Bài giảng Công trình thủy nâng cao - Chương 6: Đường hầm thủy công - Giếng điều áp

Nội dung text: Bài giảng Công trình thủy nâng cao - Chương 6: Đường hầm thủy công - Giếng điều áp

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM CơNG TRìNH THủY NâNG CAO Khoa KTXD-Bộ mơn Kỹ thuật & Quản lý Tài Nguyên Nước NỘI DUNG MƠN HỌC Chương 1: Thấm qua cơng trình. Chương 2: Áp lực khe rỗng. Chương 3: Đập vật liệu địa phương. Chương 3a: Mơ phỏng Monte Carlo áp dụng trong đánh giá ổn định PGS. TS. NGUYỄN THỐNG mái dốc. Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr Chương 4: Đập bê tơng trọng lực Web: Chương 4a: Đập bê tơng đầm lăng (RCC) 4/26/2016 1 4/26/2016 2 Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 PGS. Dr. Nguy?n Th?ng CơNG TRìNH THủY NâNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO NỘI DUNG THỰC HÀNH NỘI DUNG MƠN HỌC 1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính Chương 4b: Bài tốn toả nhiệt 3D. nước va trong đường ống áp lực Chương 5: Phân tích ứng suất trong đập WaterHammer_BK. bê tơng khi xảy ra động đất. 2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính khuếch tán nhiệt 3D trong bê tơng thủy Chương 6: Đường hầm thủy cơng - cơng. Giếng điều áp. 3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm mơ Chương 7: Đường ống áp lực – Nước va phỏng Monte Carlo ứng dụng trong tính trong đường ống. ổn định mái dốc đập vật liệu địa phương. 4/26/2016 3 4/26/2016 4 PGS. Dr. Nguy?n Th?ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp TÀI LIỆU THAM KHẢO CƠNG TRÌNH ĐIỀU ÁP 1. Thủy công – Tập 1. Trường ĐHXD. T/g. Nguyễn Xuân Đặng. 1. Tổng quát. 2. Cơ học đất – Trường ĐHTL. 2. Hiện tượng dao động mực nước 3. Phần mềm SIGMA. trong cơng trình điều áp (CTĐA). 4. Phần mềm SLOPE. 3. Cấu tạo CTĐA. 5. Phần mềm SEEP. 6. Phần mềm Crystal Ball. Tài liệu download tại địa chỉ Web: 4/26/2016 5 4/26/2016 6 Web: PGS. TS. Nguyễn Thống 1
2. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp TỔNG QUÁT TỔNG QUÁT SỬ DỤNG PHỔ BIẾN TRONG DỰ Mục đích: ÁN THỦY ĐIỆN KIỂU ĐƯỜNG - Giảm áp lực nước va trong DẪN đường ống áp lực. Hiện tượng nước va Thay đổi - Loại bỏ áp lực nước va trong áp suất lớn trong đường dẫn đường hầm. (đường hầm, đường ống áp lực) 4/26/2016 7 4/26/2016 8 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp TỔNG QUÁT Đường hầm Đường ống AL i=0,0061 Giếng (tháp) điều áp. D=3,5m, L=9065m Bể áp lực. Giếng điều áp được sử dụng khi đường dẫn Giếng điều áp nước loại cĩ áp (đường hầm). Bể áp lực được sử dụng khi đường dẫn nước loại khơng áp (kênh dẫn). Cơng trình được bố trí ở vị trí cuối đường dẫn nước (đầu đường ống áp lực). 4/26/2016 9 4/26/2016 10 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp CÁC LOẠI GIẾNG ĐIỀU ÁP Q 4/26/2016 11 4/26/2016 12 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 2
3. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp 4/26/2016 13 4/26/2016 14 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp HIỆN TƯỢNG DAO ĐỘNG MỰC NƯỚC GiẾNG ĐƯỜNG CỘT NƯỚC ĐO ÁP H z Mực nước tỉnh Zmax R R’ t Z(t) p/γ Hồ chứa L V(m/s) Giếng Q H S (m2) Q W(m/s) G0 G1 Q Q z Đường hầm s (m2) Mặt chuẩn o- o SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ NM 4/26/2016 p: áp suất nước tại vị trí xét 15 4/26/2016 16 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Chú ý : MỤC ĐÍCH TÍNH • s : tiết diện hầm. 1. Xác định kích thước giếng (S) • S : tiết diện giếng điều áp. xác định D nếu nĩ là giếng hình • L : chiều dài hầm. trụ. • z : mực nước giếng tại thời điểm t. Quy 2. Xác định mực nước cao nhất ước chiều dương hướng lên và trên mực trong giếng khi cĩ nước va nước tỉnh. dương xác định cao trình • w, v : vận tốc TB trong hầm và giếng tại t. miệng giếng Nước KHƠNG bị tràn ra ngồi. 4/26/2016 17 4/26/2016 18 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 3
4. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp MỤC ĐÍCH TÍNH KHẢO SÁT DAO ĐỘNG 3. Xác định mực nước thấp nhất MỰC NƯỚC TRONG trong giếng khi cĩ nước va âm Cao trình đáy đường hầm GIẾNG KHI CĨ NƯỚC VA (đáy giếng) tại vị trí giếng điều Sơ đồ lý tưởng áp Tránh hiện tượng khơng khí đi vào đường ống áp lực. Sơ đồ thực 4/26/2016 19 4/26/2016 20 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp SƠ ĐỒ LÝ TƯỞNG (khơng mất năng lượng) SƠ ĐỒ LÝ TƯỞNG Giả thiết: Phương trình thiết lập với : • S hằng số (giếng điều áp hình trụ). - Luật Newton 2: F=ma • Thể tích hồ TL là rất lớn (MN khơng đổi khi cĩ nước va). - Luật bảo tồn khối lượng vật • Bỏ qua tổn thất năng lượng trong đường chất (phương trình liên tục). hầm và giếng. Khảo sát khối chất lỏng giới • Lưu lượng Q0 giảm về 0 (nước va dương) là tức thì. hạn bởi G0 và G1(trong đường 4/26/2016 21 4h/26/2016ầm). 22 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp XÁC ĐỊNH TỔNG NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN G0G1 Phương trình Newton (theo trục đ/hầm) : z (1)  dw L dw Mực nước Zmax zs sL z 0 R R’ tỉnh t g dt g dt F z m Vận tốc TB nước Hồ chứa L (H-z) Giếng trong hầm S (m2) Phương trình liên tục : H Q G0 G1 (2) dz Q sw Sv S VỊ TRÍ dt KHỐI CHẤT LỎNG XÉT PT (w và z là 2 ẩn số) Thể tích nước vào giếng XEM XÉT TÍNH F LIÊN 4/26/2016 TỤC23 4/26/2016 Thể tích nước ra khỏi đường hầm24 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 4
5. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Từ (1) & (2): 2 2 Chu kỳ : L S d z d z 2 L S 2 z 0 2  z 0 T 2 g s dt dt g s (3) gs Xác định biên độ chuyển động Zm sẽ dựa Với  vào nguyên lý sau : LS Thế năng khối chất lỏng (trong giếng) Lời giải của phương trình vi phân trên cĩ dạng: so với mặt chuẩn bằng động năng của z = Zmsin(t+ ) khối chất lỏng trong đường hầm. Đây là chuyển động điều hồ cĩ biên độ khơng đổi Zm và tần số . 4/26/2016 25 4/26/2016 26 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp ĐỘNG NĂNG THẾ NĂNG Z 1  Z S. m Lsw2 Từ đĩ: m 2 2 g 0 Thế Động Q W (m/s) năng năng L s Q Z w m 0 g S 4/26/2016 27 4/26/2016 28 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp XÁC ĐỊNH Ví dụ 1 : Cho hệ thống với các 2 Trong sơ đồ lý tưởng thơng số : L=10km, s=10m , S=100m2, w =2m/s. Tính T và Khơng cĩ mất năng lượng 0 biên độ dao động nước trong Tại t=0, MN giếng = MN tỉnh giếng Z . Lấy g=10m/s2. Z =0 max Lời giải : T=10’28’’, Zmax=20m. 0 = Zmsin( ) = 0 Tĩm lại: z = Z sin(t) 4/26/2016 m 29 4/26/2016 30 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 5
6. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp • Ví dụ 2 : Tương tự trên với : HỆ THỐNG THỰC z 2 2 L=5km, s=15m , S=250m , w =4m/s. MN tỉnh Zmax 0 R R’ x • Ví dụ 3 : Một hệ thống cĩ các thơng z 2 số : L=3km, s=12m , w0=4m/s. Tính Hồ Giếng điều áp D của giếng để biên độ dao động chứa G0 G của nước trong giếng là Zmax= 1 15m. Đường hầm NM 4/26/2016 31 4/26/2016 32 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp • Phương trình động lực: Theo phương X F1 =γs(z-dhg-dhv) : lực thuỷ tỉnh. VV F =ma (4) gg x x dh gg  : mất năng lượng cục bộ giếng. 2g Với : mất năng do mở rộng đột ngột. Ls VVhh m dhV 2g g * * : lực tương đương với h w. Fsh2w  L chiều dài; s tiết diện hầm. γ trọng lượng đơn vị nước, g gia tốc trọng trường. h* h h : mất năng tổng trong hầm. w L c Fx = Lực tỉnh (F1) + Lực ma sát (F2). 4/26/2016 33 4/26/2016 34 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Từ đĩ: * L VVVVLVVVVh h h h h h h h PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC hw   c 2  c d 2g 2g C R 2g Nguyên lý bảo tồn khối lượng: * Gọi: hw h w dh g dh v Qtuabin.dt = Vh .s.dt + S.dz Trong đường hầm: Lưu lượng dz 1 vào giếng dV g Qtuabin V h s h (6) dt S zhw Lưu lượng dt Lh ra hầm Q Qg h V (Z theo chiều từ trên xuống) V h đường hầm g giếng điều áp s S Lưu lượng qua đường ống 4/26/2016 35 4/ 26/2016 áp lực 36 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 6
7. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Giả thiết: Qmax Qt Q Với 2 ẩn số z (mực nước giếng) và Vh (vận tuabinmax T van tốc dịng chảy trong hầm) sẽ xác định (biên thiên tuyến tính Qtuabin) được với 2 phương trình (6)* và (7)*. Nếu chọn chiều (+) hướng lên, phương Tuy vậy vì nĩ là phi tuyến do đĩ trong thực trình (6) là: tế thường dùng phương pháp số (ví dụ dVgh zh w (6*) sai phân hữu hạn) để giải. dtL h dz 1 Và phương trình (2) sẽ là : Q V s dt S tuabin h (7*) 4/26/2016 37 4/26/2016 38 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Điều kiện D. Thoma- Jaeger: Đĩ là điều kiện để Điều kiện D. Thoma: 2 dao động mực nước trong giếng là TẮT DẦN: Vh Ls F Fpg Ls(1 0,482z / H ) 2gH h F F 0 0 0 0 pg 2gcH 0 • H0 : cột nước tác dụng (A0B0). • H0 =H-h0 : cột nước tác dụng (A0B0). h0 :mật • h mất năng lượng trong đường hầm với V . năng lượng trong hầm. 0 h 2 0,5 h0 (L / D ).Vh / 2g c (L/ D )/ 2g et z0 Vh (Ls/ gF) (giải lặp !!!!) 4/26/2016 39 4/26/2016 40 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Bài tập 1: Tính đường kính tối thiểu của giếng để dao động mực nước là tắt dần theo Thoma và theo Thoma-Jaeger PHƯƠNG PHÁP SAI PHÂN (g=9,81m/s2): Sai phân hiện a. Vh =4m/s, L=4km, d=4m, H0=200m, =0,005, =0,8. Sai phân ẩn b. Vh =3.5m/s, L=8km, d=3m, H0=400m, =0,006, =1,5. (xem Excel Thoma) 4/26/2016 41 4/26/2016 42 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 7
8. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Phương trình liện tục dz1 PHƯƠNG PHÁP QV s dtS tuabin h SAI PHÂN HIỆN dạng sai phân hiện: t 1 t t t zham zham *Qtuabin FhamVham  (2) Fgieng 4/26/2016 43 4/26/2016 44 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Phương trình động lực Nhận xét: dV g h zh w dt Lh Với sơ đồ hiện, 2 ẩn số sẽ dạng sai phân hiện: được giải trực tiếp từ các phương trình (1) & (2). t 1 t g t t ham Vham Vham z h w  (1) Lham 4/26/2016 45 4/26/2016 46 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN PHƯƠNG PHÁP Phương trình động lực 0 T(s) SAI PHÂN ẨN dVham g ham (z h w ) [1] dt Lham Z(m) Vận tốc TB Cao trình mực nước trong hầm nước giếng so với MC 4/26/2016 47 4/26/2016 48 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 8
9. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN ẨN SỐ BÀI TỐN Phương trình liên tục V ham vận tốc dòng chảy trong hầm dz 1 (Q V F ) [2] tuabin ham ham z cao độ mực nước giếng dt Fgieng Với: T(s) Vham QhamFham 0 4/26/2016 Z(m) 49 4/26/2016 50 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TRƯỜNG HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TRƯỜNG HỢP CHỌN z HƯỚNG LÊN HỢP CHỌN z HƯỚNG LÊN Phương trình động lực Z(m) Phương trình liên tục 0 T(s) dz 1 (Qtuabin VhamFham) [2 ] dVham g ham dt F ( z h ) [1 ] gieng w dt Lham Z(m) T(s) Với: 0 4/26/2016 51 4/26/2016 52 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN Phương trình động lực Phương trình động lực t 1 t g t Vham Vham t 1 t 1 t Vham z Vham t Lham g t 1 t ham g t t ham z (1  )z h w  (1  )z h w  [3] Lham Lham 4/26/2016 53 4/26/2016 54 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 9
10. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN Phương trình liên tục  2/3 1 t 1 t tham số sai phân theo zham zham 1 Preissmann * t Fgieng  1 sơ đồ sai phân hồn t 1 t tồn ẩn. Qtuabin Fham (Vham (1  )Vham ) 4/26/2016 55 4/26/2016 56 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN Nhận xét: Phương trình liên tục Với sơ đồ ẩn, 2 ẩn số sẽ F t t được giải từ hệ 2 phương zt 1 ham Vt 1 zt * ham ham ham trình (3) & (4). Fgieng Fgieng t Qtuabin Fham ( (1  )Vham ) [4] 4/26/2016 57 4/26/2016 58 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Giải hệ phương trình [3] & [4] Bài tập 1:Dùng sai phân theo sơ cho phép xác định: đồ hiện cho hệ p/t trình 6* & 7*. Áp dụng giải cho số liệu t+1 Z sau với bước thời gian t+1 Vham dt=1.0s. Lập bảng tính cho 10 bước thời gian dt. 4/26/2016 59 4/26/2016 60 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 10
11. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Lập bảng xác định mực nước giếng Z theo Bài tập 2: Dùng phương pháp thời gian (20dt). Số liệu áp dụng (nước va dương): sai phân hiện, giải hệ phương 3 • Q0 = Qmax=48 m /s, trình [1] & [2] để xác định z & • Tvan=6s, dt=1.0s V theo thời gian t với dt=6”, • d =4m h mơ phỏng trong 15’. Xác định • d =8m g mực nước thấp nhất trong • Lh=800m • Mất năng lượng lấy gần đúng: giếng. L V2 4/26/2016 dh 0.02* h * h 61 4/26/2016 62 PGS. TS. Nguyễn Thống  PGS. TS. Nguyễn Thống dh 2g CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Số liệu áp dụng (nước va âm): Bài tập: Dùng Excel với sơ đồ • Q=0 Q =75 m3/s. max sai phân hiện, giải sự dao • T =12” movan động mực nước trong giếng • Z =0m t=0 với các tham số như sau. • dh=5m • dg=20m (Xem Excel GiengDieuAp- L  1.5*10 2 8.102  0.8 NuocVa.xls) d c h 4/26/2016 63 4/26/2016 64 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp 1. Thông số ban đầu Trường hợp tính nước va (1: n/va duong; 2:n/va am) 2 Diện tích mặt cắt ngang đường hầm : 9.08 (m2) Thời gian đóng van tuabin T : 10 (s) Đường kính