Объясните принцип действия шлюзов и какое явление используется в работе шлюзов? Как работает судоходный шлюз? Сообщение о принципе работы шлюзов фонтанов
Рассказ про Волжскую ГЭС начну с судоходного шлюза.
Волжская ГЭС является средненапорной гидроэлектростанцией руслового типа. В состав основных гидротехнических сооружений входят: здание ГЭС, бетонная водосливная и земляная плотины, судоходные сооружения.
Судоходные сооружения (шлюзы, судоподъемники и др.) - предназначены для подъема или опускания судов с одного уровня воды на другой.
В составе гидроузла две шлюзовые камеры, под номерами 30 и 31.
2. Сухогруз входит в подходной канал.
3. Теплоход с туристами в одной из камер шлюза.
4. Сухогруз "Сормовский 3064" заходит в шлюзовую камеру.
5. По команде из диспетчерской он прижимается к одному из бортов шлюзовой камеры.
6. Створки камеры закрываются под наблюдением сотрудника.
7. Сотрудник шлюза смотрит, чтобы во время закрытия между створок не попал посторонний предмет.
8. Створки шлюзовой камеры закрыты. В шлюзовую камеру начинает поступать вода.
9. Через несколько минут шлюзовая камера заполняется водой.
10. Лишняя вода перетекает в водосброс.
11. Швартовочная команда сухогруза.
12. Вид с диспетчерской башни на верхние камеры шлюза.
13. Нижние камеры шлюзы.
14. Пассажирский теплоход "К.Минин" выходит из верхней шлюзовой камеры.
15. Вид на водоотводный канал нижних шлюзовых камер.
16. В здании межшлюзовой ГЭС, конструктивно являющейся частью гидроузла, но юридически не относящейся к Волжской ГЭС, установлено два поворотно-лопастных гидроагрегата ПЛ30-В-330.
17. Ворота шлюза, общий вес которых составляет 390 тонн.
За полвека здесь было осуществлено почти 423 тысячи шлюзований, через створки главных ворот прошли 950 тысяч судов. Общий объем грузоперевозок превысил 802 миллиона тонн.
Взят у dervishv в Судоходный шлюз Волжской ГЭС
Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите пишите мне - Аслан ([email protected] ) Лера Волкова ([email protected] ) и Саша Кукса ([email protected] ) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта http://bigpicture.ru/ и http://ikaketosdelano.ru
Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс , где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.
Жми на иконку и подписывайся!
«Общение» компьютеров между собой включает много устройств, и одно из них - шлюз. Это что такое? Какие существуют типы? Каков их принцип действия?
Что такое шлюз
Такое название имеет аппаратный маршрутизатор, а также программное обеспечение, что используется, чтобы соединять Обязательным условием является возможность использования протоколов разного типа (например, локального или глобального). Для распознавания используется маска шлюза. Это своеобразный идентификатор в мировой сети. Считается, что шлюз установленный, если происходит передача полезных с точки зрения пользователя данных.
Что он собой представляет
Шлюз проводит конвертацию протоколов одного типа в другой. Хорошим примером является случай, когда соединяется локальный компьютер и мировая сеть. Тогда используется сетевой шлюз. Чтобы представить аппаратный пример, предлагаю поглядеть на кое-что другое. весьма популярное и используемое устройство - это тот же аппаратный сетевой шлюз. Они могут работать со всеми популярными операционными системами. Основное, выполняемое сетевым шлюзом задание - конвертирование протоколов между разными сетями. Он может принимать, обрабатывать и отправлять пакеты. Причем может совершаться как на одном протоколе, так и на нескольких.
