Einband gross Nichtstationäre Vorgänge in den Zuleitungs- und Ableitungskanälen von Wasserkraftwerken

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Nichtstationäre Vorgänge in den Zuleitungs- und Ableitungskanälen von Wasserkraftwerken

Translationswellen in offenen Kanälen, Wasserschlösser an Druckstollen

von

Frank, Josef

BuchKartoniert, Paperback

333 Seiten

Deutsch

Springererschienen am10.11.20132. Aufl.

Wasserkra. ften tatige Ingenieur sowohl fur seine ta. gliche Arbeit wie auch fur die Weiterverfolgung besonderer hydraulischer Probleme benoetigt. Auch die Literaturverzeichnisse sind von diesem Gesichts- punkt aus bearbeitet. - Im Interesse einer einheitlichen Darstellung sind Ergebnisse fremder Verfasser in der Schreibweise und mit den Formelzeichen dieses Buches wiedergegeben. Erlangen, im Mai 1957. Josef Frank Inhaltsverzeichnis Erster Teil Translatlonswellen In offenen Kanalen SeIte Einleitung . 1 1 Fortpflanzungsgeschwindigkeitdcr Schwallwellen, Beziehungen zwischen Schnelligkeit, Schwallhoehe und W&88Crmengenanderung . . . 2 1. 1 Ableitung der Formeln . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1. 2 Versuchsmassige UEberprufung der gegebenen Gleichungen 10 1. 3 Aufloesung des Schwalles in Einzelwellen . . . . . . . 12 2 Fortpflanzung der Sunkwellen. Grundlegende Beziehungen 13 2. 1 Formbestandiger Sunkkopf . 13 2. 2 Verformung des Sunkkopfes 15 3 Wellenverlauf bei Berucksichtigung der Reibung 19 3. 1 Allgemeines . . . . . . 19 3. 2 Die Methode von FAVRE 21 4 Verformung der Wellen an Querschnittsanderungen, Reflexionen, Durchdringungen . . . 30 4. 1 Allgemeines . . . . 30 4. 2 Verformung an sprunghaften Profilwechseln 32 4. 3 Verformung an allmahlichen Profilwechseln 33 4. 4 GrenzfiWe (Verengung auf Null, Erweiterung auf Unendlich) . 35 4. 5 Gegenseitige Durchdringung von Wellen . . . . . . . . . 35 4. 6 Verformung von Wellen in kurzen Einengungen oder Erweiterungen 36 4. 7 Auslauf von Wellen in Becken . . . . . . . . . . . . . 42 4. 8 Berucksichtigung der Reibung und der Sohlenneigung . . . 45 4. 9 Einfluss der Schliess- und Offnungszcit auf die Wellenhoehe . 49 5 Dampfung von SchwiWen durch seitliche UEberlaufe. 50 5. 1 Grundsatzliches. Schrittweises Verfahren 50 5. 2 Verfahren von CITRIN! . 54 5. 3 Versuche von GENTILINI 56 5. 4 Zusammenf&8SUIlg . . . 58 VI Inhaltsverzeichnis.mehr

