Научная статья на тему 'ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЬНОЙ И РАБОЧЕЙ УСТАНОВКИ ПОРТАТИВНОЙ МИКРО-ГЭС С СИФОННЫМ ВОДОПОДВОДОМ'

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЬНОЙ И РАБОЧЕЙ УСТАНОВКИ ПОРТАТИВНОЙ МИКРО-ГЭС С СИФОННЫМ ВОДОПОДВОДОМ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
281
59
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИКРО-ГЭС / СИФОННЫЙ ВОДОПРИЕМНИК / ОРТОГОНАЛЬНАЯ ТУРБИНА / МИКРО-ГИДРОЭНЕРГЕТИКА / РАСХОД / НАПОР / ПЬЕЗОМЕТР / КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА / MICRO-HYDROELECTRIC POWER STATION / SIPHON WATER INTAKE / ORTHOGONAL TURBINE / MICRO-HYDROPOWER / FLOW / PRESSURE / PIEZOMETER / INSTRUMENTATION

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Крылов Алексей Петрович, Бакштанин Александр Михайлович, Беглярова Эвелина Суреновна

Цель исследований - поиск оптимальных конструктивных решений подвода потока для микро-ГЭС. Для определения расхода воды на микро-ГЭС с ортогональной турбиной в качестве рабочего агрегата и сифонным водоводом на Хоробровском гидроузле был выбран метод центробежной силы в колене. В ходе работ был проведен ряд предварительных испытаний портативной микро-ГЭС с сифонным водоподводом и ортогональной турбиной с пяти лопастным рабочим колесом установленной мощностью 30 кВт. В результате испытаний были получены характеристики гидросилового оборудования в располагаемых диапазонах напоров и расходов. Выполнен цикл теоретических и натурных исследований по использованию свободно-поточных ортогональных турбин в малой гидроэнергетике. Были проанализированы результаты испытаний ортогональной турбины опытной микро-ГЭС, определен её К.П.Д, а также режимы работы гидросилового оборудования при которых возникают кавитационные явления.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Крылов Алексей Петрович, Бакштанин Александр Михайлович, Беглярова Эвелина Суреновна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF THE MODEL AND OPERATING PLANT OF THE PORTABLE MICRO-HES WITH A SIPHON WATER CONDUIT

The purpose of the investigation is searching of optimal design decisions of flow supply to a micro-HES. In order to determine the flow rate of water at a micro-hydroelectric power station with an orthogonal turbine as a working unit and with a siphon conduit at the “Khorobrovsky” hydroelectric complex, the method of centrifugal force was chosen. In the course of the work there were carried out a number of preliminary tests of a portable micro-hydroelectric power station with a siphon water conduit and an orthogonal turbine with five bladed impellers of the installed capacity of 30 kW. The characteristics of the power equipment were obtained in the available pressure and flow ranges in a series of tests. A series of theoretical and field studies on the use of free-flow orthogonal turbines in small hydropower was fulfilled. The test results of the orthogonal turbine of the experimental micro-hydroelectric station were analyzed, its efficiency rate was determined, as well as the operating modes of the hydro-power equipment in which cavitation occur.

Текст научной работы на тему «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЬНОЙ И РАБОЧЕЙ УСТАНОВКИ ПОРТАТИВНОЙ МИКРО-ГЭС С СИФОННЫМ ВОДОПОДВОДОМ»

Information about the authors Volosukhin Yakov Victorovich, general director LLC «Engineering-consulting center «Safety of hydraulic structures»; 346400, Ros-tovskaya region, Novocherkassk, Budennov-skaya, 156; e-mail: boss@ibgts.ru

Ivankova Tatjana Victorovna, post graduate student kafedry «Vodnoye khozyaystvo, inzhenernyye seti i zashchita okruzhayushchey

sredy» YURGPU(NPI),346428, Rostovskaya region, Novocherkassk, Prosveshcheniya, 132; e-mail: academy-design@mail.ru

Potapenko Yurij Yakovlevich, doctor of geological and mineralogical sciences, professor, Honored scientist of the Karachai-Cherkess Republic, North-Caucasian regional interdepartmental stratigraphic commission, e-mail: nupotap@yandex.ru

УДК 502/504:621.311.21:628.113 DOI 10.26897/1997-6011-2020-3-99-107

А.П. КРЫЛОВ, А.М. БАКШТАНИН, Э.С. БЕГЛЯРОВА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева», г. Москва, Российская Федерация

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЬНОЙ И РАБОЧЕЙ УСТАНОВКИ ПОРТАТИВНОЙ МИКРО-ГЭС С СИФОННЫМ ВОДОПОДВОДОМ

Цель исследований - поиск оптимальных конструктивных решений подвода потока для микро-ГЭС. Для определения расхода воды на микро-ГЭС с ортогональной турбиной в качестве рабочего агрегата и сифонным водоводом на Хоробровском гидроузле был выбран метод центробежной силы в колене. В ходе работ был проведен ряд предварительных испытаний портативной микро-ГЭС с сифонным водоподводом и ортогональной турбиной с пяти лопастным рабочим колесом установленной мощностью 30 кВт. В результате испытаний были получены характеристики гидросилового оборудования в располагаемых диапазонах напоров и расходов. Выполнен цикл теоретических и натурных исследований по использованию свободно-поточных ортогональных турбин в малой гидроэнергетике. Были проанализированы результаты испытаний ортогональной турбины опытной микро-ГЭС, определен её К.П.Д, а также режимы работы гидросилового оборудования при которых возникают кавитационные явления.

Микро-ГЭС, сифонный водоприемник, ортогональная турбина, микро-гидроэнергетика, расход, напор, пьезометр, контрольно-измерительная аппаратура.

Введение. При разработке проекта строительства портативной микро-ГЭС на плотине Хоробровского гидроузла на реке Нерль одной из основных задач было минимизировать вмешательство в конструкцию существующих гидротехнических сооружений. Дополнительной особенностью данной опытной микро-ГЭС с ортогональной турбиной является использование сифонного водовода. Сифонные водосбросы широко используются в практике гидротехнического строительства для обеспечения автоматического подержания уровня верхнего бьефа в заданных пределах. Традиционно применяемые сифонные водосбросы имеют прямоугольное поперечное сечение достаточно больших размеров [1, 2].

В качестве обоснования методики измерения расхода в колене были

использованы следствия из развития центробежной силы в колене водовода.

Цели и задачи. Одной из актуальных задач обеспечения надежности и безопасности работы гидроэнергетического объекта является поиск оптимальных конструктивных решений подвода потока для микро-ГЭС.

Материалы и методы. В рамках решения поставленной задачи и на основании анализа ранее выполненных работ [3] было установлено, что конструктивное решение подвода потока к микро-ГЭС с ортогональной турбиной нуждается в лабораторных и натурных исследованиях.

Все задачи экспериментального исследования рабочего процесса ортогональной турбины связаны с усовершенствованием методов и должны решаться в комплексе.

Такой подход к решению проблемы целесообразности и работоспособности данной конструкции сифонного водовода представляется наиболее рациональным. При всем многообразии геометрических форм сифонного водовода общая задача лабораторных исследований представляется невыполненной без установления единой кинематической структуры потока в сопрягающих коленах водовода и определения давлений и расходов [4].

Экспериментальный гидравлический стенд состоял из:

- открытого резервуара с мерным водосливом, представляющий верхний бьеф;

- модели подводящего участка с сифонным подводом для МГЭС.

Геометрические размеры мерного водослива обеспечивали прохождение

максимального модельного расхода, составляющего О = 101,2 л/с.

^ мод '

Для определения глубины над порогом треугольного водослива Н мерный бак был оборудован шпиценмасштабом, установленным в стакане и привязанным к порогу мерного водослива. Точка забора воды из резервуара в стакан расположена на расстоянии Ь > ЗНтах от треугольного водослива. [5, 6]

В точках отбора давления установлены штуцеры, выполненные по рабочим чертежам в соответствии с международным стандартом. От штуцеров к приборам, фиксирующим разницу давления в точках отбора, проложены импульсные трубки, на которых установлены шаровые краны (рис. 1). В качестве приборов, показывающих разницу давления в точках отбора, используются: для створа 1 двухтрубный жидкостный манометр для снятия абсолютного давления в каждой точке отбора; для створа 2 манова-куумметр с и-образной трубкой для снятия вакуумметрического давления.

