Nghiên cứu đập bản lật tự động bằng thực nghiệm
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
NGHIÊN CỨU ĐẬP BẢN LẬT TỰ ĐỘNG BẰNG THỰC NGHIỆM
Giang Thư, Nuyễn Việt Hùng, Nguyễn Tiến Hải
Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
Vũ Hoàng Hưng
Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội
Tóm tắt: Bài báo giới thiệu về một loại đập bản lật (dạng cửa van tự lật) trục dưới làm việc theo
nguyên lý tự động cân bằng lực đóng mở để dâng nước và tháo lũ. Đây là kết quả nghiên cứu
mới khi kết hợp thủy động lực và cơ khí chế tạo. Với việc sử dụng hệ lò xo để tạo mô men chống
lật nên có thể đáp ứng các mực nước khác nhau khi sử dụng lò xo có độ cứng tương đương, đây
là ưu điểm chính của loại cửa van này. Dạng cửa van này có thể chế tạo sẵn theo từng đơn
nguyên nên dễ dàng cho việc vận chuyển, lắp đặt và thay thế.
Từ khoá: đập bản lật, đập dâng, cửa van tự lật
Summary: The journal introduce a type of hydraulic elevator weir (self-control flap gate)
operated automatically by pressure head in order to raise water level and release flood. This is a
new research result in the combination of hydraulics and mechanics. Using the spring system
aiming to generate anti-flap moments that can respond to different water level depending on the
hardness of springs, is the main advantage of this type of valve gate. This valve gate also could
be manufactured into separated units which are ready for conveying, installing or replacing.
Keywords: hydraulic elevator weir, self-control flap gate
1. ĐẶT VẤN ĐỀ *
của mưa phân bố không đều trong năm. Do đó
về mùa mưa dòng chảy tập trung nhanh tạo
thành lũ có cường suất lớn với tần suất thay
đổi liên tục, song về mùa khô thì dòng chảy lại
hầu như cạn kiệt, chênh lệch lưu lượng về mùa
lũ và mùa kiệt (Qmax/Qmin) rất lớn có thể hành
trăm, hàng nghìn lần, đặc điểm này dẫn đến
tình trạng đập dễ xây và cũng dễ vỡ. Chính vì
thế mà các công trình thủy lợi ở miền núi
thường có quy mô nhỏ nhưng nhiều về số
lượng và điển hình dạng công trình đập dâng +
kênh dẫn là phổ biến nhất chiếm khoảng
70÷80% [6], qua đó thấy rằng nhu cầu đối với
các đập dâng miền núi là rất lớn. Cũng do các
đặc điểm trên nên qui mô công trình đập dâng
thường nhỏ, chiều cao đập dâng thường từ
1÷3m (có thể đến 5; 6m, thường là đập kiên cố
do Nhà nước đầu tư xây dựng).
Nhiều năm trở lại đây do ảnh hưởng của thời
tiết cực đoan cộng với sự tác động của con
người, nguồn tài nguyên nước ngày càng cạn
kiệt nhất là đối với các tỉnh trung du miền núi
phía Bắc nước ta; mùa mưa thì xảy ra lũ lụt
thường xuyên, mùa khô thì hạn hán kéo dài
ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển cũng như
gây khó khăn đối với đời sống của nhân dân
trong vùng. Các tỉnh trung du miền núi phía
Bắc thường có điểm chung là: Diện tích đất tự
nhiên rộng, người không đông, mật độ phân bố
dân cư không đồng đều; diện tích đất canh tác
ít song lại phân tán, nhỏ lẻ chủ yếu tập trung ở
các thung lũng ven sông suối; các sông suối có
địa hình lòng dẫn hẹp độ dốc lớn; chế độ thuỷ
văn dòng chảy phức tạp do chịu ảnh hưởng
Ngày nhận bài: 09/10/2017
Ngày thông qua phản biện: 21/11/2017
Ngày duyệt đăng: 22/12/2017
Mặt khác, trên hệ thống sông suối miền núi,
các hệ thống thủy lợi nhỏ ít được đầu tư xây
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017
1
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
dựng vì suất đầu tư lớn (thường dân tự làm), mở hoàn toàn (ở trạng thái nằm ngang); khi
các công trình ngăn sông, suối lấy nước phục mô men trọng lượng cửa van lớn hơn mô men
vụ nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, cây trồng áp lực thủy động với lực ma sát, cửa van sẽ
v.v thường là các đập dâng, phai tạm hoạt đóng lại (ở trạng thái đứng)[3],[8].
động theo mùa, được đầu tư lại hàng năm,
3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ CỬA VAN
nhiều khi không cho phép đắp lại bởi biến hình
TỰ LẬT
mạnh mẽ do dòng chảy lũ. Bên cạnh đó giải
Thời kỳ đầu từ những năm 60 của thế kỷ 20
pháp điều tiết bằng cửa van, hoặc đập cố định
Trung Quốc đã nghiên cứu cửa van tự lật có
có chi phí lớn nhưng hoạt động cần sự điều
hình thức kiểu gối đơn cố định, bộ phận gối đỡ
hành của con người; trong điều kiện vùng sâu,
được lắp đặt dưới vị trí 1/3 chiều cao cửa
vùng xa, lũ trên các sông suối miền núi lên
(Hình 1, Ảnh 1). Khi mực nước thượng lưu
nhanh, không cho phép các giải pháp vận hành
vượt qua đỉnh cửa với một độ cao nhất định,
điều tiết chủ động hoạt động hiệu quả, mà cần
cửa van mở theo hướng đổ ra phía sau đến vị
có công trình linh hoạt hơn để đáp ứng nhu
trí nằm ngang. Khi mực nước thượng lưu hạ
cầu thực tế.
đến đáy cửa, cửa van tự động quay về vị trí
Trong bài viết này chúng tôi đề xuất giải pháp
đóng để tiếp tục chức năng chắn nước. Qua
công nghệ đập bản lật tự động (cửa van tự lật)
nhiều năm loại cửa van này từng bước được
để điều tiết thay thế các đập dâng cố định, phai
cải tiến như thêm cơ cấu cản để khắc phục
tạm v.v là lựa chọn cho hiệu quả hơn, vì công
nhược điểm rung động khi đóng mở [9]. Cho
nghệ này rất linh hoạt trong việc tự động dâng
đầu nước và tháo lũ đột ngột mà không cần sự
điều khiển của con người, mặt khác giải pháp
này cũng đơn giản, dễ dàng thi công, lắp đặt
và có thể giữ nguyên tiết diện lòng dẫn khi
tháo lũ.
đến nay cửa van tự lật thường sử dụng hình
thức bánh có lăn khe dẫn hướng (Hình 2) hoặc
bánh lăn có thanh nối (Hình 3) [7],[10]. Tuy
nhiên trong thực tế khi cửa van ở trạng thái mở
hoàn toàn, để quay lại vị trí đóng sẽ gặp nhiều
khó khăn, thường sử dụng thêm hệ thống xi
lanh thủy lực để đẩy cửa van về vị trí đóng
đồng thời giúp ổn định trong quá trình làm
việc (Ảnh 2).
2. ĐẶC ĐIỂM ĐẬP (CỬA VAN) TỰ LẬT
Cửa van tự lật được ứng dụng phổ biến trong
các công trình thủy lợi thủy điện đặc biệt với
các công trình dâng nước với cột nước không
cao hoặc trong các công trình tràn sự cố. Ưu
điểm nổi bật của loại hình cửa van này là có
thể khống chế mực nước ở một độ cao nhất
định, khi mực nước tăng cửa van tự động mở
để hạ thấp mực nước nhưng không cần tác
động của con người hoặc máy móc thiết bị, do
đó giảm chi phí quản lý vận hành. Cửa van tự
lật vận hành theo nguyên tắc khi mô men do
áp lực thủy động lớn hơn mô men do trọng
lượng bản thân cửa van và ma sát ở gối quay,
cửa van sẽ được mở đến trạng thái cân bằng.
