б) Определение положения раздельной линии
Рис. 4-13. К определению положения раздельной линии.
а — действительные эпюры скоростей и н нарастания расходов по глубине; б — то же схематизированные; в, г, д — раздельная линия при работе отверстий двух ярусов.
Раздельная линия — след поверхности на осевой вертикальной плоскости, делящей поток, поступающий в водоприемник, на восходящий и нисходящий. В зависимости от высотного положения отверстия эта линия может проходить через центр отверстия водоприемника, совпадать со свободной поверхностью, с дном подводящего русла или занимать промежуточное положение.
При двухъярусном водоприемнике с работающими отверстиями обоих ярусов приходится идти на еще большую схематизацию.
Рис. 4-14. Схематическая воздушная модель двухъярусного водоприемника (Q'/Q'' = 1/5). действительные раздельные линии при работе отверстий двух ярусов; — . — . — . — то же схематизированные.
Если порог нижнего отверстия находится на одном уровне с дном подводящего русла, то раздельная линия р—р обычно будет криволинейной (рис. 4-13,в). Когда порог водоприемника возвышается над дном отводящего русла, могут быть проведены две раздельные линии. Одна из них делит поток на поступающий в верхнее и нижнее отверстия; линия эта криволинейна, и лишь грубая схематизация явления, допустимая в целях хотя бы приближенного определения координат эллиптических профилей проточной части водоприемника, позволяет заменить ее ломаной (рис. 4-13,г, д). Другая раздельная линия р'—р', соответствующая поверхности, делящей поток, поступающий в нижнее или верхнее отверстие, на восходящий и нисходящий, близка к прямой.
Смысл и возможность замены при работе отверстий двух ярусов действительной криволинейной раздельной линии некоторой условной ломаной линией заключается в том, что участок а—б оголовка, построенный исходя из условий обтекания его потоком, ограниченным ломаной линией, окажется в действительности почти в таких же или лучших условиях, что и в реальной ситуации.
На рис. 4-1'4 показаны линии токов при входе в водоприемник одной из схематических моделей ГЭС (НИС Гидропроекта) и нанесены действительная и схематизированная раздельные линии. Очертания входных оголовков, улучшающих условия поступления потока в отверстия, в данном случае могут быть найдены непосредственно по опытным данным.
Если же проточной части придавать эллиптические очертания, то для определения параметров эллипсов необходимо знать положение схематизированных раздельных линий, что можно сделать графически (рис. 4-13,а, б) или по формулам, интерпретирующим графическое решение.
Совпадение схематизированных раздельных линий с реальными тем лучше, чем толще раздельный оголовок между отверстиями ярусов.
На рис. 4-15 представлены эпюры скоростей в верхнем бьефе модели двухъярусного водосброса при пропуске воды только через водослив или донный водосброс или при их совместной работе (опыты Н. В. Синицына, БПИ). Положение раздельной линии р—р определено по формулам (4-7). Судя по эпюре скоростей, соответствующей суммарному расходу, расчет дает положение раздельной линии, близкое к действительному.