Рис. 1. Схема модели подводящего участка МГЭС с сифонным подводом и установки КИА

Таким образом опытная установка отвечала современным требованиям, предъявляемым к экспериментальным установкам такого типа.

При проведении экспериментов окончательное значение пьезометрического

давления в колене определялось как осред-ненное значение нескольких показаний при установившемся режиме. Таким образом, измерялись потери напора перед турбиной с помощью пьезометра - 1-й столбец, с помощью вакуумметра измерялось

разрежение, которое создавалось после турбины, также брались показания манометра и мановакууметра в верхнем и в нижнем сопрягающих коленах сифона.

Для качественной объективной оценки близости полученных кривых к экспериментальным точкам можно рассчитать коэффициент детерминации [4]:

Д2 = 1 -

- 0 (Ар )

- я)2

(1)

где 01 — расход 1-ой экспериментальной точки; 0(Др1) — расход, полученный из функции: Я = к^Ар; Я — математическое ожидание экспериментальных точек; ( - Я (Ар)) — квадрат отклонения экспериментальной точки от полученной кривой.

Коэффициенты детерминации Щ2 и Щ соответственно равны:

по первому створу Щ2 = 0,997; по второму створу Щ = 0,989.

Значения коэффициентов детерминации получились достаточно высокими, отклонения полученных кривых от экспериментальных точек составляет 0,3% по первому створу и 1,1% — по второму.

По итогам анализа и обработки данных экспериментальных исследований были построены натурные тарировочные кривые, показанные на рисунке 2. Полученные данные были использованы для измерения расходов на рабочей установке.

4200 4000 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000

800 « 600

400 200 О -200 -400 -600 -800 -1000 -1200 -1400 -1600 -1800 -2000 -2200 -2400 -2600 -2800 -3000 -3200 -3400

— —

- — -

— — к, /А -

— — — —

_

- = ь?,

/ДУ-

д, м-'/с

Рис. 2. Натурная тарировочная кривая зависимости Q = /(Ар):

кх — натурный коэффициент для верхнего колена, к2 — для нижнего

Изменение расхода производилось с помощью плоского затвора, примыкающего к выходному сечению сифона. По результатам измерений значение расхода варьировалось от 0,6 м3/с при наиболее минимальном открытом затворе до 1,4 м3/с при максимальном открытии.

На рисунках 3, 4 приведены фотографии опытной микро-ГЭС с ортогональной турбиной, а также схема измерений давлений на рабочей установке.

Результаты и обсуждение. В таблицах 1, 2, 3 приведены результаты натурных испытаний. Параметры в каждом из режимов являются осредненными параметрами.

При испытаниях были следую -щие характерные гидравлические значения: отметка уровня верхнего бьефа = 123,37 м, отметка уровня нижнего бьефа ^2 = 120,00 м, напор брутто Ябр. = 3,37 м.

Рис. 3. Опытная микро-ГЭС с ортогональной турбиной в качестве рабочего агрегата на Хоробровском гидроузле

Испытания проводились при следующих гидравлических параметрах: отметка уровня верхнего бьефа х1 = 123,44 м, отметка уровня нижнего бьефа г2 = 120,05 м, напор брутто Нбр = 3,39 м.

При проведении экспериментов окончательное значение пьезометрического давления в коленах определялись как осред-ненное значение нескольких показаний при установившемся режиме.

В ходе данного исследования были выявлены следующие особенности полученных данных:

Из сопоставления рисунков 5 и 6 видно, что с увеличением относительной лопастной скорости Ул с 3 до 5,5 м/с величина пт уменьшается с 0,57 до 0,20, а Ср увеличивается с 5,0 до 20,0.

