarea oscilaiilor Entr&un inter,al de timp
re'onabil< atunci castelul este stabil idraulic. Dac oscilaiile apei din castel sunt Entreinute<
sau< mai ru< se amplific< atunci castelul este considerat instabil idraulic i poate afecta
funcionarea u'inei
Conditia de stabilitate este indeplinita prin impunerea unei arii minime pentru castelul de
ecilibru.
a
H −h¿¿
ha∗¿
m∈¿=
v0
2
2 g∗ L∗)
¿*¿
< unde%
19
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 20/26
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 21/26
+ma(=v0∗√ L∗)g∗*
b* pierderi de sarcina in regim turbulent )h=)V **%
, =
8gc2 ∗ L
! ∗1
2g
< unde % ) este coeficientul de re'istenta idraulica a aductiunii
- =1
n .
1 /6
< n= <02
&se pot determina% inaltimea maima a saltului la inciderea totala brusca%
+ma(=v0
√ L∗)
g∗* (1−
2
3 p0+1
9 p0
2
)& primul minim dupa primul maim
+m=v0√ L∗)g∗*
(−1+2 p0 )
& inaltimea minima la desciderea brusca de la Q= la Q=Q
+min=v0
√ L∗)g∗* (−1−1,25 p0 )
+e cunosc urmtoarele date%
0. Ualeria de aduc iune % O= m( n=<02ț coeficientul de rugo'itate
)=/ !
2
4=
3,14∗5,82
4=26,40m
2
2. Debitul instalat % Q=75m
3
/s ( Q=55m
3
/s 3. Castelul de ecilibru are forma circular cu sec iunea%ț
*=/ !
2
4 =
3,14∗262
4 =530,66m
2
Castel de ecilibru cilindric – calculul oscila iilor.ț
21
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 22/26
+e determin coeficientul de re'isten redus al galeriei %ț
, =
8g
c2 ∗ L
! ∗1
2g
v2
+e calculea' coeficientul lui C']I cu formula Sanning %
- =1
n∗ .
1
6=(5,84 )1
6=88,65
, =
8∗9,81
88,652 ∗6,000
5,8 ∗1
2∗9,81 =0,51
Se determină pierderea de sarcină în regim permanent considerând
galeria ca pe o condctă lngă ! pierderi de sarcină locale negli"a#ile$ %
hr=v2∗, =0,51∗3
2=4,59m
&mplitdinea saltli 'ără pierderi de sarcină %
+ma(=v0∗√ L∗)
g∗*=3√
6000∗26,40
9,81∗530,60=16,55m
Ipoteza închiderii bruște ! metoda analitică $
a*+e calculea' saltul maim redus din rela ia aproimati, ) Calame – Uaden *ț %
0* +altul maim ,a fi %
22
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 23/26
1−2
30,277+
1
9∗0,277
2=13,67m
+ma(=v0√
L∗)
g∗* (1−2
3 p
0+1
9 p
0
2)=3∗√ 6000∗26,40
9,81∗530,66∗¿
2* 1rimul minim< dup primul maim %
+m=v0√ L∗)
g∗* (−1+2 p0 )=16,55∗(−1+2∗0,277 )=−7,38m
+min=v0√ L∗)
g∗* (−1−1,25 p0 )=16,55∗(−1−1,25∗0,277 )=−22,28m
Lucrarea nr. =
Dimensionarea galeriei *or ateț
Calculul blinda-ului :SosonIi;
23
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 24/26
Cand se incarca galeria cu apa presiunea interioara transmisa tolei este p . Aceasta presiune p este preluata partial de tola iar o parte din presiune< p+ este transmisa betonului.
9t = 2.0. daN/cm2 ( este modulul de elasticiatate al otelului tolei
9 b =20. daN/cm2 ( este modulul de elasticitate al betonului
9r = 0. f ( este modulul de elasticitate al rocii
f =3 ( este coeficientul de tarie )1rotodia?ono,* a rocii.
Determinarea grosimii captuselii metalice pentru o galerie de 3<3 m diametru cu camasuiala de beton de" cm grosime.
9r = 3. daN/cm2
9 b = 20. daN/cm2
9t = 2.0. daN/cm2
Jt= 2 daN/cm2
# h=30,54m
+ma(=13,07 m
H net =60m
"=0,17
p=0 ∗( H net + +ma(+# h)=10∗(60+30,54+13,07 )=10,31,N
m2
$ntroducand pentru otel tensiunea limita J to obtinem factorul de distributie a presiunii%
ε=1
p
σ t 0−
E t
r (#1+#2)
Et
Eb
lnr1
r2
+ E t
E r
(1− "r)
24
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 25/26
ε= 1
10,31
2000−2100000
290 ∗0,2
2100000
200000
ln 330
290
+2100000
30000
(1+0,17)=0,69
Urosimea tolei re'ult%
δ =(1−ε ) pr
σ t 0
=(1−0,69 )∗10,31∗330
2000=0,52 cm
1resiunea preluat de roc este%
p2= p1
r1
r2
=10,31∗330
290
=11,73 daN
cm2
Lucrarea nr. 4
Centrala >idroenergetic?
ha=10,33−-ota amplasament (-HE )
900 −σ t ∗ H n < unde%
H n=-1derea net1a centralei
H n=-t am−-t av−hr=60−4,59=55,41m
σ →-oe2icientulluiH%M&
1entru turbinele aplan %
σ =6,40∗10−5∗ns
1,46=0,021
25
8/16/2019 Proiect amenajari hidroenergetice h.docx
http://slidepdf.com/reader/full/proiect-amenajari-hidroenergetice-hdocx 26/26
ns=2283
H n0,486
= 2283
55,410,486
=324,75m
ha=10,33−-otaamplasament (-HE )
900
−σ t ∗ H n=10,33−696
900
−0,021∗55,41=1,16m