Шлюзы - это такие субъекты технических систем, что могут быть реализованы в виде аппаратного или программного решения, или соединены вместе (что встречается чаще всего). Но обычно под ними подразумевают приложения, установленные на роутер и/или компьютер. Шлюзы - это устройства, которые должны понимать все протоколы с передаваемыми данными. Они должны уметь шифровать и декодировать всю получаемую и отправляемую информацию. Говоря про недостатки шлюзов, следует отметить, что обычно они работают значительно медленней, чем обычные роутеры, коммутаторы и Они могут выступать узлом или конечной точкой интернета. Говоря про последние, необходимо различать хосты и шлюзы. Это очень важно. Так, первые предоставляют пользователям компьютеров веб-страницы, а вторые - соединяют разные сети. К последним относится сервер, что контролирует трафик при обмене данными между компьютерами компании и интернетом. При больших объемах шлюз обычно интегрирован с и точкой прокси. Для управления распределением и конвертацией пакетов он и объединяется с роутером. Если говорить о программном обеспечении, то оно может быть установлено как на сервер, так и на компьютер.
Функции шлюза
Он устанавливает маршруты передачи пакетов данных по различным неоднородным сетевым интерфейсам. Также он может проводить локализацию всего обрабатываемого трафика. Может быть шлюз подсети, или канала передачи данных. Также есть ещё специфическая функция, которая пока не получила широкого распространения. Сейчас разговор про голосовой шлюз. Он необходим, чтобы передавать звуковой трафик. Голосовой шлюз используется в телефонах.
Принцип работы
Как же всё происходит? Шлюзы - это устройства, что могут работать на всех популярных операционных системах. Просмотрим путь данных он момента, когда пользователь нажал на кнопку «Отправить». Сначала проводится объяснение с помощью машинных языков, что от компьютера требует. Потом вся информация кодируется двоичным кодом. Она разбивается на пакеты данных. Каждый из них содержит информацию, частью чего он является и куда ему надо. Проводится шифрование. Затем проводится определение маршрута, и пакеты данных отправляются к получателю. Когда они приходят в место назначения, тогда происходят вышеописанные процессы в обратном порядке, за тем исключением, что проводится дешифрование. То есть данное устройство работает как шлюз-роутер. А теперь давайте рассмотрим, какие существуют типы шлюзов.
Шлюз по умолчанию
В протоколах так называется адрес, куда отправляется весь трафик, для которого невозможно проложить маршрут. За это свойство его также называют шлюзом последней надежды. Чтобы определить, куда необходимо передавать данные, используется специальная таблица маршрутизации. Если определить конечную цель не предоставляется возможным, то они передаются именно на него. Применение шлюзов последней надежды нашел в сетях, где хорошо выражены центральные маршрутизаторы, в их клиентских сегментах, а также просто небольших по размеру. В таблице он задан такой записью: «сеть 0.0.0.0 с маской 0.0.0.0». Настройка шлюза этого - дело не сложное (обычно он конфигурируется при установке драйверов).
Шлюз вызова
Забегая наперёд, сообщу, что он не используется в IDT. Характерной особенностью данного шлюза является то, что у него есть поле WC. Поэтому является возможной передача сразу 2 5 =32 слов процедуре, что вызывается через стек.
Шлюз задачи
Важным его преимуществом является универсальность - он может работать во всех трёх дескрипторных таблицах. Но здесь не используются поля смещения, поэтому они могут принимать любое значение. Также в качестве сегмента здесь нашел применение TSS. Настройка шлюза, несмотря на его универсальность, - не самое легкое дело.
Шлюз прерывания
Применяется исключительно в IDT. Он может сбрасывать флаг прерывания IF при вхождении в процедуру обработки. Поскольку предыдущее значение регистра всегда сохраняется в стеке, то когда происходит выход из выполняемой задачи, он принимает исходное положение. Важным преимуществом является то, что данный шлюз может обрабатывать часть прерываний, которые происходят в режиме CLI.
Шлюз ловушки
Он тоже применяется исключительно в IDT. Одновременно ему присвоено звание самого простого шлюза. Так, когда поступают прерывания, то он переходит на процедуру обработки. Если надо, то может даже производиться переключение стека. Давайте детально рассмотрим один из представленных в статье образцов.
