Luận án TS: Nghiên cứu khả năng tháo qua tràn piano khi kể đến ảnh hưởng của mực nước hạ lưu

Luận án TS Nghiên cứu khả năng tháo qua tràn piano khi kể đến ảnh hưởng của mực nước hạ lưu phân tích cơ sở lý thuyết, sử dụng phương pháp nghiên cứu bằng mô hình thực nghiệm; lập phương trình thực nghiệm; lựa chọn những thông số chính ảnh hưởng đến khả năng tháo của tràn, lập sê ri thí nghiệm; tổng hợp, đánh giá số liệu

Luận án TS: Nghiên cứu khả năng tháo qua tràn piano khi kể đến ảnh hưởng của mực nước hạ lưu

1. Mở đầu

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu ngày càng phức tạp, dòng chảy lũ tăng đột biến, đặt áp lực lớn cho vấn đề an toàn của các hồ chứa và ngập lụt hạ du. Các công trình tháo xây mới và nâng cấp cần đảm bảo khả năng thoát lũ lớn hơn bởi dòng chảy tự nhiên tăng hoặc do nâng cấp công trình đảm bảo an toàn theo các quy chuẩn trong tình hình mới (QCVN-04-05:2012). Một trong những giải pháp công trình tháo lũ tiến bộ được nghiên cứu, ứng dụng trong công trình thủy lợi, thủy điện trên thế giới và Việt Nam là tràn xả lũ kiểu phím piano (PKW)

1.2 Mục đích nghiên cứu của luận án

Xác định ranh giới các trạng thái chảy ảnh hưởng đến khả năng tháo trên cơ sở xác định đặc trưng dòng qua tràn và nối tiếp hạ lưu tràn piano

Xây dựng công thức, đồ thị xác định khả năng tháo qua tràn piano có đơn vị tràn tiêu chuẩn, trong điều kiện chảy tự do và khi có ảnh hưởng của điều kiện hạ lưu gồm ảnh hưởng bởi cao độ đáy đáy kênh và mực nước hạ lưu

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là khả năng tháo của tràn piano có đơn vị tràn tiêu chuẩn, đỉnh tường tràn cong hình bán nguyệt.

Phạm vi nghiên cứu của luận án: Bài toán phẳng, dòng chảy ổn định không đều; Tỷ lệ cột nước và chiều cao tràn: H0/P=0,17÷2,50;

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Luận án tiếp cận theo phương pháp xây dựng công thức tính khả năng tháo của tràn truyền thống. Thiết lập công thức xác định khả năng tháo của tràn piano chảy tự do có cấu tạo đơn vị tràn cho tối ưu về khả năng tháo và kinh tế, từ đó, mở rộng công thức cho các trường hợp khác nhau của tràn, theo từng chế độ chảy và điều kiện ảnh hưởng

1.5 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu đặc điểm dòng chảy qua tràn piano nhằm xác định ranh giới các trạng thái chảy. Xác định ranh giới và ảnh hưởng của điều kiện hạ lưu (đáy kênh, mực nước hạ lưu) tới khả năng tháo.

Xây dựng công thức, đồ thị thực nghiệm nhằm xác định khả năng tháo khi tràn chảy tự do, chảy ngập.

Ứng dụng tính toán, lựa chọn kích thước hợp lý và xác định lưu lượng tháo qua tràn piano khi chảy tự do và chảy ngập cho công trình cụ thể

1.6 Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu của luận án đã làm sáng tỏ mặt cắt, đơn vị tràn piano hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật, các công thức và sơ đồ tính toán khả năng tháo là công cụ hữu hiệu giúp giảm bớt thời gian, công sức cho tính toán thiết kế tràn piano, tạo điều kiện ứng dụng thuận lợi loại công trình này trong thực tế. Các chế độ thủy lực được xác định giúp lựa chọn vùng làm việc hiệu quả, giảm thiểu các rủi ro trong thiết kế và vận hành tràn piano.