Khi áp lực không thay đổi, góc mở cửa van
cũng không thay đổi. Khi mô men do áp lực
thủy động vẫn còn lớn hơn thì cửa van sẽ được
Hình 1: Cửa van tự lật kiểu gối đơn
2
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Ảnh 2: Cửa van tự lật kiểu bánh lăn có thanh nối
Ở Việt Nam, cũng đã nghiên cứu và áp dụng loại
hình cửa van lật tự động vào một số công trình
thực tế điển hình như công trình thủy điện Tà
Lơi 2, Lào Cai (Ảnh 3). Từ những năm 70 Viện
Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã bắt đầu nghiên
cứu về đập dâng tự động và cửa van tự động lật
và đã áp dụng cho nhiều công trình thực tế như:
Công trình đập dâng Cầu Nha (Thanh Hóa); Đập
Bà Tri (Kon Tum); Công trình Lại Giang (Bình
Định); Anh Trạch, Bầu Nít (Quản Nam), Cống
Biện Nhị, Phát Diệm, Yên Khánh (Ninh Bình)
v.v. Song chưa được phổ biến rộng rãi do va
đập, rung động v.v[1][2][5].
Hình 2: Cửa van tự lật kiểu bánh lăn có khe
dẫn hướng
Hình 3: Cửa van tự lật kiểu bánh lăn
có thanh nối
Ảnh 3: Cửa van tự lật - Công trình thủy điện
Tà Lơi 2, Lào Cai
Ảnh 1: Cửa van tự lật kiểu gối đơn
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017
3
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Với cửa van tự lật bằng thủy lực trục ngang m - hệ số lưu lượng dòng chảy qua đỉnh cửa.
(tâm trục được đặt ở 1/3 chiều cao cửa van) sơ
+ Trần Đình Hòa [1] đã nghiên cứu mô men áp
đồ cửa van tự động lật như Hình 4 đã được
lực nước tác dụng vào cửa van theo thủy động
một số tác giả đi sâu nghiên cứu:
lực học và xác định thêm thành phần mô men
i
c
cản Md trong công thức mô men tổng quát (4)
do ảnh hưởng của vận tốc dòng chảy và đưa ra
phương trình (5) trạng thái tới hạn mà tại đó
cửa van chuyển động từ đang mở sang đóng:
Po
ht
hi
Pi
Hod
M
i
n
uur
uur uur uur
r
O
c
Mo Mn Md Mg 0
(4)
m2
ht3
M k B[
(
o
1
sinn ht Lsin n
Hình 4: Sơ đồ tính toán cửa van trục ngang
ht
m2h3t
sin2 n
h2t )(L Lt
)
sin n
+ Trần Đình Hợi [2][4], đã đưa ra công thức
tổng quát tính mô men áp lực và trọng lượng
cửa van tác dụng lên cửa trong điều kiện hạ
lưu có nước.
ht
ln(
L
) ht ( Lt )
(5)
ht Lsin n
2
L2 sin
L
1
n ( Lt )] CdBLsin2 n
L
2
3
2
M G(H sin n)cotgn
o
b
2
L
v2( Lt ) (G1L1 G2L2 )cosn
B
( sin2 n )[H t2(3H b H t )
(1)
(2)
2
6
H2h (3Hb Hh )]
Trong đó:
k1 - Hệ số co hẹp bên.
Cd - Hệ số cản;
Trong đó mô men do áp lực nước:
B
Mn ( sin2 n )[H t2(3H b H t )
6
V - Vận tốc dòng chảy;
= Mật độ của nước.
H2h (3Hb Hh )]
Từ (2) tác giả kết luận rằng Mn>0 cửa mở và
Mn<0 cửa đóng.
+ Hàn Quốc Trinh [4] đã nghiên cứu áp suất
thủy động tác động lên cửa van clape khi dòng
chảy dưới cánh cửa van trong điều kiện cột
nước thấp như sơ đồ hình 5:
Tác giả cũng đã kiến nghị công thức tính toán
thủy lực động tác dụng lên mặt trên cửa van tại
một điểm bất kỳ có dạng:
H
1i
h 2
0
p
E
H
zi
P
h m2.h .