Рис. 4. Схема измерений давлений на различных участках водовода мини-ГЭС жидкостными манометрами и мановакуумметрами:

1 — вакуумный насос, 2 — клапан срыва вакуума, 3 — водовод мини-ГЭС, 4 — жидкостный мановакуумметр на верхнем колене водовода, 5 — жидкостный манометр на нижнем колене водовода, 6 — жидкостный манометр перед турбиной, 7 — жидкостный мановакуумметр

за турбиной, 8 — энергоблок мини-ГЭС

Из графика, приведенного на рисунке 7, следует, что максимальное значение напора Н = 3,0 м наблюдается при расходах в диапазоне 0,9-1,0 м3/с, и при От = 1,4 м3/с, напор падает до Нт = 2,5 м, что связано с увеличением гидравлических потерь в турбинном тракте.

При О = 1,4 м3/с значение п достига-

^-тах ' т ^

ет 0,55, что является высоким показателем

для низконапорных гидротурбин. Однако данный режим работы не является оптимальным ввиду кавитации лопастей ортогональной турбины, а также повышенного износа основных механизмов гидроагрегата.

На рисунке 8 представлен график изменения электрической мощности гидроагрегата в зависимости от расхода От при частоте вращения п = 288 об/мин.

Как видно, все точки, соответствующие замеренным величинам, легли на одну кривую. Среднеквадратичное отклонение опытных точек от кривой равно ±5%. Таким образом, энергетические характеристики на рисунках 7, 8 представлены в оптимальной форме.

По результатам полевых испытаний, приведенных в таблицах: 1, 2,

3 с использованием расчетных зависимостей, были построены следующие характеристики гидросилового оборудования в располагаемых диапазонах напора и расходов: ___

- характеристики пт = / (Ул) и Ср = / (Ул), рисунки 5, 6;

- графики Я = /($т), П = /(Я), рисунки 7, 8.

Таблица 1

Результаты гидравлических испытаний микро-ГЭС для определения напоров и расходов

Перед турбиной, см За турбиной, Па Колено 1 (манометры), Па Колено 2 (мановаккуметры), Па Расход, м®/с Напор на турбине, м

ар арср Р1 Р2 Р1 Р2 ар аРср Р1 Р2 ар аРср

1 15 -1200 -3800 0,60 -600 600 1200 4700 -4850 9550

2 15 -1200 -3800 2600 -600 600 1200 4700 -4850 9550

3 15 -1200 -3830 2630 -600 600 1200 4700 -4820 9520

4 15 15,0 -1230 -3780 2550 2,31 -610 600 1210 1203 4710 -4850 9560 9536 0,60 2,31

5 15 -1200 -3800 2600 -600 600 1200 4700 -4830 9530

6 15 -1240 -3760 2520 -610 600 1210 4700 -4820 9520

7 15 -1210 -3800 2590 -600 600 1200 4700 -4820 9520

1 19,8 -4480 -720 0,62 2840 4040 1200 4650 -4780 9430

2 19,3 -4470 -720 -3750 2750 4050 1300 4730 -4850 9580

3 19,2 -4450 -720 -3730 2740 4000 1260 4740 -4860 9600

4 19,3 19,4 -4450 -740 -3710 2,91 2780 4080 1300 1290 4680 -4800 9480 9516 0,62 2,91

5 19,5 -4490 -710 -3780 2630 4000 1370 4680 -4810 9490

6 19,5 -4460 -720 -3740 2870 4070 1200 4690 -4820 9510

7 19 -4450 -740 -3710 2700 4100 1400 4700 -4820 9520

1 24 -2740 1450 0,81 1500 3780 2280 4530 -4650 9180

2 24,7 -2730 1450 -4180 1480 3750 2270 4560 -4660 9220

3 24,5 -2750 1480 -4230 1400 3660 2260 4550 -4670 9220

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4 24,3 24,6 -2730 1470 -4200 2,91 1610 3780 2170 2236 4600 -4710 9310 9203 0,81 2,91