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KlappentextWasserkra. ften tatige Ingenieur sowohl fur seine ta. gliche Arbeit wie auch fur die Weiterverfolgung besonderer hydraulischer Probleme benoetigt. Auch die Literaturverzeichnisse sind von diesem Gesichts- punkt aus bearbeitet. - Im Interesse einer einheitlichen Darstellung sind Ergebnisse fremder Verfasser in der Schreibweise und mit den Formelzeichen dieses Buches wiedergegeben. Erlangen, im Mai 1957. Josef Frank Inhaltsverzeichnis Erster Teil Translatlonswellen In offenen Kanalen SeIte Einleitung . 1 1 Fortpflanzungsgeschwindigkeitdcr Schwallwellen, Beziehungen zwischen Schnelligkeit, Schwallhoehe und W&88Crmengenanderung . . . 2 1. 1 Ableitung der Formeln . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1. 2 Versuchsmassige UEberprufung der gegebenen Gleichungen 10 1. 3 Aufloesung des Schwalles in Einzelwellen . . . . . . . 12 2 Fortpflanzung der Sunkwellen. Grundlegende Beziehungen 13 2. 1 Formbestandiger Sunkkopf . 13 2. 2 Verformung des Sunkkopfes 15 3 Wellenverlauf bei Berucksichtigung der Reibung 19 3. 1 Allgemeines . . . . . . 19 3. 2 Die Methode von FAVRE 21 4 Verformung der Wellen an Querschnittsanderungen, Reflexionen, Durchdringungen . . . 30 4. 1 Allgemeines . . . . 30 4. 2 Verformung an sprunghaften Profilwechseln 32 4. 3 Verformung an allmahlichen Profilwechseln 33 4. 4 GrenzfiWe (Verengung auf Null, Erweiterung auf Unendlich) . 35 4. 5 Gegenseitige Durchdringung von Wellen . . . . . . . . . 35 4. 6 Verformung von Wellen in kurzen Einengungen oder Erweiterungen 36 4. 7 Auslauf von Wellen in Becken . . . . . . . . . . . . . 42 4. 8 Berucksichtigung der Reibung und der Sohlenneigung . . . 45 4. 9 Einfluss der Schliess- und Offnungszcit auf die Wellenhoehe . 49 5 Dampfung von SchwiWen durch seitliche UEberlaufe. 50 5. 1 Grundsatzliches. Schrittweises Verfahren 50 5. 2 Verfahren von CITRIN! . 54 5. 3 Versuche von GENTILINI 56 5. 4 Zusammenf&8SUIlg . . . 58 VI Inhaltsverzeichnis.

Details

ISBN/GTIN978-3-642-47365-4

ProduktartBuch

EinbandartKartoniert, Paperback

Verlag

Springer

Erscheinungsjahr2013

Erscheinungsdatum10.11.2013

Auflage2. Aufl.

Seiten333 Seiten

SpracheDeutsch

Gewicht534 g

IllustrationenXI, 333 S. 242 Abb.