(3)
t
hi
H
i
i
i
t
0
V
0
h
p
i
tb
h/2
Trong đó:
Pi - áp suất thủy động tác dụng lên cửa van tại
điểm M
Hình 5: Sơ đồ tính áp suất thủy động lên
cửa van clape
hi - chiều cao cột nước tại điểm cần tính toán
điểm M
P
H1i
V2
i
i
Eo
(6)
Hzi
2g2
ht - chiều cao cột nước tính từ đỉnh cửa
4
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
MNTL
Vi - Vận tốc trung bình của mặt cắt qua điểm i
trên mặt cửa;
Cöa lËt
- Hệ số lưu tốc;
Hli - Khoảng cách thẳng đứng từ điểm i tới
mực nước ngang thượng lưu;
Hzi - Khoảng cách thẳng đứng từ tâm diên
tích phẳng qua điểm i tới mực nước ngang
thượng lưu;
Khèi bª t«ng
Hép kü thuËt
Ngoài ra có một số tác giả nghiên cứu và phân
tích thành phần lực tác dụng lên cửa van tự lật
có trục tâm quay được bố trí 1/3 chiều cao cửa
để đưa ra quá trình đóng, mở cửa van trên cơ
sở quy luật thủy tĩnh.
Hình 6: Mô hình đập bản lật tự động
Các đập tự lật hay cửa van tự động lật: i)
thường bố trí trục quay khoảng 1/3 chiều cao
cửa, dòng chảy được chảy qua cả trên và dưới
cửa làm cho các thành phần lực cũng như tính
toán gặp nhiều khó khăn; ii) quá trình làm việc
thường sảy ra rung động mạnh; iii) Chưa được
áp dụng phổ biến. Ngoài ra khi mô men do
trọng lượng bản thân càng lớn thì năng lực tích
nước trước cửa van càng lớn, vì vậy cửa van
thường được làm bằng bê tông do đó khá nặng
Hình 7: Cấu tạo đập bản lật
Cấu tạo một cụm đập bản lật tự động gồm các
bộ phận: (1) Bản mặt; (2) Sườn chống; (3)
Trục quay; (4) Trục khuỷu; (5) Thanh truyền;
nề nên khó vận chuyển lắp đặt đặc biệt là (6) Lò xo; (7) Hộp kỹ thuật
những vùng địa hình phức tạp. Vì vậy cần thiết
phải nghiên cứu cải tiến vật liệu và kết cấu phù
hợp khắc phục những nhược điểm này.
4.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc
- Nguyên lý: Đập bản lật tự động làm việc theo
nguyên lý thay đổi áp lực nước thượng lưu và
độ cứng tương đương của hệ lò so F=f(klx); khi
mô men do áp lực thủy động, trọng lượng bản
thân cửa lật và ma sát ở gối quay lớn hơn độ
cứng của hệ lò xo, cửa van sẽ được mở đến
trạng thái cân bằng với lực kéo của hệ lò xo.
Khi áp lực không thay đổi, lực kéo hệ lò xo
không đổi thì góc mở cửa cũng không thay
đổi. Khi mô men do áp lực thủy động vẫn còn
lớn hơn lực kéo của hệ lò xo thì cửa van sẽ
được mở hoàn toàn (ở trạng thái nằm ngang);
khi lực kéo của hệ lò xo lớn hơn mô men áp
lực thủy động, trọng lượng cửa lật và lực ma
sát, cửa van sẽ đóng lại (ở trạng thái đứng).
4. ĐỀ XUẤT ĐẬP BẢN LẬT TỰ ĐỘNG
4.1. Hình thức kết cấu
Để khắc phục những nhược điểm của cửa van
hiện có và dễ vận chuyển lắp đặt, chúng tôi đã
tiến hành nghiên cứu và đề xuất một loại hình
đập bản lật (cửa van lật) mới với đặc điểm sử
dụng hệ thống lò xo trục khuỷu để tạo mô men
do trọng lượng bản thân (mô men chống lật),
trục quay được bố trí ở dưới đáy cửa lật. Mô
hình một cụm đập bản lật tự động được cho ở
hình 6 và hình 7.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017
5
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
- Sơ đồ cấu tạo: Đập bản lật cho ở hình 8. - Lực tác dụng vào lò xo tại B (kN):
Trục quay O cố định dưới đáy cửa lật, trục bản
lề B chuyển động tịnh tiến theo phương ngang,
trục bản lề A chuyển động quay quanh tâm O.
