Распределительные системы питания и принципы их гидравлического расчета.

Распределительная система питания шлюзов характеризуется тем, что вода подается в камеры и выпускается из них по всей длине через большое число расположенных в дне или стенах камеры выпусков из продольных галерей (рис. 6.4, б). При такой подаче воды значительно ослабляются волновые явления в камере и уменьшаются продольные скорости.

Для наполнения камер из верхних подходных каналов и выпуска воды в нижние подходные каналы применяют те же две основные системы питания — сосредоточенную и распределительную. Первая характеризуется в этом случае забором и выпуском всей воды в начале подходных каналов, в пределах голов, вторая — в пределах пал и причалов.

На шлюзах значительного напора применяют также системы, так называемого, бокового забора и выпуска воды, характеризующиеся тем, что вода для наполнения камер забирается из верхнего бьефа вне верхних подходных каналов, а при опорожнении камер выпускается в реку или в нижний бьеф гидроузла, минуя нижние подходные каналы. Это позволяет судам отстаиваться в подходных каналах как угодно близко от голов шлюза (при одностороннем движении) и, следовательно, быстрее проходить через него.

Разновидности по устройству:

· простые  , (с донными или боковыми галереями)

· сложные

· эквиэнерционные

Гидравлический расчёт производится отдельно для наполнения и опорожнения камер.

Наполнение камеры шлюза.

После выбора типа продольных галерей (боковые или донные) и составления расчетной схемы системы питания определяют площадь продольных галерей по формуле для однокамерных шлюзов:

где  — коэффициент, зависящий от типа затвора и величины μ при полностью открытых водопроводных затворах;

 – время наполнения и опорожнения камеры;

 - коэффициент, принимаемый для шлюзов с распределительной системой питания

 - средняя площадь камеры.

Поперечное сечение одной галереи квадратной формы определяется по формуле:

Проверку условий отстоя судов на продольную гидродинамическую силу Fl в камере шлюза производят при Hd > 12 м. Должно выполняться условие:

где D — водоизмещение расчетного судна (при буксирной тяге) или состава судов при жестко счаленном составе; Ас — площадь живого сечения камеры шлюза при минимальном УНБ; Amc — площадь смоченного миделя; g — ускорение силы тяжести; Ф — коэффициент, характеризующий качество данного типа распределительной системы питания по сравнению с качеством других типов этой системы и головной системы питания;  - наибольшее приращение расхода потока, поступающего в камеру шлюза (при изменении коэффициента расхода μ по прямой и постоянной скорости открывания затворов в начале наполнения, т. е. при наибольшем напоре на шлюз).

Величина приращения:

- время равномерного  равномерное открывание водопроводных затворов:

При гидравлическом расчете распределительных систем питания необходимо также определить заглубление α0, м, центра водопроводных затворов нижней головы под наинизший навигационный уровень нижнего бьефа из условия:

 – коэффициент, зависящий от относительного времени открывания затворов , коэффициента расхода водопроводной системы (при открытых затворах) μ и коэффициента сопротивления участка галерей за затвором; Рсж — минимальное давление за затворами, принимается равным 2-4 м;

Опорожнение камер шлюза

При опорожнении камеры шлюза при головной и распределительной системах питания площадь сечения водопроводных галерей или отверстий определяются по зависимости:

По условиям маневрирования судов, в подходных каналах наибольшие скорости не должны превышать :

 - площадь миделевого сечения двух составов;

 - площадь канала на его прямолинейном участке на расстоянии  от нижней головы: