Техника - молодёжи 1983-05, страница 9

плотины которых достигают высоты 100 м и выше, проблема сброса воды очень и очень непроста.

Дело в том, что при движении воды с большой скоростью возникает разрушительное и коварное явление, которое называется кавитацией. Она особенно ярко проявляется именно в высоконапорных гидроузлах, где мощный поток, сбрасываемый в водосборных туннелях, как бы рвется, и в местах его разрыва образуются пустоты — «кави-тационные пузырьки». Попадая в зону повышенного давления, они «захлопываются» — возникают микроудары. Не следует думать, что если эти удары «микро», то они безобидны. Ведь пузырьков мириады, столько же и ударов. Именно в них и заключается основная разрушительная сила, способная пробить даже облицовку туннеля.

Наиболее распространенный способ борьбы с кавитацией в гидротехнике, разработанный в НИС Гидропроекта, — аэрация пристенного потока, то есть искусственное введение в него воздуха. Почему при-

Авторы изобретения Л. А. Золотое, Р. С. Гальперин, Г. Н. Цедров, Н. Н. Розанова задались целью изменить прямолинейное направление потока, при котором агрессивность кавитации наибольшая, закрутить его, прижать к стенке, направить как бы по спирали. Конструкторы Гидропроекта В. К. Комаров, В. П. Сумина совместно с научными работниками изобрели специальное водосбросное устройство. Действующая гидравлическая модель, сделанная из прозрачного органического стекла, дает яркое представление о том, как закручивается поток.

Три подводящие трубы — каждая под соответствующим наклоном — врезаются в водоводы. На их внутреннюю цилиндрическую поверхность и направляется под напором поток. Он сразу как бы прилипает к стенке водовода, закручивается. Это и понятно — в действие вступают центробежные силы. Около стенки, таким образом, создается зона повышенного давления, неблагоприятная для образования

стенного? Да потому, что именно здесь из-за трения создаются благоприятные условия для образования «кавитационных пузырьков». Введенный в воду воздух меняет эти условия, придает ей большую упругость. Однако такой способ не всегда можно применять. И вот недавно в НИС, работая над этой проблемой, предложили более надежный и простой способ борьбы с кавитацией.

«Закрутка» — так для краткости называют и сам принцип закрученных потоков, и модель, на которой он демонстрируется, — поразила нас своей наглядной убедительностью. Невольно вспомнились слова, услышанные как-то с трибуны одного научно-технического совещания: «Поезжайте в научно-исследовательский сектор Гидропроекта, там увидите удивительное по своей простоте изобретение».

«кавитационных пузырьков». Здесь эти грозные предвестники разрушения не появляются. Но ведь поток неоднороден. В центре его давление значительно падает — условия для возникновения здесь кавитации сохраняются. Чтобы не допустить этого, в центр потока вводят воздух, аэрируют его. Точнее, он сам засасывается в это разреженное пространство, стоит его сюда подвести.

Но предотвратить кавитацию — это значит решить только одну проблему. А как быть со второй, не менее важной, — гашением энергии потока? Конечно, часть ее уходит на трение. Но только ^часть. А как погасить ее максимально? «Закрутка» дала ответ и на этот вопрос.

Инженерам пришла мысль: а что, если соединить два закрученных потока, которые, взаимодействуя,

должны гасить энергию друг друга? Соединили и оказались правы. На модели хорошо видно, как два потока, только что бушевавшие в водоводах, слившись воедино, утихают и спокойно продолжают свой путь. При этом скорость потока уменьшается в три раза — с 60 до 18—20 м/с. Соответственно уменьшается и разрушительная сила его воздействия на внутренние стенки туннелей.

Как обстояло дело до применения «закрутки»? На Нурекской ГЭС, например (высота плотины 300 м, скорость водосбросного потока 43 м/с), для уменьшения кавитационных разрушений водосбросы расположили в пять ярусов. Это, естественно, потребовало не только дополнительных материальных

средств и трудозатрат, но и удлинило сроки строительства.

Когда хотят оценить эффективность оригинального технического решения, прежде всего приводят цифры, характеризующие экономическую целесообразность его применения. Так вот, в данном случае эффект, исчисляемый в миллионах рублей, прежде всего будет получен за счет того, что в проекте Рогун-ской ГЭС (по сравнению с проектом Нурекской) сокращено число водосбросных ярусов с пяти до двух.

Впервые примененная на Рогун-ской ГЭС, «закрутка», несомненно, будет широко использована и на других высоконапорных гидроузлах.

Старший лаборант комсомолка Е. ИЛЛАРИОНОВА регулирует открытие затворов туннелей модели закручивающего устройства вихревого водосброса.