История развития гидротехники

4) разработка проекта натурных наблюдений за работой гидросооружений в процессе строительства и эксплуатации с перечнем критериев безопасности, сценариев потенциально возможных аварий и определение зон их влияния и др.;

5) декларация безопасности гидротехнического сооружения, утвержденная в органах надзора за безопасностью гидротехнических сооружений. Гармонизация - системная методология проектирования гидросооружений [1].

При проектировании гидротехнических сооружений необходимо учитывать их сложное взаимодействие с основанием, водной и воздушной средами; при строительстве и эксплуатации сооружений возникает множество научно-технических, производственно-экономических и социально-экологических проблем, рассмотрение и выбор путей, решения которых должно находить отражение в проекте. Успешное строительство гидросооружений и их надежная эксплуатация определяются тем, как в процессе проектирования удалось осуществить совместимость сооружения с окружающей средой, насколько экономичны и надежны сооружения.

В настоящее время проектирование сложных технических систем ведется на основе системного подхода (системотехники), базирующегося на методе дедукции (от целого к частному), согласно которому всякая сложная техническая система рассматривается во взаимодействии с окружающей средой, представляемой в свою очередь, в виде комплекса систем, связанных между собой и технической системой различными видами отношений (связей).

С позиций системотехники влияние на окружающую среду крупных гидроузлов, портов, каналов, систем орошения или осушения, можно представить в виде систем планетарного уровня обобщения или как схему полного окружения.

Природное окружение гидросооружений состоит из биосферы и антропосистемы. а искусственное окружение представляет собой техносферу. Это окружение живет под влиянием все пронизывающих и связующих космических процессов, определяющих многие климатические, геологические, биологические и социальные процессы [2].

Список литературы

1. Вяхирев Р.И., Никитин Б.А., Мирзоев Д.А. Обустройство и освоение морских нефтегазовых

месторождений. Москва: Академии горных наук, 1999.

2. Бородавкин П.П. Морские нефтегазовые сооружения. Москва: Недра, 2006.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГИДРОТЕХНИКИ Лобанова Т.А.1, Грибов П.А.2

1Лобанова Татьяна Александровна — студент, кафедра механики грунтов и геотехники, факультет гидротехнического и специального строительства;

2Грибов Павел Александрович — студент, кафедра строительства объектов тепловой и атомной энергетики, факультет теплоэнергетического строительства, Московский государственный строительный университет, г. Москва

Аннотация: в статье анализируется проектирование гидротехнических сооружений. Гидротехника в самом начале развития использовалась для целей ирригации. С XIX века и по настоящее время гидротехника - обширная область техники, включающая в себя строительство и эксплуатацию сооружений для ряда отраслей-водопотребителей и отраслей-водопользователей, среди которых наиважнейшим является производство электрической энергии на гидравлических электростанциях. Кроме того, гидротехника ведёт также борьбу с водой как разрушительной стихией, предотвращает наводнения, размыв берегов рек и морей волнами и течениями.

Ключевые слова: гидростроительство, проектирование, сооружение, структура, проект.

Гидроэлектростанция не только гидротехническое сооружение, но и предприятие по производству электрической энергии.

Как предприятие-производитель электрической энергии гидроэлектростанция снабжена основным оборудованием - гидротурбинами, гидрогенераторами, распределительными

устройствами (РУ) и линиями электропередачи (ЛЭП). Рассмотрим схематично историю развития оборудования гидроэлектростанций.

Ирригация положила начало многим замечательным открытиям. Изобретатель рычага и автор знаменитого закона Архимед (287-212 гг. до н.э.) предложил первый насос - червячный винт. Известный математик Герон из Александрии (умер в 70 г. до н.э.) изобрел первый теодолит (прибор для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов). Нивелир (прибор для определения высот точек земной поверхности относительно некоторой избранной точки) появился еще раньше: первый гидронивелир - канава, заполненная водой. Римскому инженеру Ктесибию (около 100 г. до н.э.) приписывается изобретение нагнетательного насоса. Великому художнику и ученому Возрождения Леонардо да Винчи - изобретение шлюза (сооружение для подъёма, опускания судов с одного уровня воды на другой) со створными воротами (1495 г.). Первые шлюзы с опускными воротами появились несколько раньше. Одни исследователи считают, что первый шлюз был построен в Нидерландах, другие полагают, что первый шлюз построили в Милане в 1438 г. итальянцы Филиппо из Модены и Фиорованти из Болоньи, чтобы доставить камни для строительства знаменитого Миланского собора. В Китае считают, что у них первые шлюзы появились на 600 лет раньше, чем в Европе.

Использование воды как источника энергии началось двумя тысячелетиями позже, чем для ирригации. Первая водноэнергетическая установка - водоподьемное колесо (первичный двигатель с вращательным движением рабочего органа - ротора (колеса), преобразующий в механическую работу энергию подводимой воды), была впервые описана в конце первого века до н.э. римским инженером Ветрувием. Поначалу водяное колесо использовалось только в мукомольном деле. В средние века водяное колесо (впоследствии гидротурбина) стало универсальной энергетической установкой. Великий математик и механик Леонард Эйлер в 1750-1754 гг. существенно усовершенствовал водяное колесо, расположив его горизонтально и поместив в камеру со специальным подводом воды, таким образом, создав прообраз современной гидротурбины. Первые промышленные гидротурбины были изобретены лишь в XIX веке французскими инженерами Фурнейроном и Бурденом (1827 г.). Дальнейшее совершенствование конструкций гидротурбин связано с именами американских инженеров А. Пельтона и Д. Френсиса. В 1847 г. Френсис изобрел радиально-осевую (в рабочем колесе поток воды имеет сначала радиальное, а затем осевое направление), а в 1889 г. Пельтон - ковшовую гидротурбину (вода на лопасти (ковши) рабочего колеса поступает через сопла по касательной к окружности, проходящей через середину ковша). Поворотно-лопастная гидротурбина (имеет двойное регулирование мощности одновременным поворотом лопаток направляющего аппарата и лопастей рабочего колеса) была изобретена австрийским инженером Каштаном в 1920 г. [1].

В девятнадцатом веке гидротурбины нашли применение лишь как источник получения механической энергии и только вблизи водотоков. Девятнадцатый век был веком пара. Созданная в восемнадцатом веке паровая машина, изобретение которой приписывают Томасу Ньюкомену (1712 г.), И.И. Ползунову (1766 г.), Джеймс Уану (1769 г.), стала энергетической основой промышленной революции. Изобретение Робертом Фултоном парохода (1807 г.) и Джорджем Стефенсоном паровоза (1814 г.) закрепили повсеместно господство пара как источника получения механической энергии.

Веком электричества стал век двадцатый, после того, как во второй половине XIX века появились зачатки третьего главного элемента электростанции - электрогенератора. Теоретические основы электротехники были разработаны Майклом Фарадеем. В 1821 году Фарадей сформулировал идею электродвигателя, а в 1831 году - электрогенератора. Основные технические усовершенствования генератора связаны с именем американского изобретателя Томаса Альвы Эдисона (1882 г.). Сочленение паровой турбины с электрогенератором позволило создать агрегат под названием турбоагрегат, а с гидравлической турбиной -гидроагрегат и соответственно их электрогенераторы - турбогенератор и гидрогенератор.

Электрическую энергию необходимо было не только произвести, но и передать на большое расстояние. Высоковольтная передача электрической энергии постоянного тока на большое расстояние (57 км) впервые была осуществлена во Франции в 1882 г. Марселем Депре и в Англии Ферранти в 1889 г. (на напряжении 10 тыс. Вольт). Еще раньше (1874-75 гг.) русский электротехник Ф. Пироцкий впервые передал электрическую энергию на расстояние 1 км. Но распространение передача электроэнергии получила лишь после того, как был изобретён трёхфазный переменный ток (см. гл. 6). Однако недостаточно было только передать электроэнергию, её необходимо было ещё распределить между потребителями. Потребность в распределении появилась сразу же, как только трёхфазный ток был востребован массовым потребителем.

К концу девятнадцатого века возникли четыре основных элемента, без которых невозможна гидроэлектростанция: плотина, гидротурбина, гидрогенератор, распределение и передача электроэнергии по высоковольтным линиям электропередачи [2].

Список литературы

1. Бекаев Л.С., Марченко О.В., Пинегин С.П. и др. Мировая энергетика и переход к устойчивому развитию. Новосибирск: Наука, 2000.

2. Михайлов Л.П. Малая гидроэнергетика М.: Энергоатомиздат, 1989.

СВЕДЕНИЯ ОБ АГРЕССИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СРЕД Ильин И.С.1, Карпик Д.С.2, Никифоров Э.А.3, Бардин Е.С.4

1Ильин Илья Святославович — студент;

2Карпик Дмитрий Сергеевич — студент, кафедра металлических и деревянных конструкций;

3Никифоров Эдуард ААлександрович — студент;

4Бардин Евгений Сергеевич — студент, кафедра технологии и организации строительного производства, факультет промышленного и гражданского строительства, Московский государственный строительный университет, г. Москва

Аннотация: в статье анализируются сведения об агрессивности эксплуатационных сред. Ответственный руководитель организации, производящей обследование ПЗ и С, в зависимости от поставленных задач, должен оценить полноту и достоверность предъявленных ему сведений по эксплуатационной среде и в случае необходимости потребовать проведения дополнительных исследований. Ключевые слова: заказчик, здание, конструкция, строительство.

Заказчик обязан предоставить по требованию специализированной организации-исполнителя работ необходимые сведения по агрессивности эксплуатационных сред.

Учет влияния температуры и относительной влажности наружного воздуха на ПЗ и С производится по данным местных метеостанций.

Выявление закономерностей распределения температур и влажности воздуха по объему помещения производится с помощью средств измерений. Поперечные сечения зданий, в которых производятся измерения, выбираются с учетом возможного влияния работающего технологического оборудования, систем вентиляции и аэрации зданий.

Результаты измерений сопоставляются с нормативными значениями температуры и относительной влажности воздуха в помещении. При этом следует учитывать результаты измерений, проведенных ранее эксплуатационным персоналом.

Специализированная организация в ходе обследования определяет объемы и глубину повреждения строительных конструкций ПЗ и С с учетом вида агрессивности среды, намечает участки и контролирует отбор проб материалов из конструкций, выполняет анализ представленных заказчиком сведений по среде и материалам, определяет достоверность и достаточность этих сведений, при необходимости выполняет вместе с заказчиком дополнительные контрольные измерения и на основании сопоставления результатов намечает мероприятия по повышению надежности ПЗ и С и оздоровлению эксплуатационной среды.

Измерения загазованности и запыленности воздуха в необходимых случаях следует производить по возможности одновременно с измерениями его температуры и влажности.

Отбор проб материалов, золы и пыли из дымовых труб, газоходов, бункеров и других спецсооружений следует производить при вскрытии их внутренней поверхности в характерных точках (с разным температурно-влажностным режимом среды, ее давлением и т.п.). Количество этих точек должно быть сведено к минимуму, но не менее трех, и перед началом работ согласовано с заказчиком.