HG 16-17 MB b - UNIOS · 2017-01-30 · Hidrotehničke građevine 2016/17 Predavanje Babić...
Transcript of HG 16-17 MB b - UNIOS · 2017-01-30 · Hidrotehničke građevine 2016/17 Predavanje Babić...
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 1
HIDROTEHNIČKE GRAĐEVINE
Predavanja 13.01.2017.
Provodnici vode
� Kanali – tečenje sa slobodnim vodnim licem
• Cjevovodi – tečenje pod tlakom
• Tuneli – tečenje sa slobodnim vodnim licem ili pod tlakom
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 2
TEČENJE POD TLAKOM
hgg
zVp
zVp
∆+++=++2
2
22
1
2
11
22 γγ
• Tlačna visina p/γ• Razina z• Brzinska visina V2/2g• Piezometarska visina p/γ + z
piezometarska linija, eng. hydraulic grade line (HGL)• Energetska visina p/γ + z + V2/2g
energetska inija, eng. energy grade line (EGL)• Gubitak ili dodatak energije ∆h
Gubitak energije => pad PL & EL
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 3
Gubitak energije
• Darcy-Weisbach jednadžba
gD
Lf V
h f 2
2
=Koeficijent gubitka Promjer
cijevi
Duljina cijevi
Brzina
Gubitak energetske visine
Gravitacijska akceleracija
Darcy-Weisbach ƒ
• Laminarno tečenje (Re<2000)
• Turbulentno tečenje (Re>4000)
+−=
f
De
f Re
51.2
7.3log2
1
Re
64=f
νµ
ρ VDVD==Re
νννν = kinematička viskoznost
Reynoldsov broj
e = hrapavost stijenke
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 4
Moody-jev dijagram => f(Re,e/D)
Swamee & Jain (1976)
odlična aproksimacija za D-W faktor za turbulentno tečenje (ne treba Moody)
2
9.0
Re
74.5
7.3log
25.0
+
=
D
e
f
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 5
Gubici u suženjima
All images from Finemore & Franzini (10e, 2002)
2
2
2c c
Vh k
g=
Gubici u naglim proširenjima
22
2 2
cx,discharge
VVh
g g= −
22
2 2
cx,discharge
VVh
g g= −
( )2
2
c
x
V Vh
g
−=
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 6
Gubici u postupnim proširenjima
All images from Finemore & Franzini (10e, 2002)
( )2
1 2
2cone cone
V Vh k
g
−=
Conical diffuser
k’, smooth
k’, rough
Gubici u ventilima, zatvaračima, lukovima
2
2b b
Vh k
g=
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 7
Dodatak energije (crpka) => skok PL & EL
2 2
2 2 1 12 1 ,
2 2pump turb L f
p V p Vz z h h h
g gγ γ+ + = + + + − −∑
Korištenje energije (turbina) => pad PL & EL
2 2
2 2 1 12 1 ,
2 2pump turb L f
p V p Vz z h h h
g gγ γ+ + = + + + − −∑
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 8
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 9
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 10
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 11
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 12
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 13
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 14
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 15
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 16
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 17
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 18
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 19
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 20
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 21
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 22
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 23
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 24
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 25
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 26
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 27
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 28
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 29
OPTIMIZACIJA PROMJERA(dovodnog cjevovoda ili tunela HE)
Troškovi
• Troškovi građenja i održavanja f1 (kn/m) - rastu s promjerom
• Pad tlaka po dužnom m, korespondentni gubitak energije (kWh/m) i korespondentna vrijednost izgubljene energije f2 (kn/m) – padaju s promjerom
• Minimalni ukupni troškovi T1+T2 u funkciji promjera => optimalni promjer
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 30
Gubitak energije
Mjerodavni protok
3/1
0
31
= ∫
t
mj dtQt
Q
Računa se preko krivulje trajanja reguliranih protoka (protoka kroz HE)
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 31
Primjer
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 32
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 33
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 34
Hidrotehničke građevine 2016/17
Predavanje Babić 13.01.2017. 35