5 25,1 -2740 1470 -4210 1630 3780 2150 4560 -4680 9240

6 24,8 -2710 1450 -4160 1490 3730 2240 4530 -4630 9160

7 24,5 -2750 1490 -4240 1380 3660 2280 4490 -4600 9090

Таблица 2

Результаты испытаний ортогональной турбины опытной микро-ГЭС

и определение её К.П.Д

№ режима Мощность, кВт Скорость вращения, об/мин Расход, м3/с Напор на турбине, м к.п. д. турбины, % Скорость лопасти, м/с Скорость потока, м/с Быстро -ходность Коэффициент сопротивления

1 0 0 0,595 2,313 0 0,0 1,2 0,0 29,5

2 0,63 288 0,616 2,914 4,934 9,0 1,3 7,0 34,7

3 2,81 288 0,812 2,909 16,81 9,0 1,7 5,3 19,9

4 5,06 288 0,969 3,109 23,754 9,0 2,0 4,5 15,0

5 6,73 288 1,031 3,247 28,44 9,0 2,1 4,2 13,8

6 8,69 288 1,129 2,505 43,511 9,0 2,4 3,8 8,9

7 10,18 288 1,208 2,585 46,121 9,0 2,5 3,6 8,0

8 11,69 288 1,258 2,608 50,441 9,0 2,6 3,5 7,4

9 11,8 301 1,315 2,734 46,497 9,4 2,7 3,4 7,1

9' 12,35 288 1,202 2,791 52,108 9,0 2,5 3,6 8,7

9'' 10,88 288 1,306 2,687 43,887 9,0 2,7 3,3 7,1

9''' 12,03 264 1,359 2,638 47,501 8,3 2,8 2,9 6,5

10 12,51 288 1,388 2,661 47,957 9,0 2,9 3,1 6,2

Примечание. Режимы 9, 9', 9'', 9''' зарегистрированы при одинаковом открытии затвора. Отличия этих режимов следующие: режим 9 выполнен при работе только на балластную нагрузку, режим 9' выполнен при замещении 3 кВт полезной нагрузкой, режим 9'' выполнен при замещении 9 кВт полезной нагрузкой.

Определение основных гидроэне

эгетических показателей микро-

Таблица 3

ГЭС

№ режима Мощность, кВт Скорость вращения, об/мин Расход, м3/с Напор на турбине, м к.п.д. турбины, % Скорость лопасти, м/с Скорость потока, м/с Быстро -ходность Коэффициент сопротивления

0 0 0 0,628 2,128 0 0,0 1,3 0,0 24,4

1 2,78 288 0,79 2,603 19,155 9,0 1,6 5,5 18,8

2 5,26 288 0,896 2,772 30,002 9,0 1,9 4,8 15,6

3 7,69 288 1,021 2,996 35,575 9,0 2,1 4,3 13,0

3' 6,28 343 0,957 3,091 30,052 10,8 2,0 5,4 15,2

3'' 7,36 288 0,938 3,075 36,462 9,0 2,0 4,6 15,8

3''' 7,52 288 1,024 2,983 34,866 9,0 2,1 4,2 12,8

4 8,81 288 1,078 3,088 37,464 9,0 2,2 4,0 12,0

4'' 8,9 288 1,054 3,065 39,01 9,0 2,2 4,1 12,5

5' 12,71 288 1,236 2,509 58,057 9,0 2,6 3,5 7,4

5'' 13,26 283 1,255 2,544 58,782 8,9 2,6 3,4 7,3

6 13,86 288 1,28 2,656 57,751 9,0 2,7 3,4 7,3

Рис. 5. Характеристика турбины = f (Ул )

Рис. 6. Характеристика турбины Ср = f (Ул )

Напор, м 4.0

3,5 3,0 2,5 2.0 1,5 1.0 0,5 0,0

* * • * * ♦ ♦

♦ ¥ ~ * и *__*

♦ *

+

кпд, % 70

50

60

0,6

0.7

0.8

-Н1 = ^Ог)

0,9

1

Расход, м¥с

1.1

-ПМ101) на стащсш

1,2

-кпд = ((От)

1.4

Рис. 7. Графики изменения напора на турбине и к.п.д. турбины в зависимости от расхода (п = 288 об/мин, Нст = 3,39 м)

Рис. 8. График изменения электрической мощности, развиваемой гидроагрегатом, в зависимости от расхода (п = 288 об/мин, Нст = 3,39 м)

Выводы

расходов и соответственно мощностей

1. Обобщение результатов исследова- на данной микро-ГЭС.