Artikel-Nr.30371641

Rubriken

GenreNaturwissenschaft/Umwelt/Technik

Inhalt/Kritik

Inhaltsverzeichnis

Erster Teil Translationswellen in offenen Kanälen.- 1 Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schwallwellen,Beziehungen zwischen Schnelligkeit, Schwallhöhe und Wassermengenänderung.- 1.1 Ableitung der Formeln.- 1.2 Versuchsmäßige Überprüfung der gegebenen Gleichungen.- 1.3 Auflösung des Schwalles in Einzelwellen.- 2 Fortpflanzung der Sunkwellen. Grundlegende Beziehungen.- 2.1 Formbeständiger Sunkkopf.- 2.2 Verformung des Sunkkopfes.- 3 Wellenverlauf bei Berücksichtigung der Reibung.- 3.1 Allgemeines.- 3.2 Die Methode von Favre.- 4 Verformung der Wellen an Querschnittsänderangen, Reflexionen, Durchdringungen.- 4.1 Allgemeines.- 4.2 Verformung an sprunghaften Profilwechseln.- 4.3 Verformung an allmählichen Profilwechseln.- 4.4 Grenzfälle (Verengung auf Null, Erweiterung auf Unendlich).- 4.5 Gegenseitige Durchdringung von Wellen.- 4.6 Verformung von Wellen in kurzen Einengungen oder Erweiterungen.- 4.7 Auslauf von Wellen in Becken.- 4.8 Berücksichtigung der Reibung und der Sohlenneigung.- 4.9 Einfluß der Schließ- und Öffnungszeit auf die Wellenhöhe.- 5 Dämpfung von Schwällen durch seitliche Überläufe.- 5.1 Grundsätzliches. Schrittweises Verfahren.- 5.2 Verfahren von Citrini.- 5.3 Versuche von Gentilini.- 5.4 Zusammenfassung.- 6 Behandlung der beim Kraftwerksbetrieb vorkommenden Fälle.- 6.1 Vorgänge im Oberwasser bei Entlastung (Stauschwall).- 6.11 Kurze Kanäle mit geringem Absolutgefälle.- 6.12 Lange Kanäle.- Schwallverlauf bei offener Abzweigung aus dem Fluß S. 64. -Schwingungsverlauf bei Kanälen mit geschlossenem Oberende S. 69. - Zahlenbeispiel S. 70.- 6.2 Vorgänge im Oberwasser bei Belastung (Entnahmesunk).- 6.21 Schwingungsverlauf bei offener Abzweigung aus dem Fluß.- 6.22 Schwingungsverlauf bei am Oberende geschlossenen Kanälen.- Zahlenbeispiel.- 6.3 Vorgänge im Unterwasser bei Entlastung (Absperrsunk).- 6.31 Schwingungsverlauf bei freier Einmündung in ein großes Becken.- 6.32 Schwingungsverlauf, wenn der Kanal am unteren Ende geschlossen ist.- 6.4 Vorgänge im Unterwasser bei plötzlicher Belastung (Füllschwall).- 6.41 Schwingungsverlauf bei freiem Auslauf des Grabens in ein Becken.- 6.42 Schwingungsverlauf bei abgeschlossenem Kanal.- Zahlenbeispiel.- 6.5 Gleichzeitige Abflußänderung an beiden Haltungsenden.- 6.51 Durchlaufspeicherung.- Zahlenbeispiel.- 7 Translationswellen in Freispiegelstollen. Gemischtes Regime.- 7.1 Allgemeines.- 7.2 Die einzelnen Phasen des Vorganges.- 7.21 Phase I.- 7.22 Phase II.- 7.23 Phase III.- 7.24 Schwallgeschwindigkeit in Phase II.- Schrifttum zum ersten Teil.- Zweiter Teil Wasserschlösser an Druckstollen.- A Allgemeines.- 1 Anordnung und Zweck des Wasserschlosses.- 2 Grundsätze für die Wasserschloßberechnung.- 3 Bezeichnungen.- 4 Voraussetzungen und Annahmen.- 5 Grundgleichungen, Schwingungsformen.- 6 Allgemeine Differentialgleichung, Lösungsmöglichkeiten.- B Verfahren zur Bestimmung der Schwingungsweiten, Bemessungsverfahren.- 1 Ungedrosseltes Wasserschloß mit konstanter Fläche an verlustfreiem Stollen.- 1.1 Plötzliche Entlastung.- 1.2 Plötzliche Belastungsvergrößerung.- 1.3 Lineare Belastungsvergrößerung.- 2 Ungedrosseltes Wasserschloß, Stollenverluste berücksichtigt.- 2.1 Entlastung.- 2.11 Vollständige Entlastung, konstante Wasserschloßfläche.- 2.12 Teilweises plötzliches Schließen bei konstanter Wasserschloßfläche.