FB = FABcos2
(9)
- Độ cứng của hệ lò xo (kN/m):
Klx = FB/Llx
(10)
5. THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH
Do đây là bước đầu nghiên cứu mới với đập
bản lật tự động khi kết hợp thủy động lực và
cơ khí chế tạo, chúng tôi đã tiến hành thí
nghiệm trên mô hình vật lý trên mô hình
phẳng, tỷ lệ 1:1.
Mục tiêu của thí nghiệm là:
- Kiểm tra nguyên lý làm việc tự động dâng
nước và tháo lũ của đập bản lật;
- Kiểm tra điều kiện làm việc giữa thủy động
lực và độ cứng của hệ lò xo;
Hình 8: Sơ đồ cấu tạo đập bản lật
- Thông số cơ bản:
- Kiểm tra tra đánh giá độ nhạy và sự rung
động khi đập bản lật vận hành;
Llx – chiều dài lò xo (m)
Klx – Độ cứng của hệ lò xo (kN/m)
H – chiều cao mực nước trước cửa van (m)
B – Bề rộng cửa van (m)
Thí nghiệm tiến hành với các cấp lưu lượng,
mực nước thượng lưu khác nhau, mực nước hạ
lưu tự do.
5.1. Xây dựng mô hình
L1, L2 – chiều dàitrụckhuỷu vàthanh truyền (m)
- Mô hình đập bản lật được xây dựng trong
máng kính rộng 1m, cao 2m dài 16m.
1 – góc nghiêng trục khuỷu so với phương
đứng (độ)
- Mô hình đập tự lật được gia công bằng thép
CT3, cửa lật được đúc bằng bê tông cốt thép
M250 có khả năng lắp ghép tháo rời để thay
đổi chiều cao cửa van (hình 6,7).
2 – góc nghiêng của thanh truyền so với
phương ngang (độ)
Llx – độ dãn dài của hệ lò xo (m)
- Sơ đồ lực:
- Hộp kỹ thuật cụm đầu mối đập bản lật được
thiết kế tính toán bằng phần mềm 3D
Solidworks, Autocad và được tính toán bằng
phần mềm ANSYS.
Khi bỏ qua ma sát ở các ổ trục quay và bản
dẫn hướng với hộp kỹ thuật [1][4], theo sơ đồ
hình 8, quan hệ giữa độ cứng hệ lò xo với áp
lực nước tác dụng vào bản mặt như sau:
Thiết kế ban đầu:
- Mô men áp lực nước đối với tâm O (kNm):
MO = [(n.H.H/2)(B/2)](H/3) (7)
+ Kích thước cửa lật BxH=1x0,5m;
+ Độ dày bản lật dạng hình thang; đáy 0,1m,
- Lực tác dụng vào thanh AB (kN):
trên 0,05m
+ L1=0,15m; L2=0,15m; 1=20o; 2=5o;
FA = MO/L1
(8)
- Lực dọc vào thanh AB (kN):
FAB = FAcos(1-2)
+ Chiều dài lò xo Llx=0,4m;
+ Độ cứng hệ lò xo Klx=60KN/m.
6
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
5.2. Kết quả thí nghiệm
Với việc lực chọn sơ đồ và các kích thước về
đập bản lật như trên, giả thiết mực nước
thượng lưu thiết kế bằng đỉnh cửa lật
(ZTL=0,5m) để xem xét khả năng vận hành tự
động của hệ thống.