giếng điều áp D1: 7.0 (m) Lưu lượng qua NM khi bắt đầu đóng (mở) 2 van : 86 (m3/s) Diện tích mặt cắt ngang giếng S1: 38.48 (m ) Vận tốc nước trong đường hầm tại t=0 9.47 (m/s) Đường kính giếng điều áp D2: 7.0 (m) Lưu lượng qua NM ổn định sau khi đóng Diện tích mặt cắt ngang giếng S2: 38.48 (m2) 3 (mở) van : 172 (m /s) Đường kính giếng điều áp D3: 15.0 (m) 3 Lưu lượng MAX theo điều kiện tuabin : 172 (m /s) Diện tích mặt cắt ngang giếng S3: 176.71 (m2) Chiều dài đường hầm : 9065 (m) Cao độ đáy tháp điều áp 512.0 m Đường4/26/2016 kính đường hầm : 3.4 (m) 65 4/26/2016 66 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 11
12. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Mức nước trong giếng điếu áp trước khi xãy 2, Tổn thất năng lượng cột nước ra nước va 595.0 m H/số tổn thất đường dài + cục bộ cửa vào và trong hầm: MNDBT (m) : 605.0 m Tổng các hệsố tổn thất cục bộ trên đường hầm 3.0 0.15 MNC (m) : 595.0 m Hệ số tổn thất cục bộ cửa vào đường hầm áp lực : 0.8 0.04 Đường kính cổ giếng 3.4 m Hệ số tổn thất đường dài QP 1-75 Δ  Tiết diện cổ giếng 9.08 (m2) 0.00 1.5 4 2.33 Mức nước trong giếng điếu áp ổn định sau khi xãy ra nước va 595.0 m H/số tổn thất cục bộ vị trí nối đ/hầm và giếng : 1 Vận tốc nước trong đường hầm ổn định sau Hệ số cột nước lưu tốc 1 nước va 18.94 m/s Hệ số tổn thất đường dài 3.25 4/26/2016 67 4/26/2016 68 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp 3, Trường hợp tính toán Thông số khác Nước va dương Mực nước thượng lưu 580 m Hệ số nhám trong đường hầm : 0.017 Lưu lượng ban đầu qua NM 32.7 (m3/s) Lưu lượng sau khi đóng van 0 (m3/s) Độ dốc đường hầm 0.007 Nước va âm Mực nước thượng lưu 541.7 m Bước thời gian trong sai phân (s) 1.0 (s) Lưu lượng ban đầu qua NM (1 tổ 3 Gia tốc trọng trường g ( m/s2) : 9.81 (m/s2) máy) 16.4 (m /s) 3 4/26/2016 69 Lưu4/26/2016 lượng sau khi mở van 32.7 (m /s)70 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp 640 Z(m) nước va dương 630 620 Mực nước tỉnh 610 600 Zmax (m) 14.70 Zmin (m) -48.72 590 MNCN (m) 619.70 MNTN (m) 546.28 580 570 Z(m) nước va âm 560 550 540 530 0 180 360 540 720 900 1080 1260 1440 4/26/2016 T (s) 71 4/26/2016 72 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 12
13. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp MỰC NƯỚC GIẾNG DAO ĐỘNG KHI NƯỚC VA DƯƠNG 400 Z (m) 390 T (s) DỰ ÁN 380 370 A VƯƠNG 360 350 0 240 480 720 960 1200 1440 1680 4/26/2016 73 4/26/2016 74 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp MỰC NƯỚC GIẾNG DAO ĐỘNG Bài tập 1: Giải thích tác dụng 360 Z (m) KHI NƯỚC VA ÂM 350 của sự thay đổi tiết diện của 340 giếng điều áp theo chiều cao. T (s) 330 Bài tập 2: Phân tích ĐỊNH TÍNH 320 (mực nước giếng, áp suất 310 nước va trong đường ống áp 300 0 180 360 540 720 900 1080 1260 1440 1620 1800 lực) khi dùng giếng điều áp cĩ co hẹp tại vị trí vào giếng. 4/26/2016 75 4/26/2016 76 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 7: Giếng điều áp Chương 7: Giếng điều áp Bài tập 3: Phân tích ĐỊNH TÍNH khi dùng giếng điều áp cĩ co hẹp tại vị trí vào giếng trong trường hợp làm việc đồng thời giữa Giếng điều áp & Đường ống áp 4lự/26/2016c . 77 4/26/2016 78 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 13