ний с использованием контрольно-измери-

2. По результатам испытаний по опре-

тельной аппаратуры дало возможность про- делению влияния формы переходного участ-вести предварительную оценку изменений ка сифонного водосброса было установлено,

что чем меньше кривизна данного участка, тем больше пропускная способность турбины, при этом значение К.П.Д. турбины практически не изменялось.

3. Экономический эффект от строительства микро-ГЭС на существующем гидроузле достигается за счет отсутствия необходимости в сооружении и проектировании подпорных сооружений, минимальном вмешательстве в существующие сооружения, простоте изготовления и монтажа основных деталей микро-ГЭС.

Библиографический список

1. Крылов А.П., Бакштанин А.М. Новые концепции в развитии микро- гидроэнергетики. Гидравлика в напорных водоводах микро-ГЭС // Природообустройство. -2017. - № 5. - С. 8-12.

2. Натурные испытания мини-ГЭС блочного исполнения в створе Хоробровского гидроузла (этап 1). / Историк Б.Л., Соболев В.Ю., Городничев Р.М. и др. / Сб. Безопасность энергетических сооружений. (БЭС). Вып. 2. (22), - М.: АО «НИИЭС», 2016. - С. 106-121.

3. Историк Б.Л., Шполянский Ю.Б. Перспективы использования ортогональной турбины на низконапорных гидроузлах // Гидротехническое строительство. - 1993. -№ 11. - С. 28-34.

4. Справочник по гидравлическим расчетам. Под ред. П.Г. Киселева. - М.: Энергия, 1972. - С. 96-99.

5. Шарп Дж. Гидравлическое моделирование. - М.: Мир, 1984. - С. 43-47.

6. Штеренлихт Д.В. Гидравлика: учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 2008. - 640 с.

Материал поступил в редакцию 08.05.2020 г.

Сведения об авторах Крылов Алексей Петрович, аспирант кафедры комплексного использования водных ресурсов и гидравлики ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева; 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49; e-mail: krylovalexiy@gmail.com

Бакштанин Александр Михайлович, кандидат технических наук, заведующий кафедрой комплексного использования водных ресурсов и гидравлики ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева; 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49, e-mail: bakshtanin@mail.ru

Беглярова Эвелина Суреновна, кандидат технических наук, профессор кафедры комплексного использования водных ресурсов и гидравлики ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева;127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49.

A.P. KRYLOV, A.M. BAKSHTANIN, E.S. BEGLYAROVA

Federal state budgetary educational institution of higher education «Russian state agrarian university — MAA named after C.A. Timiryazev», Moscow, Russian Federation

EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF THE MODEL AND OPERATING PLANT OF THE PORTABLE MICRO-HES WITH A SIPHON WATER CONDUIT

The purpose of the investigation is searching of optimal design decisions of flow supply to a micro-HES. In order to determine the flow rate of water at a micro-hydroelectric power station with an orthogonal turbine as a working unit and with a siphon conduit at the "Khorobrovsky" hydroelectric complex, the method of centrifugal force was chosen. In the course of the work there were carried out a number of preliminary tests of a portable micro-hydroelectric power station with a siphon water conduit and an orthogonal turbine with five bladed impellers of the installed capacity of 30 kW. The characteristics of the power equipment were obtained in the available pressure and flow ranges in a series of tests. A series of theoretical and field studies on the use of free-flow orthogonal turbines in small hydropower was fulfilled. The test results of the orthogonal turbine of the experimental micro-hydroelectric station were analyzed, its efficiency rate was determined, as well as the operating modes of the hydro-power equipment in which cavitation occur.

Micro-hydroelectric power station, siphon water intake, orthogonal turbine, micro-hydropower, flow, pressure, piezometer, instrumentation.

References Gidravlika v napornyh vodovodah mik-

1. Krylov A.P., Bakshtanin А.М. Novye ro-GES // Prirodoobustrojstvo. - 2017. -kontseptsii v razvitii mikro- gidroenergetiki. № 5. - S. 8-12.