- Trạng thái tích nước ban đầu: ở trạng thái
ban đầu (không có nước thượng lưu), bản lật
cân bằng với trạng thái ban đầu của hệ lò xo ở
trạng thái đóng (thẳng đứng), khi cho mực
nước thượng lưu tăng dần đến 3/4 chiều cao
cửa lật thì cửa bắt đầu chuyển động mở về
phía hạ lưu; khi mực nước thượng lưu đến
đỉnh cửa (đóng van cấp nước) thì cửa lật đạt
độ mở =20o và duy trì ổn định với mực nước
thượng lưu Ztl=0,47m. Tiếp tục mở nước, cột
nước thượng lưu Zi tăng lên, cột nước trên
đỉnh cửa lật Hi tăng, cửa lật mở với góc mở
lớn hơn (xem các Ảnh 4,5,6)
Ảnh 6: Độ mở cửa van =50o
Trên mô hình đã xác định các giá trị cột nước
thượng lưu, trên đỉnh bản lật quan hệ với độ
mở cửa và xác định tổ hợp lực tác dụng gây
mở cửa tương ứng với độ cứng của hệ lò xo và
cũng xem xét trạng thái ban đầu làm việc của
đập bản lật và độ mở tối đa theo sơ đồ Hình 9.
Li
H
Z
i
P
i
O
Hình 9. Sơ đồ thí nghiệm đập bản lật
a: độ mở cửa (độ)
Zi: cột nước thượng lưu (m)
Hi: cột nước tác dụng đỉnh cửa (m)
Li: chuyển vị ngang cửa lật (m)
Pi: chiều cao cửa lật (m)
Ảnh 4: Độ mở cửa van =25o
- Tổ hợp lực tác dụng vào cửa lật và hệ lò xo
theo độ mở cửa từ 0÷90o như Bảng 1, Hình 10:
Bảng 1. Kết quả đo lực đóng mở
Klx
(m)
Klx
(m)
(độ)
F(kn) (độ)
F(kn)
0
5
0.000 0.00
0.001 0.06
0.009 0.54
0.018 1.08
0.029 1.74
0.040 2.40
0.054 3.24
0.066 3.96
40
45
50
55
60
65
90
0.081 4.86
0.093 5.58
0.105 6.30
0.122 7.32
0.133 7.98
0.145 8.70
0.250 15.00
10
15
20
25
30
35
Ảnh 5: Độ mở cửa van =35o
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017
7
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Ở đây do điều kiện cấp nước không đủ, do đó
độ mở tối đa đối với đập bản lật ở góc a=50o,
song nhận thấy nếu tiếp tục t ăng lưu lượng thì
bản lật sẽ mở hoàn toàn.
Như vậy, quá trình làm việt của đập bản lật
thấy rằng: Khi lưu lượng (q) tăng thì cột
nước tác dụng lên bản lật (H) tăng, song mực
nước thượng lưu (Z) gần như duy trì ở trạng
thái cột nước thiết kế ban đầu (ổn định), sự
chênh lệch dao động cột nước trung bình là
nhỏ khoảng 4,58% với giá trị này trên thực
tế là chấp nhận được.
Hình 10. Quan hệ giữa độ mở và lực đóng mở
Trong quá trình thí nghiệm chúng tôi điều
chỉnh mực nước tăng giảm đột ngột (tức là lực
tác dụng vào bản lật thay đổi đột ngột), bản lật
cũng làm việc theo trạng thái đóng mở liên
tục, không gây ra rung động, rất êm.
6. KẾT LUẬN
Đập bản lật là một kết cấu mới lần đầu tiên
được đề xuất khi kết hợp giữa thủy động lực
và cơ khí chế tạo (áp lực thủy động và hệ lò
xo) để vận hành. Về nguyên tắc kết cấu này có
thể tạo ra cột nước có chiều cao khác nhau tùy
thuộc vào độ cứng của hệ lò xo. Qua thí
nghiệm mô hình có thể khẳng định về nguyên
lý làm việc của loại đập bản lật này là hoàn
toàn đúng đắn, làm việc hoàn toàn tự động,
chủ động, linh hoạt trong việc dâng nước và
tháo lũ nhanh, có tính khả thi cao và có khả
năng áp dụng vào thực tế.