- 2.13 Lineare Entlastung, konstante Wasserschloßfläche.- 2.14 Schrittweise Lösung.- 2.15 Wasserschloß mit Überlauf.- Grundgleichungen S. 154. - Geschlossene Berechnung S. 154. - Schrittweise Berechnung, graphisches Verfahren S. 155.- 2.2 Belastungsvergrößerung.- 2.21 Allgemeines, Wasserverbrauch.- 2.22 Konstanter Wasserverbrauch.- 2.23 Veränderlicher Wasserverbrauch.- Wasserbedarf sinkt mit abnehmender Fallhöhe S. 161. - Wasserbedarf steigt mit abnehmender Fallhöhe (konst. Leistung) S. 164. - Linearer Anstieg des Wasserverbrauches S. 165.- 2.24 Graphisches Verfahren.- Zeitveränderlicher Wasserverbrauch bei konst. Wasserschloßfläche S. 166. - Linearer Anstieg der Leistung S. 167.- 2.3 Rhythmischer Lastwechsel.- Zahlenbeispiele.- 3 Das Kammerwasserschloß.- 3.1 Idealisiertes Kammerwasserschloß.- 3.11 Vollständige plötzliche Entlastung.- 3.12 Plötzliche Belastungsvergrößerung.- 3.2 Wasserschloß mit offenen Kammern.- 3.21 Plötzliche vollständige Entlastung.- 3.22 Belastungsvergrößerung.- 3.3 Wasserschloß mit abgetrennten Kammern.- 3.31 Obere Kammer mit Überfallschwelle, vollständige Entlastung.- 3.32 Belastungsvergrößerung, untere Kammer mit Saugschwelle und Tauchwand.- Die Saugschwelle S. 193. - Die Tauchwand S. 196.- 3.33 Plötzliche Belastungsvergrößerung, konstante Leistung.- 3.34 Allmähliche Belastungsvergrößerung von Null auf Vollast.- 3.4 Das Einkammer-Wasserschloß.- 3.41 Wasserschloß von Schüller.- 3.42 Kammer mit konstanter Fläche.- Zahlenbeispiel.- 4 Das gedrosselte Wasserschloß.- 4.1 Allgemeines über gedrosselte Typen.- 4.2 Ermittlung des Drosselwiderstandes.- 4.3 Grundgleichungen.- 4.4 Plötzliche vollständige Entlastung.- 4.5 Plötzliche Belastungsvergrößerung.- 4.51 Wasserverbrauch konstant.- Optimale Drosselung S. 221. - Beliebige Drosselung S. 221.- 4.52 Leistung konstant.- 4.6 Allmähliche Belastungsvergrößerung.- 4.61 Öffnungszeiten sind kurz.- 4.62 Langsame Vollbelastung von Null aus, wenn das Wasserschloß für Belastungssteigerung von n auf 1 entworfen ist.- 4.7 Gedrosseltes Schachtwasserschloß mit Überlauf.- 4.8 Gedrosseltes Kammerwasserschloß.- 4.9 Schrittweises Verfahren.- 4.91 Numerische Integration.- 4.92 Graphisches Verfahren.- Vollständige plötzliche Entlastung S. 227. - Belastungsvergrößerung auf konstante Leistung, veränderliche Wasserschloßfläche S. 230.- 4.10 Rhythmischer Lastwechsel.- 5 Das Differentialwasserschloß.- 5.1 Allgemeine Anordnung, Bezeichnungen.- 5.2 Wirkungsweise und Grundgleichungen.- 5.21 Belastungszunahme.- 5.22 Entlastung.- 5.3 Geschlossene Berechnung.- 5.31 Entlastung.- 5.32 Belastungszunahme.- Wasserverbrauch konstant S. 239. - Leistung konstant S. 240 - Allmähliche Belastungsvergrößerung S. 240.- 5.4 Die Sonderform von Vogt.- 5.5 Die Sonderform von Ebner.- 5.6 Schrittweise Verfahren.- 5.61 Numerische Integrationen.- Belastungsvergrößerung S. 243. - Entlastung S. 245.- 5.62 Graphisches Verfahren.- Belastungsvergrößerung S. 249. - Entlastung S. 251.- Zahlenbeispiel.- 5.71 Belastungsvergrößerung.- 5.72 Vollständige plötzliche Entlastung.- 6 Zusammenfassende Kritik der verschiedenen Wasserschloßtypen.- 7 Besondere Wasserschloßanlagen.- 7.1 Oberwasserstollen mit mehreren Wasserschlössern.- 7.11 n Wasserschlösser.- 7.12 Zwei Wasserschlösser.- Grundgleichungen S. 260. - Numerische Integration S. 260.- 7.2 Das Y-Schema mit Zwischenschacht.- 7.21 Beharrungszustand.- 7.22 Schwingungsgleichungen.- 7.23 Schrittweise numerische Lösung.