1.7 Đóng góp mới của luận án

Luận án đã xác định được ranh giới các trạng thái phân định chế độ chảy của dòng qua tràn piano gồm: + Ranh giới trạng thái chảy đầy phím ra và không đầy phím ra là H0/Wo=0,5; + Ranh giới dòng chảy qua tràn có ảnh hưởng và không ảnh hưởng bởi điều kiện hạ lưu (đáy kênh hạ lưu nâng cao) là H0/PH=0,7;

Luận án đã xây dựng được công thức xác định hệ số tháo qua tràn piano tính theo (3.4) là công thức (3.10), (3.11); hệ số ảnh hưởng bởi địa hình hạ lưu tính theo công thức (3.13); hệ số ngập tính theo công thức (3.15); giá trị cột nước phân giới nối tiếp nước nhảy ngập sau tràn tính theo công thức (3.2)

1.8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Luận án đã làm sáng tỏ và lý giải một số đặc trưng, chế độ thủy lực của tràn piano; đã xác định, lượng hóa được ranh giới trạng thái chảy đầy phím nước ra, trạng thái ảnh hưởng bởi đáy kênh hạ lưu, chế độ chảy ngập qua tràn; xây dựng công thức xác định khả năng tháo theo các chế độ chảy. Các kết quả góp phần hoàn thiện và phong phú hơn các nghiên cứu về tràn piano, là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu các vấn đề khác có liên quan về kiểu tràn này

2. Nội dung

2.1 Tổng quan kết quả nghiên cứu tràn piano

Giới thiệu về tràn piano

Các đặc trưng ảnh hưởng tới khả năng tháo qua tràn piano

Các công thức tính khả năng tháo qua tràn piano

2.2 Cơ sở khoa học nghiên cứu xác định khả năng tháo qua tràn piano

Phương pháp xác định khả năng tháo qua tràn

Lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm mô hình

Lập phương trình nghiên cứu thực nghiệm

Mô hình nghiên cứu

2.3 Đặc trưng khả năng tháo qua tràn piano

Đặc trưng thủy động học, sự chuyển đổi các trạng thái và nối tiếp dòng chảy qua tràn piano

Ranh giới các trạng thái chảy qua tràn piano

Xây dựng công thức thực nghiệm xác định khả năng tháo qua tràn piano

Kết luận chương 3

2.4 Lựa chọn kích thước hợp lý, tính toán khả năng tháo cho công trình thực tế kiểu phím piano

Đặt vấn đề

Các bước tính toán, lựa chọn tràn piano hợp lý

Ứng dụng cho công trình thực tế

Kết luận chương 4

3. Kết luận

Tràn piano là loại tràn mới, đang được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trong thực tế xây dựng, nâng cấp công trình bởi khả năng tháo lớn, nhưng PKW cũng có nhiều khác biệt về chế độ thủy lực, nối tiếp hạ lưu so với tràn truyền thống. Luận án đã góp phần làm sáng tỏ và phong phú hơn các hiểu biết về các đặc trưng hình dạng, thủy lực, chế độ chảy qua tràn piano, tạo điều kiện thuận cho công việc thiết kế và vận hành công trình. Luận án đã hoàn thành các mục tiêu đặt ra và đạt được kết quả

4. Tài liệu tham khảo

Nguyễn Cảnh Cầm, Nguyễn Văn Cung, cs (2006), Thủy lực tập 1, 2, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội;

Nguyễn Hữu Chí (1974), Cơ học chất lỏng ứng dụng, Nxb Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà nội;

Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Xuân Đặng, Ngô Trí Viềng (1977). Công trinh tháo lũ trong đầu mối hệ thống thủy lợi, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội

-- Nhấn nút TẢI VỀ hoặc XEM ONLINE để tham khảo đầy đủ nội dung Luận án TS kiến trúc- xây dựng trên--

Ngày:05/09/2020 Chia sẻ bởi:Ngoan

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM