Predmet: HIDROTEHNIČKE GRAĐEVINE Vježbe...

GRAĐEVINSKI FAKULTET SVEUČILIŠTA U MOSTARU

Predmet: HIDROTEHNIČKE GRAĐEVINEVježbe 1.

Ak. godina 2013./2014.

PROFESOR: dr. sc. Zoran MilašinovićASISTENT: Ante Džolan, mag. ing. građ.

Hidrotehničke građevine 112.3.2014.

UVOD

Od vode imamo mnoge koristi, ali isto tako ona može da prouzroči određene štete.

Koristi od vode su višestruke:• Voda za domaćinstva,• Voda za industriju,• Voda za navodnjavanje• Voda za navodnjavanje,• Voda za proizvodnju električne energije,• Voda kao plovni put,• Voda kao prostor za rekreaciju,• Ribarstvo.

Od vode se mora štititi:• Odbrana od velikih vodaOdbrana od velikih voda, • Borba protiv erozije,• Odvodnjavanje zemljišta, • Rješavanje kanalizacije naselja.

Ima je tamo gdje ne treba, a nema je tamo gdje ne treba; ima je kada ne treba a nema kada treba, kvaliteta vode.

2Hidrotehničke građevine12.3.2014.

Hidrotehničke građevine (objekti, konstrukcije) – objekti za upravljanje vodama, u stalnom ili povremenome d di ddodiru sa vodom.

Djelovanje vode na građevinu:1. Mehanička djelovanjaj j

• Hidrostatički pritisak i uzgon,• Hidrodinamičke sile,• Sile od leda (statičke ili dinamičke).

2. Kemijska djelovanja.

Podjela hidrotehničkih građevina1. Prema djelovanju na tok i režim vode: objekti koji mijenjaju tok i režim vode, objekti za transport vode.2. Prema trajnosti korištenja: stalni, privremeni.3. Prema namijeni: objekti opće namjene, objekti posebne namjene.


ZADATAK 1.

12.3.2014. Hidrotehničke građevine 4

a) Akumulacijsko jezero, stvoreno lučnom branom, ima sljedeće horizontalne površine vode:

Vodostaj (z – m) 744 746 748 750 752 754 756 758

Horizontalna površina (km2) 1,04 1,18 1,36 1,56 1,80 2,04 2,34 2,52

b) Registrirani vodostaji u jezeru:

VrijemeDatum

VrijemeSat

Vodostaj u jezeru (m n.m)

0 744,00

10.06.1969.

4 744,70

8 747,70

12 747,20

16 751,40

20 753,90

24 755,00

4 756,00

8 756,60

11.06.1969.12 756,30

16 756,00

20 755,50

24 755,50


c) Tokom navedenog perioda proizvodnja energije u hidroelektrani (koja uzima vodu iz jezera kroz tunel –derivacijsko postrojenje) bila je:

Vrijeme od –do (sati)

10.06.1969. 11.06.1969.8 – 12 20 – 24 8 – 12 12 – 20 20 – 24

Proizvodnja energije (106 4,95 0,55 1,10 3,30 0,55

kWh)

Može se uzeti da je pad hidroelektrane konstantan i iznosi 350 m (toliko iznosi prosječan pad u navedenom periodu pa promjene vodostaja imaju zanemariv utjecaj na pad) a da koeficijent korisnog djelovanja iznosiperiodu, pa promjene vodostaja imaju zanemariv utjecaj na pad), a da koeficijent korisnog djelovanja iznosi 0,80.

d) Ispust pri dnu jezera (vidjeti skicu) otvoren je 10.06.1969. god. u 12 sati, a zatvoren je 11.06.1969. god. u 12 sati. Drugih otjecanja iz jezera nema, poniranje i isparavanje se zanemaruje.

Nacrtati hidrogram dotjecanja u jezero!!!


A) PROTOK KROZ HIDROELEKTRANU:

ee e e

NN Q H Q

H

e

EN

t

DVrijeme od – Energija

Snaga l k (103

Protok kroz l kDatum

jdo (sati)

g j(106 kWh)

elektrane (103

kW)elektranu

(m3/s)

10.06.1969.8 – 12 4,95 1237,5 450

20 – 24 0 55 137 5 5020 – 24 0,55 137,5 50

11.06.1969.