- Lập quan hệ thực nghiệm giữa lưu lượng với
cột nước thượng lưu Zi, cột nước đỉnh cửa Hi,
chuyển vị ngang cửa Li và độ hạ thấp cửa Pi
khi đó a=f(Z,H,L,P) như Bảng 2, Hình 11.
Bảng 2. Kết quả thí nghiệm theo các độ mở cửa
q
a(độ)
Zi(m) Hi(m) Li(m) Pi(m)
(m2/s)
0
0.000 0.500 0.000
0
0.500
20
25
30
35
40
50
0.002 0.470 0.001 0.171 0.469
0.019 0.498 0.004 0.211 0.453
0.041 0.517 0.065 0.25 0.433
0.102 0.540 0.108 0.287 0.410
0.157 0.555 0.142 0.321 0.383
0.327 0.587 0.215 0.383 0.321
Đập bản lật có những ưu điểm sau:
1) Do ổ trục được đặt dưới đáy bản lật nên
việc tính toán đơn giản hơn so với các cửa van
lật trước đây;
2) Làm việc hoàn toàn tự động, chủ động, linh
hoạt không cần sự điều hành của con người;
3) Đóng mở nhẹ nhành, không gây rung động,
luôn duy trì, ổn định mực nước thượng lưu;
4) khi tháo lũ có thể nằm sát đáy, không ảnh
hưởng nhiều đến mặt cắt tự nhiên nên không
gây biến hình lòng dẫn và giải pháp tiêu năng
sau công trình sẽ đơn giản;
5) Có kết cấu đơn giản, được gia công chế tạo
sẵn nên thuận tiện cho thi công lắp đặt; giá
thành rẻ.
Hình 11. Quan hệ q=f(Z,H,L,P)
Tuy nhiên trong thực tế , muốn xác định chính
8
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
xác cần thử nghiệm thực tế để lựa chọn độ bày một số nét chính về đập bản lật thông qua
cứng lò xo phù hợp.
thí nghiệm, phần tính toán kết cấu và một số
các thông số thủy lực sẽ đề cập vào dịp khác.
Trong khuôn khổ bài viết, chúng tôi chỉ trình
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Đình Hòa (2002), Nghiên cứu chế độ thủy lực và ổn định của cửa van tự động thủy
lực trục ngang, Luận án tiến sĩ.
[2]. Trần Đình Hợi, Cửa van tự động tháo nước và tích nước cho đập dâng, Tuyển tập kết quả
KH&CN (1989-1994), Viện Khoa học thủy lợi Quốc gia, trang 89-95.
[3]. Vũ Hoàng Hưng, Cửa van sập tự động khống chế thủy lực, trường ĐH Thủy Lợi.
[4] Nguyễn Ngọc Nam (2008), Chế độ thủy lực của dòng chảy qua công trình tháo nước sử
dụng cửa van clape liên hoàn, Luận án tiến sĩ.
[5]. Viện Khoa học Thủy lợi (1994-1999), Tuyển tập kết quảnghiên cứu KH&CN, trang 28-32.
[6]. Viện Khoa học Thủy lợi (1999-2000), Tuyển tập kết quảnghiên cứu KH&CN, trang 377-384.
[7]. HOU Shi hua, SHEN Chang song. Path of instantaneous center of hydro-automatic flap
gate and its influences on gate’s stability. Hydro-Science and Engineering, 3, 9-2007.
[8]. ZHOU Jingyuan. Study and application of hydraulic automatic flap gate. Journal of
Hydroelectric Engineering, 06-2007.
[9]. 邓晓君,焦怀金.水力自动翻板闸门的发展历程及应用. 北京水务, 2012年第03期.
[10]. 侯石华,沈长松.连杆滚轮式水力自动翻板闸门的结构优化. 水利水电科技进展, 2008
年8月.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017
9
9 trang
13/01/2024
16380
Free
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu đập bản lật tự động bằng thực nghiệm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- nghien_cuu_dap_ban_lat_tu_dong_bang_thuc_nghiem.pdf