2. Naturnye ispytaniya mini-GES bloch-nogo ispolneniya v stvore Horobrovskogo gi-drouzla (etap 1). / Istorik B.L., Sobolev V.Yu., Gorodnichev R.M. i dr. / Sb. Bezopasnost energeticheskih sooruzhenij. (BES). Vyp. 2. (22), - M.: AO «NIIES», 2016. - S. 106-121.

3. Istorik B.L., Shpolyansky Yu.B. Per-spektivy ispolzovaniya ortogonalnoj turbiny na nizkonapornyh gidrouzlah x // Gidroteh-nicheskoe stroitelstvo. - 1993. - № 11. - S. 28-34.

4. Spravochnik po gidravlicheskim rasche-tam. Pod red. P.G. Kisileva. - M.: Energiya, 1972. - S. 96-99.

5. Shari J. Gidravlicheskoe modelirova-nie. - M: Mir, 1984. - S. 43-47.

6. Shterenliht D.V. Gidravlika: Uchebnik dlya vuzov. - M.: Energoatomizdat, 2008. - 640 s.

The material was received at the editorial office

08.05.2020

Information about the authors Krylov Alexey Petrovitch, post graduate student of the department KIVR and hydraulics FSBEI HE RSAU-MSHA named after C.A. Timiryazev; 127550, Moscow, ul. Timiryazevskaya, d. 49; e-mail: krylovalexiy@gmail.com

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Bakshtanin Alexander Mikhailo-vich, candidate of technical sciences, associate professor of the department KIVR and hydraulics FSBEI HE RSAU-MSHA named after C.A. Timiryazev; 127550, Moscow, ul. Timiryazevskaya, d. 49; e-mail: bakshtanin@mail.ru

Beglyarova Evelina Surenovna,, candidate of technical sciences, associate professor of the department KIVR and hydraulics FSBEI HE RSAU-MSHA named after C.A. Timiryazev; 127550, Moscow, ul. Timiryazevskaya, d. 49.

УДК 502/504:626.88:532.5 Б01 10.26897/1997-6011-2020-3-107-113

П.А. МИХЕЕВ, В.А. НАЗАРЕНКО, В.П. БОРОВСКОЙ

2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева», г. Москва, Российская Федерация

2 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Управлением «Ростовмелиоводхоз»», г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация

3 Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им. А.К. Кортунова — филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Донской государственный аграрный университет», г. Новочеркасск, Российская Федерация

АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ПОДВОДЯЩЕГО КАНАЛА К РЫБОЗАЩИТНОМУ СООРУЖЕНИЮ ВОДОЗАБОРА АЗОВСКОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Представлены результаты натурных исследований, выполненных на подводящем канале, с целью оценки возможностей поступления воды с расчётным расходом 22,0 м3/с, а также условий попадания молоди рыб из Весёловского водохранилища к рыбозащитному сооружению водозабора насосной станции НС-42 Азовской оросительной системы в Ростовской области. В связи со значительными объёмами забора воды на орошение, одним из основных условий эффективного сохранения рыбных запасов при водохозяйственном строительстве является защита и отведение рыбы из опасной для неё зоны водозабора с сохранением жизнеспособности. Исследования выполнялись по общепринятой методике и включали: визуальную оценку состояния откосов канала по всей его длине; измерение глубин; построение плана в изобатах и горизонталях - для возможности сопоставления с проектными отметками; выявление расхождений с проектным решением; выработку рекомендаций по устранению недостатков и причин. Полученные данные о состоянии русла канала позволили оценить условия формирования потока на подходе к рыбозащитному экрану. По результатам анализа сделана оценка соответствия проектных и реальныхпараметров подводящего канала и даны рекомендации по улучшению условий для поступления потока к рыбозащитному сооружению.

Водозабор, насосная станция, рыбозащитное сооружение, подводящий канал, глубина, изобата, уровень воды.

Введение. В настоящее время площадь Южный и Северо-Кавказский федеральные орошаемых земель на юге России, включающая округа, по данным Мелиоративного Кадастра

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.