Расчет температуры воды по длине нижнего бьефа гидроузла

Методика аналитического расчета изменения температуры воды по длине нижнего бьефа (t) разработана наиболее детально в работах А. И. Пеховича [30] и справедлива при следующих основных допущениях: разность температур по глубине и ширине потока мала вследствие больших значений коэффициентов турбулентного перемешивания; распределение температуры по глубине и ширине потока считается равномерным; основное изменение температуры происходит по длине потока (одномерная тепловая задача) в условиях квазистационарности.

С учетом перечисленных допущений изменение t, полученное на основе решения дифференциального уравнения теплового баланса движущегося отсека жидкости (6.1) для установившегося гидравлического режима и постоянных морфометрических характеристик русла, имеет вид:

t= (t_НБ — J_э) Чexp (-a₁ЧbЧx/ (c_вr_в Q)) +J_э, (1.6).

где с_в,r_в - теплоемкость и плотность воды при наблюденной температуре; a₁ — коэффициент теплообмена воды с воздухом, J_э — эквивалентная температура воздуха, b — ширина потока в нижнем бьефе, x — координата по длине потока (начало оси координат у ГЭС).

Температура воды, поступающая в нижний бьеф из водохранилища t_НБ, в том числе при поверхностном селективном водозаборе, может быть определена, исходя из распределения температуры воды по глубине на участке водохранилища, соответствующем средней по длине водохранилища толщине транзитного потока у плотины. Значение t_НБ является начальным условием для проведения прогностических расчетов ледотермического режима в нижнем бьефе гидроузла; граничными условиями являются условия теплообмена воды с воздухом и грунтом ложа.

Расчет температуры воды в потоке под ледяным покровом без учета влияния диссипации механической энергии на температуру воды можно осуществлять по формуле для средней по глубине температуры:

t_ср= (t_кр — S_д/a₂) Чexp (-a₂ЧbЧx/ (c_вr_в Q)) + S_д/a₂, (1.7).

где t_кр — температура воды у кромки льда, a_2 — коэффициент теплоотдачи от воды ко льду.