- 7.3 Das Y-Schema ohne Zwischenschacht.- 7.31 Beharrungszustand.- 7.32 Schwingungsgleichungen.- 7.4 Das V-Schema (2 Stollen an gemeinsamem Wasserschloß).- 7.41 Beharrungszustand.- 7.42 Schwingungsgleichungen.- 7.43 Schrittweise numerische Lösung.- 7.5 Veränderlicher Stollenquerschnitt.- 7.6 Wasserschloß im Unterwasser.- 7.61 Allgemeines.- 7.62 Grundgleichungen.- 7.63 Geschlossene Lösungen.- Vollständige Entlastung S. 269. - Plötzliche Belastungsvergrößerung S. 270.- 7.64 Schrittweise Lösungen.- Numerische Integration S. 270. - Belastungszunahme, konstante Leistung, graphisch S. 270. - Teilentlastung bei z-veränderlicher Entnahme S. 272. - Linearer Leistungsanstieg, graphisch S. 272.- 7.7 Wasserschlösser am Anfang und Ende des Stollens.- 7.71 Schwingungsgleichungen, Ausgangsspiegellage.- 7.72 Reduktion auf das einfache Wasserschloßschema.- 7.73 Betriebliche Gesichtspunkte.- 7.8 Wasserschloß im Oberwasser eines Pumpwerkes.- 7.9 Wasserschloß im Unterwasser eines Pumpwerkes.- 7.10 Wasserschloß mit abgeschlossenem Luftraum.- 7.101 Allgemeines.- 7.102 Physikalische und gasdynamische Grundlagen.- 7.103 Beharrungszustand.- 7.104 Schwingungsgleichungen.- 7.105 Schrittweise Lösungen.- Differenzengleichungen S. 283 - Graphische Integration für Belastungsvergrößerung S. 283.- 7.106 Geschlossene Formeln.- Differentialgleichung der Schwingung S. 284. - Verlustfreier Stollen, plötzliche vollständige Entlastung S. 284. - Verlustfreier Stollen, plötzliche vollständige Belastung S. 285. - Stollenverluste berücksichtigt, vollständige plötzliche Entlastung S. 286.- 7.107 Wasserschloß im Unterwasser.- 7.108 Einfluß einer Drosselung.- 7.109 Zusammenfassung.- C Stabilität des Wasserschlosses.- 1 Allgemeines.- 2 Ungedrosseltes Wasserschloß.- 2.1 Kleine Schwingungen.- 2.11 Allgemeine Lösung.- 2.12 Stabilität des klassischen Systems.- 2.13 Berücksichtigung der Druckrohrleitung.- 2.14 Wasserschloß im Unterwasser.- 2.15 Einfluß des veränderlichen Wirkungsgrades.- 2.16 Einfluß der Reglerstatik.- 2.2 Schwingungen mit endlicher Amplitude.- 2.21 Untersuchungen von Frank.- 2.22 Untersuchungen von Jaeger.- 2.23 Untersuchungen von Evangelisti.- 3 Das gedrosselte Wasserschloß.- 3.1 Einfaches gedrosseltes Wasserschloß.- 3.2 Differentialwasserschloß.- 4 Stabilität besonderer Wasserschloßanordnungen.- 4.1 Mehrere Wasserschlösser an einem Stollen.- 4.11 Zwei Wasserschlösser, strenges Verfahren für kleine Schwingungen.- 4.12 Äquivalenzverfahren von Evangelisti für 2 Wasserschlösser.- 4.13 Äquivalenzverfahren für n Wasserschlösser.- 4.14 Einleitung von Wasserläufen in die Zwischenschächte, Äquivalenzverfahren.- 4.15 Wechselndes Stollenprofil.- Zahlenbeispiel.- 4.2 Zwei Stollen an einem Wasserschloß (V-Schema).- 4.21 Geschlossenes Verfahren. für kleine Schwingungen.- 4.22 Wasserlieferung nur aus einem Stollen.- 4.3 Wasserschloß im Oberwasser und im Unterwasser.- 4.31 Grundgleichungen.- 4.32 Geschlossenes Verfahren für kleine Schwingungen.- 4.33 Näherungsverfahren.- 4.4 Verbundbetrieb mit einer nicht schwingungsfähigen Anlage (kleine Schwingungen).- 4.5 Parallellauf zweier Anlagen mit Wasserschlössern.- 4.6 Wasserschloß mit abgeschlossenem Luftraum.- 4.7 Allgemeine Stabilitätstheorie von Evangelisti.- 4.71 Allgemeines.- 4.72 Bezeichnungen.- 4.73 Skizze der strengen Theorie, vereinfachte Betrachtung.- 4.74 Näherungsweise Berücksichtigung des Reglereinflusses.- Zahlenbeispiel.- Schrifttum zum zweiten Teil.mehr