Дополнительные возможности использования шлюзов по умолчанию
В целом, что они собой представляют, и какую роль играют в передаче данных? Выше была обрисована только одна возможность, но и она не даёт полноценного представления, что и как. Так, шлюз за умолчание позволяет упрощать координацию трафика. Каким образом? Для этого он пересылает все получаемые данные на центральные маршрутизаторы, которые могут видеть более «объемную» картину, и соответственно - у них большие шансы найти получателя. Также необходимо учитывать, из чего составлена рабочей станции. Так, в ней есть петли, локальный сетевой сегмент и собственно шлюз по умолчанию. Роль последнего - получать весь трафик, с которым не разобрались два первых получателя. Когда несколько приборов или единиц техники подключено к одному маршрутизатору, то использование шлюза по умолчанию - это единственная доступная форма указания адресов для данных. При использовании нескольких соединений эта форма обмена данными теряет своё значение. В таком случае проводить настройку шлюза за умолчанием необязательно.
Почему у него такое название
Как так вышло? Следует заметить, что применение разнится в зависимости от сферы, хотя разницы в функционале никакой нет. Термин «шлюз за умолчанием» применяют на рабочих станциях. Его использование в данных случаях является штатным режимом работы данной единицы техники. Термин «шлюз последней надежды» применяют относительно маршрутизаторов, где возникновение такой ситуации считается не нормальным, поскольку это устройство всегда должно знать, куда необходимо доставить пакеты информации.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что тема шлюзов является чрезвычайно ёмкой. Если взяться описывать детально, что и как по отношению к ним, то даже самый малый текст превысит по своим размерам данную статью. Но такой подробный уровень изложения всё же не нужен простым пользователям и даже тем, кто их настраивает. Понадобиться данная информация может, только если человек сам желает разрабатывать подобное устройство, но тут уже материала необходимо написать на целую книгу.
Знаете ли Вы как работает шлюз? Как и многие, в общих чертах, я тоже имел представление и даже пару раз проходил шлюзование, находясь на борту метеора. А на прошлой неделе удалось познакомиться с этим процессом поближе и рассмотреть и зафиксировать его с различных point view. Предлагаю и Вам, в начале рабочего дня, сделать небольшую паузу и прогуляться по Нижегородскому шлюзу:
#2. Напомню, что шлюз - это такой лифт для судов, который обеспечивает переход кораблей из верхнего бассейна в нижний. Сейчас мы находимся на входе в шлюзовую камеру со стороны верхнего бассейна:
#3. Одно грузовое судно только что благополучно прошло шлюзование и пошло вверх по Волге:
#4. Но вернемся к шлюзу. Здесь как раз видна разница перепад воды:
#5. Итак. Снизу идут суда, которые нужно поднять и отправить дальше вверх по реке. Для этого, со стороны верхнего бассейна (там где уровень воды выше), ворота закрываются. Из шлюза откачивается вода, чтобы уровень воды в шлюзе и нижнем бассейне сравняются:
#6. Как только уровень сравнялся, открываются нижние ворота шлюза:
#7. И судно заходит в шлюзовую камеру:
#8. Часть персонала в это время спокойно отдыхает
#9. Судно максимально близко подходит к стенке шлюза и в обязательном порядке швартуется
#10. В целях оптимизации, шлюз в "набивают" несколько судов. Первое судно почти готово:
#11. Всем процессом управляют вот из этой башни, давайте пройдем внутрь и посмотри что там:
#12. Неизвестно какого года лифт, в котором двери открываются\закрываются в ручную:
#13. Кстати, вот макет Нижегородского шлюза. Данный шлюз состоит из двух камер, которые работают независимо друг от друга. В левой открыты верхние ворота, а в правой наоборот нижние:
#14. Главный пульт управления шлюзом:
#17. Отсюда мы выходим на "капитанский мостик"
#18. Отсюда можно визуально наблюдать за процессом:
#19. А тем временем в наш шлюз уже зашло ах три судна и нижние ворота начинают закрываться
#20. Как только ворота закрылись, в шлюзовую камеру начинает закачиваться вода, чтобы выравнять уровень воды с верхним бьефом. Весь процесс занимает примерно 20 минут
#21. Как только будет достигнут нужный уровень, эти металлические ворота будут опущены вниз
#22. Механизм для подъема\опускания верхних ворот:
#23. Еще несколько секунд и ворота полностью уйдут вниз под воду:
#24. После этого капитан получает разрешение покинуть шлюз. Общение между капитаном и сотрудником шлюза проходит по рации, на специальной волне
#25. Вообще на шлюзование есть очередь и ждать пока тебя поднимут или опустят можно несколько часов, но пассажирские суда имеют приоритет и их всегда пропускают вперед. Этот теплоход сейчас будет опускаться. Процесс тут обратный: судно заходит с верхнего бассейна, верхние ворота закрываются, вода из шлюза откачивается, открываются нижние ворота и теплоход выходит:
#26. Когда поднимаются верхние ворота, то на них может задержаться рыба. Ту, что побольше сотрудники забирают с собой
#27. А мелкую выкидывают обратно в реку
#28. Добавить в друзья
и следите за новыми фотоотчетами с территорий, куда посторонним вход воспрещен:)
Кстати, пока вы читаете этот пост, мы отправляемся на еще один шлюз, который находится на Чебоксарской ГЭС
Вам слово:
Да, забыла написать, процесс прохода через шлюз абсолютно бесплатный как для больших судов, так и для небольших яхт.
Вам приходилось проходить через шлюз?
Для репоста или лайка используйте кнопки:
Подписались на обновления? [
Судоходный шлюз - гидротехническое сооружение на водных путях для обеспечения перехода кораблей из одного водного бассейна в другой с различными уровнями воды в них. Например, из водохранилища в реку. Посмотрим, как проходят шлюз большие корабли.
1. Это Волжская ГЭС. В составе гидроузла здесь есть две шлюзовые камеры. Вот сухогруз входит в подводной канал
2. Сухогруз «Сормовский 3064» заходит в шлюзовую камеру
3. По команде из диспетчерской он прижимается к одному из бортов шлюзовой камеры
4. Створки камеры закрываются под наблюдением сотрудника
5. Сотрудник шлюза смотрит, чтобы во время закрытия между створок не попал посторонний предмет:
6. Створки шлюзовой камеры закрыты. В шлюзовую камеру начинает поступать вода
7. Через несколько минут шлюзовая камера заполняется водой
8. Лишняя вода перетекает в водосброс
9. Швартовочная команда сухогруза
10. Вид с диспетчерской башни на верхние камеры шлюза
11. Нижние камеры шлюзы
12. Пассажирский теплоход «К.Минин» выходит из верхней шлюзовой камеры
13. Вид на водоотводный канал нижних шлюзовых камер
14. Ворота шлюза, общий вес которых составляет 390 тонн. За полвека здесь было осуществлено почти 423 тысячи шлюзований, через створки главных ворот прошли 950 тысяч судов. Общий объем грузоперевозок превысил 802 миллиона тонн
На этот раз не будет аналитики и проблемных вопросов, а будет таймлапс, анимация и куча фото про то, как устроены и как работают шлюзы на наших многочисленных водохранилищах.
, я уже рассказывал. Сейчас подробно посмотрим, как суда преодолевают немаленькие пороги возведённых плотин, чтобы попасть вверх или вниз по течению.
Посмотрите вид на Чебоксарскю ГЭС и шлюзы:
Почему шлюзы строились одновременно с плотинами, понятно.
А знаете ли вы, что сегодня во многих местах сами шлюзы и ГЭС вместе с плотиной принадлежат разным ведомствам?
ГЭС - РусГидро, а шлюзы - Росморречфлоту. Вот такая ирония приватизации.
Впрочем, что это я? Обещал без отступлений!