8 – 12 1,10 275,0 100

12 – 20 3,30 412,5 150

20 – 24 0,55 137,5 50, ,


B) PROTOK KROZ ISPUST:

2 ( )i Q iQ C A g z z

VrijemeDatum

Vrijeme(Sati)

z – zi (m) Qi (m3/s)

12 27,20 50,80

10.06.1969.16 31,40 54,60

20 33,90 56,70

24 35,00 57,60

11.06.1969.

4 36,00 58,40

8 36,60 58,90

12 36,30 58,70


C) VOLUMEN JEZERA U OVISNOSTI OD VODOSTAJA

z (m) A (106 m2) Asr. (106 m2) dVj (106 m3) Vj (106 m3)

744 1,04 1,11 2,22 0,00

746 1,18 2,221,27 2,54

748 1,36 4,761,46 2,92

750 1,56 7,681,68 3,36

752 1,80 11,041,92 3,84

754 2,04 14,882,19 4,38

756 2,34 19,26

2 43 4 862,43 4,86758 2,52 24,12



D) HIDROGRAM DOTOKA

Jednadžba bilance vode: d c i jV V V V

DatumVrijeme(Sati)

z (m)Vj

(106 m3)dVj

(106 m3)dVe

(106 m3)dVi

(106 m3)dVd

(106 m3)Qd (m3/s)

0 744,00 0,00 +0,73 - - 0,73 51

4 744,70 0,73 +3,58 - - 3,58 248

8 747 70 4 31 0 61 6 50 5 89 40910.06.1969.

8 747,70 4,31 -0,61 6,50 - 5,89 409

12 747,20 3,70 +6,27 - 0,76 7,03 488

16 751,40 9,97 +4,73 - 0,80 5,53 384

20 753 90 14 70 +2 35 0 72 0 82 3 89 27020 753,90 14,70 +2,35 0,72 0,82 3,89 270

24 755,00 17,05 +2,21 - 0,83 3,04 211

4 756,00 19,26 +1,54 - 0,84 2,38 165

8 756 60 20 70 0 66 1 44 0 84 1 62 112

11.06.1969.

8 756,60 20,70 -0,66 1,44 0,84 1,62 112

12 756,30 20,04 -0,78 2,16 - 1,38 96

16 756,00 19,26 -1,10 2,16 - 1,06 74

20 755,50 18,16


, ,0,00 0,72 - 0,72 50

24 755,50 18,16

TRAŽENI HIDROGRAM:


ZADATAK 2.

Potrošnja zahtjeva da jedna akumulacijska i jedna protočna elektrana (svaka na svome vodnom toku koji suPotrošnja zahtjeva da jedna akumulacijska i jedna protočna elektrana (svaka na svome vodnom toku, koji sumeđusobno nepovezani) rade sa ukupnom snagom i to:

Vrijeme (Sati) Snaga (103 kW)

0 – 6 70

6 – 14 145

14 – 16 130

16 – 20 170

22 – 24 70

Protočna elektrana (može da koristi samo protok koji trenutno teče, a višak preljeva) radi pod sljedećim( p j p j ) p juvjetima:

•Nastojeći da se maksimalno iskoristi dotok rijekom koji je tijekom cijelog dana ravnomjeran i iznosi160 m3/s,•Gornja voda je na koti 512 20 m n m•Gornja voda je na koti 512,20 m n.m,•Donja voda je na koti 424,60 m n.m,•Koeficijent korisnog djelovanja je 0,80.

Ak l ij k l kt d j d t č i d i j t t j t biAkumulacijska elektrana nadopunjava rad protočne, a uzima vodu iz svog jezera prema trenutnoj potrebisnage, dok je dotok u jezero tijekom cijelog dana konstantan i iznosi 25 m3/s. Pad ove elektrane je 360 m, akoeficijent korisnog djelovanja 0,80.

K lik ć ć i ili ji i l d j k l ij k hid l k k d


Koliko će se povećati ili smanjiti volumen vode u jezeru akumulacijske hidroelektrane u toku danapredviđene potrošnje?

