Указания по выполнению лабораторной работы

Установка шаропилотного теодолита производится по описанию, приложенному к теодолиту.

Точка, с которой производится теодолитное визирование, выбирается в зависимости от направления ветра и длины видимой траектории дымового факела. Для повышения точности результатов желательно, чтобы угол между направлением распространения дымового факела и направлением на трубу с точки съёмки γ был возможно ближе к 90° (рис.5.2).

До начала замеров необходимо в тетради наблюдений записать место съёмки, описать погодные данные: температуру воздуха, характеристику облачности и т.д.

Замеры должны производить два человека, один из них ведёт наблюдения по теодолиту, а второй записывает наблюдаемые угловые координаты: ,,,,, … .

Прежде чем приступить к замеру угловых координат натурной траектории дымового факела, замеряет угловые координаты устья дымовой трубы и светофорных площадок.

Рис.5.2. Координаты точки съёмки

Дымовая труба в окуляре видна в перевёрнутой изображении.

Перекрестие сетки зрительной трубы наводится на устье дымовой трубы, определяются вертикальный угол , под которым с точки установки теодолита видны устье дымовой трубы, светофорные площадки, а также горизонтальные углы между дымовыми трубами.

Затем можно приступить к замеру угловых координат траектории дымового факела. Для этого необходимо зафиксировать теодолитом верхнюю и нижнюю границы дымового факела и, изменяя горизонтальный угол на 1-2°, и результаты замеров занести в табл.5.1. Схема замера траектории дымового факела с помощью теодолита показана на рис.5.5.

Одновременно с замером траектории дымового факела определяется направление ветра .

Одним из необходимых параметров для расчёта теоретической траектории дымового факела (методика изложена в [1]) является скорость ветра . Поэтому перед началом замера траектории дымового факела и после замера по секундомеру фиксируется время прохождения клубов дыма от трубы до ориентира. В дальнейшем, рассчитав расстояние от трубы до ориентира и зная время, за которое клуб дыма проходит это расстояние, можно определить скорость ветра. Ориентир при этом выбирается любой, удобный для наблюдателя. Предварительно теодолитом замеряетсяα ориентира, т.е. горизонтальный угол между направлением на трубу и ориентиром.

После окончания всех замеров следует снять теодолит со штатива, правильно закрепить его в укладке и закрыть крышкой.

Обработка результатов расчета

Для расчёта натурной траектории дымового факела необходимо определить превышение точки установки теодолита над основанием трубы, а также расстояние от точки установки теодолита до трубы.

Из технического проекта станции известны уровни как устья , м, так и всех светофорных площадок дымовой трубы, м (см. рис.5.3). На основании геометрических соотношении (см. рис.5.4) определяется превышение устья над точкой установки теодолита, м:

Рис.5.3. Уровни светофорных площадок дымовой трубы №4	Рис.5.4. Схема к определению размера дымовой трубы №4

(5.1)

где

(5.2)

здесь синус берётся в радианах.

После определения , м, находится расстояние от точки установки теодолита до трубы М, м:

(5.3)

Замерив горизонталь­ные углы между направле­ниями на дымовые трубы ,,, рассчитав расстояние до каждой из 4-х труби зная расстояние между трубами из плана станции, следует найти координаты точки съёмки (см. рис.5.2). Далее по произведен­ным замерам угловых коор­динат текущих точек тра­ектории дымового факела и рассчитанным расстояниямМ, опре­деляются линейные координаты натурной траектории дымового факела x_i и z_i (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Схема замера траектории дымового факела теодолитом

Для этого сначала определяется угол между напра­влением траектории дымового факела и направлением теодолита на те­кущую точку факела, , град:

(5.4)

где -угол между направлением распространения дымового факела и направлением на трубу с точки съемки.

Расстояние от точки установки теодолита до текущей точки тра­ектории дымового факела, м, находится из уравнения:

(5.5)

Расстояние между устьем дымовой трубы и текущей точкой дымово­го факела, м, находится так:

(5.6)

Вертикальная координата ,м, определяется следующим образом:

(5.7)

Результаты расчёта заносятся в табл.5.1.

По рассчитанным линейным координатам строится график натурной траектории дымового факела.

На график с натурной траекторией наносят и теоретическую тра­екторию факела.

Для расчёта теоретической траектории (методика изложена в [1]) необходимы следующие параметры: W - скорость выхода газов из устья дымовой трубы, м/с, и Т_г - температура газов, °К, определя­ются по режиму работы ТЭЦ (при работе всех котлов можно принимать следующий объёмный расход газов из труб ТЭЦ: для трубы № 2 – 260 м³/с, для трубы №4 - 600 м³/с); Т_в - температура воздуха, °К, определяет­ся с помощью ртутного термометра; - интенсивность турбулентности атмосферы, определяется по углу раскрытия границ дымового факела;u - скорость ветра, м/с, рассчитывается по замеренному интервалу времени τ ; D - диаметр устья дымовой трубы, м.

Для нахождения подъёма z_i ,м, теоретической траектории дымо­вого факела берутся абсциссы текущих точек x_i ,м, натурной траек­тории дымового факела.

Результаты расчётов теоретической траектории также заносятся в табл.5.1.

Таблица 5.1

По построенным графикам натурной и теоретической траектории следует сделать выводы о закономерностях распространения дымового факела.

Оценка погрешности в определении линейных координат факела производится путем сравнения полученных координат последней точки с координатами этой же точки, рассчитанными с учётом максимальной погрешности при замере угловых координат точки теодолитом.

Содержание отчета

Отчет по работе делается каждым студентом индивидуально и должен содержать схему замера траектории дымового факела, схему к определению размера , результаты замеров, расчёт линейных координатитекущих точек натурной траектории дымового факела, расчёт теоретической траектории дымового факела, график опытной и теоретической траектории дымового факела, а также выводы по работе.