Тогда давайте сначала смотреть видео, а потом уже - детали на фотографиях.
Перед тем скажу только, что на шлюзы обычно экскурсий не водят, поэтому предоставленную возможность пришлось использовать на полную катушку - поставил старый Canon S3 IS над пропастью и начал таймлапс снимать:
Ну а потом ещё взял свою систему моделирования и сделал модель шлюза с анимацией, чтобы показать на модели, как ворота закрываются, откуда вода течёт и всё такое.
Ибо что такое шлюз? Это тот же бассейн из классической задачи по арифметике: в одну трубу вливается, в другую выливается. Ничего сложного!
Обратите внимание, что на речных шлюзах не требуется никаких насосов: вода наполняет шлюзовую камеру или вытекает из неё сама, стоит только открыть задвижки.
А вот на каналах, проходящих через водоразделы (как канал имени Москвы), насосы нужны (хотя не обязательно на самих шлюзах).
Математическая модель этого "бассейна" чуть посложнее двух труб: кроме них, ещё ведь корабликом и воротами управлять надо. И вода чтобы в трубах текла:
Что? Язык незнакомый? Ну это нормально! ;)
Всё-всё-всё, больше не буду забивать голову премудростями. Просто смотрим видео и всё увидим сами.
Правда, вмонтированная (для красоты) фотография пульта управления шлюзом - от Нижегородской ГЭС, но, думаю, наши меня за это простят! :)
Ну а теперь фотоподробности.
Что крыша машинного зала Чебоксарской ГЭС одновременно является мостом через Волгу:
Поэтому чебоксарцы и гости столицы обычно видят нашу ГЭС из окна автомобиля, а в лучшем случае (если остановиться перед мостом) примерно так:
Чтобы видеть всю красоту и мощь гидротехнического сооружения, надо подняться на гору к роще.
Туда мы в детстве приезжали на велосипедах, чтобы посмотреть на великую стройку и испытать радость труда ("это такое чувство, которое испытывает поэт, глядя на строящуюся плотину")
.
Ну или взобраться на Башню управления шлюзами - именно там и стоял мой фотоаппарат на штативе:
Кто забыл или в первый раз - по клику мыши фото открывается в большом размере!
Это был вид сверху. А вот сама Башня, вид снизу:
Как выглядит сей Центр?
Пульт управления немудрёный и не особо современный (но здесь этого достаточно - не аэропорт же):
Есть и ещё одна интересная система. На них видно все суда, идущие по Волге вверх и вниз (все, у которых есть ГЛОНАСС/GPS и специальные средства передачи данных).
На экране виден синий трек очередного теплохода. Мы хотели его подождать, но так и не дождались - он был далеко и шёл медленно:
Собственно, в скорости и есть основной недостаток водного транспорта. Скоропортящиеся продукты на барже не повезёшь.
Зато очень удобно везти строительные материалы. То, что сегодня их возит по автодорогам армия Камазов - просто преступление против экологии, да и здравого смысла. И нас не покидает надежда, что водный транспорт будет, в конце концов, восстанавливаться и развиваться.
Посмотрите на заглавное фото или вот на эту красивую баржу, которая входит в шлюзы Нижегородской ГЭС - какая грузоподъёмность! Чтобы перевезти столько груза Камазами из одного волжского города в другой, надо сжечь цистерны топлива и разбить сотни километров трассы...
Стоп. С разбитой трассой всё понятно, а вот с цистернами топлива? Впрочем, КПД всего судна по грубым прикидкам составляет всего 3%. Так что нынешние технологии водного транспорта существенно проигрывают грузовому транспорту (суммарный КПД около 8%) - и ещё более - железнодорожному. Поэтому пока забудьте всё, что я говорил абзацем выше - здесь требуется отдельная тема для анализа и сравнения!
А пока Волга, увы, довольно пустынна:
Но давайте не будем отвлекаться и продолжим знакомство с работой шлюза.