•Snaga protočne elektrane:

39,81 0,80 9,81 160 (512,20 424,60) 110 10protN Q H kW


Akumulacijska elektrana proizvodi energiju:

3 3(35 8 20 2 60 4) 10 560 10E kWh

EE N t Q H t Q t VE N t Q H t Q t V

H

33 3560 10 3600

714,00 100,80 9,81 360

V m

Dotok vode u jezero:

6 325 24 3600 2 16 10V m . 25 24 3600 2,16 10dotV m

Promjena volumena vode u jezeru:

6 6 6 3. 2,16 10 0,714 10 1, 45 10dotV V V m


U toku razmatranoga perioda u jezero će 1 450 000 m3 vode više doteći nego će se iz njega iskoristiti.

ZADATAK 3.

Nacrtati liniju protoka (ovisnost protoka od vodostaja) za donju vodu (ispod brane sa hidroelektranom) na osnovu sljedećih mjerenja:

Gornja vodaGornja voda(m)

132,20 131,50 133,70 135,00 136,20 136,10

Donja voda (m) 111,00 112,90 113,80 114,90 116,10 115,10

Registrirana snaga elektrane

(103 kW)3,30 12,00 15,50 15,50 15,50 0,00

Preljevni dio brane i nepreljevni sa hidroelektranom smješteni su na istom poprečnom profilu korita rijeke, a donja voda registrira se po spajanju vode koju je iskoristila elektrana i preljevne vode. Mjerenja su obavljena kad je protok donjom vodom bio približno ustaljen pa će podaci dovesti do linije protoka koja se može

ih titiprihvatiti.Pri proračunu uzeti sljedeće:

• koeficijent korisnog djelovanja elektrane je 0,80• koeficijent preljevanja (sa uračunatim utjecajem bočne kontrakcije) je 0,45j p j j ( j j j ) j ,• dužina preljevnog ruba je 24 m.


Skica pregradnog profila


Protok kroz elektranu:

Nee e e

NN Q H Q

H

Protok preljevanja:

32pQ m L g H

Protok rijekom:

e pQ Q Q p


Gornja voda132 20 131 50 133 70 135 00 136 20 136 10

(m)132,20 131,50 133,70 135,00 136,20 136,10

Donja voda (m) 111,00 112,90 113,80 114,90 116,10 115,10

Registrirana snaga elektrane 3 30 12 00 15 50 15 50 15 50 0 00snaga elektrane

(103 kW)3,30 12,00 15,50 15,50 15,50 0,00

Pad postojenja H (m)

21,20 18,60 19,90 20,10 20,10 -

Protok kroz elekranu Qe

(m3/s)19,90 82,20 99,30 98,30 98,30 -

P kProtok prelijevan Qp

(m3/s)- - 28,00 135,30 273,80 261,10

Protok rijekom 19 90 82 20 127 30 233 60 372 10 261 10

Q (m3/s)19,90 82,20 127,30 233,60 372,10 261,10


Krivulja protoka donje vode


ZADATAK 4.

3

Protok iz jezera od evakuira se kroz temeljni ispust i preko preljeva Kriegerova profila (m = 0,49). Odrediti kotu prelijevanja.

3

150mQ s


Količina vode koja istječe kroz temeljni ispust:

2iQ w g H

2

1

1 124 6n L

31 124,6

44ul RR

2

3

10,846

(1 70) 161 0,2 124,6

4 0,42864 0,4286

,

3

0 846 3 2 9 81 20 75 51 20mQ 0,846 3 2 9,81 20,75 51,20imQ s


Sada na osnovu jednadžbe kontinuiteta možemo odrediti količinu vode koja se preljeva preko Kriegerovapreljeva:preljeva:

3

150 51,20 98,80p imQ Q Q s s

Na osnovu čega ćemo dobiti visinu preljevnog mlaza:Na osnovu čega ćemo dobiti visinu preljevnog mlaza:

33 298,80

2 1,5pQQ m L g H H H m 2 1,5

2 0,49 25 2 9,81pQ m L g H H H m

m L g

Pa je kota krune preljeva:

1 1 0 1 0 1 0G - 171,50 -1,50 170 . .KP KGV H m n m



Predmet: HIDROTEHNIČKE GRAĐEVINE Vježbe...

Documents

Transcript of Predmet: HIDROTEHNIČKE GRAĐEVINE Vježbe...