Вот для полноты картины вид "в пропасть" с Башни:
На первом фото была сдвоенная баржа, которая заняла весь шлюз.
А тут будет всего один маленький кораблик:
Каждому судну диспетчер шлюза указывает место, которое ему нужно занять в шлюзе - номер рыма для швартовки, а капитану большого корабля помогают следить за положением такие указатели:
Кораблик швартуется к рымам - большим поплавкам, которые ходят по рельсам в нишах стен шлюзовой камеры, поднимаясь и опускаясь вместе с водой и судном:
Наш кораблик идёт вниз, поэтому теперь необходимо закрыть верхние ворота.
На большинстве шлюзов Волжско-Камского каскада они сделаны в форме подъёмной стены:
Обратите внимание на едва показавшиеся из воды "зубцы" - это неподвижное основание, укреплённая стена, которая помогает воротам выдерживать напор громадной массы водохранилища.
Посмотрите, какое маленькое расстояние от них до верхней границы воды (4 метра)!
Судно с осадкой больше 3,6 м здесь просто не пройдёт (40 см - необходимый по регламенту запас). А если из-за маловодья, какое имело место этим летом, уровень воды в водохранилище чуть понизится, то и более мелкие суда уже не смогут пройти.
На Чебоксарской ГЭС такое жёсткое ограничение возникло из-за того, что уровень водохранилища не поднят на проектную высоту. На проектной отметке 68 метров ворота надо будет немного приподнять, но порог станет уже 6 м, что гарантированно хватит для всех волжских судов.
Верхние ворота вблизи:
Здесь мы видим рабочие и дублирующие их аварийные ворота одновременно (шлюз полностью заполнен водой).
Аварийные ворота нужны на случай выхода из строя или планового ремонта рабочих ворот.
Когда нет шлюзующихся судов, можно проводить регламентные работы по техобслуживанию механизмов, что мы сейчас и видим.
С помощью теодолита производится контроль прогиба ворот:
Только представьте, эта железная громадина всё-таки ощутимо прогибается под давлением воды в водохранилище - до 1,5 см аварийные и меньше сантиметра рабочие ворота!
Подъёмный механизм у ворот гидравлический:
Маслонасосы для обслуживания верхних ворот:
В шлюзах всегда много птиц:
Потому что здесь удобно подбирать рыбу, которая остаётся на поднимающихся из воды воротах:
Перейдём к нижним воротам.
Опять же на большинстве волжских шлюзов они сделаны в виде громадных двустворчатых дверей:
В закрытом состоянии двери сходятся под заметным углом, чтобы противостоять напору воды в шлюзовой камере:
На Чебоксарской ГЭС предусмотрены специальные меры, чтобы вытекающая из шлюзовой камеры вода не размывала берег. Часть сливается из-под ворот (бурлящая вода на снимке), а часть - далеко от шлюза и от берега - к середине Волги:
Чтобы избежать волн при наполнении шлюзовой камеры, здесь также предусмотрены специальные меры - сложная распределительная система, гасящая скорость потока воды и равномерно распределяющая его по шлюзу. Снаружи видна часть этих специальных камер. Они остались недостроенными, потому что тогда решили не поднимать воду до проектной отметки. Сейчас, если подъём всё-таки будет, придётся достраивать:
Наконец, вода из шлюза выпущена, можно открывать нижние ворота:
Посмотрим внимательно в окрестности нижних ворот:
Прямо под мостом, над аварийными воротами, видны рельсы, которые как будто обрываются в пропасть. Они использовались при строительстве, да и сейчас могут быть использованы - только нужно опустить большую балку, которая видна слева вверху, прямо под мостом - это не что иное, как подвижный пролёт железнодорожного моста. Он ляжет поперёк шлюза, и рельсы будут продолжены!
Что ещё интересного можно увидеть?
Например, хоздвор между шлюзовыми камерами:
И немного брутальных конструкций на закуску:
А вот и баржа выходит из шлюза:
