книги / Примеры расчета элементов речных водозаборных сооружений

Подача

Само-

Потери напора 11 , М

вса-

Потребный

0 ,

вертик.

про-

напоры

м3/с

теч.

стояке

мывн.

трубе

сыв.

Ноп .М

трубе

трубе

трубе

0.7

0.071

0.015

0.162

2.279

0 . 1 0 1

1 0 . 8 6 8

1 . 0

0.142

0 . 0 2 0

0.331

4.652

0.206

13.596

1.3

0.240

0.050

0.559

7.862

0.348

17.309

1.52

0.328

0.068

0.762

10.748

0.476

20.632

Рис

16. Характеристика

сети

для промывки самотечных

труб (1) и

насоса

НС-1 (2)

р ^ Н Ш х

4.3

С - 3 - :

0.07хУт

гпр

8Х^хс1см

пр;

,4.3

2.3^

V 0.07x2.3)

х9.81x0.00692x0.2-=20.96 кг/м

Продолжительность промывки самотечной трубы определя­

ется по

формуле

Рпес" « 4 т * * с.тх^пес

1"р-

4х(рлр-р)хдПр

’

где

рпес

-

плотность

песка (Рпес=

1 7

кг/мЗ) ; бпес

доля объема

песка

в объеме

самотечной

трубы

(рекомендует­

ся принимать 8пес

<

0 ,1 )

После подстановки получаем

накопить

в

"мокрой"

части

секции

водозабора

требуемый

объем воды для обратной промывки

самотечных

труб,

найдем

по формуле

УГВ1ШП = У 2

квс

+ —^ пр - = 131,75+ — = 137,89м

о.п

о

сскц

57

Следовательно, обратную

промывку

самотечных

труб

можно

осуществлять

только

в

те

периоды

времени,

когда уровень

воды в

реке

будет

не

ниже

отметки

137,89

м.

При

более

шение

- увеличить площадь & Секц (за счет увеличения диа­

метра

колодца)

вертикальном стояке (вакуум-колонна)

искусственно

созда­

ется колебание массы воды с импульсным изменением

давле­

ния и скорости, в результате которого

производятся

взму­

ление

засорений от стержней решеток оголовка, после чего

обратным током взмученный осадок удаляется в реку.

Для

искусственного создания колебаний массы воды на

конце

самотечной трубы и перед присоединением промывных

вышенной

герметичности;

к

вертикальному

стояку

присоеди­

няется

вакуум-насос,

способный

создать

вакуум

не

менее

0,7

МПа

(7 м вод.ст.)(вертикальный

стояк

превращается

в

вакуум-колонну) В

верхней части вакуум-колонны устанав­

ливают

специальный

клапан

для

впуска

воздуха

(срыва

ва­

куума)

Диаметр отверстия клапана (см. с.37 [4], [22])

рекомендуется принимать

в

пределах

0,07

<

йы/йт.к < 0 , 1 6

,

где

бв.к

- диаметр

вакуум-колонны

(в

нашем

случае

<1^*

=

900

мм)

Примем

=

100 мм, что находится

в пределах

ре­

большей скорости в самотечной трубе при

промывке. Расчет

ведем в

рекомендуемой последовательности

(см. с.37 [4],

[2 2 ]) :

Функция сопротивлений самотечной

трубы

1.

, 0 , 0 1 1 2

3,51 0.19

0,0112

3,51 0.19

А,=— „ ,„

х(1 + --- )

,0.19

'пр

0 1 9

Х(

+ 1,87 }

=

1ст

0.9

= 0,014,

= 1,2 + 2х.0,115 = 1,51,

48

1 х _Рвозд лст

3

р

ДКЛ )

где Рвозд “ плотность

воздуха, р вюд = 0,00114 кг/м3.

1 0.00114

0.9*

=0.0025 ,

Тогда

71=

3* 1000

0 Л А

4.

Начальную высоту подъема воды в вакуум-колонне

рекомендуется принимать равной 5 м.

1.7

[4])

при

5.

По

графику

(см.

рис.

77= 0,0025 и 270 = 5/14,74= 0,335

находим

Т^/О= 0,26

7ГВщ 1п= 130,34+ °>5 + 3 >83 = 1 3 4 >67 м

мо

При уровнях воды в реке

УГВ = 134,66..♦133,3 необходи­

уменьшить первоначальную

амплитуду подъема

уровня

воды

в

вакуум-колонне. Так, при

самом низком уровне

воды

в ре-

22 = 133,3-(130,34

+ 0,5)= 2,46м.

Тогда

22/0 = 2,46/14,74= 0,167

По графику

находим

= 0.175

откуда

21 = 0,175 14,76= 2,56м.

8 . Период колебания масс

Т=2Л х я х !Ь!х^ =2.1 х3.14х.[—

х ^ = 14.59 с

\ I

<*см

N9.81 0.9

9.

Время

снижения

уровня

воды в колонне до втор

V

^вк

я

5+3.82

0.92

3.14

X

8-17 Х

0>92

X --- = 1.69м/с

пром

Т1

2

2

2

1

Насм

что

больше

скорости,

необходимой для

взмучивания

осев­

шего осадка (0,97

м/с);

-при первоначальной амплитуде 21=2,58

V

2,58 + 2,46

0,9^

3,14

0,97 м/с,

пром

8,17

0,9

что

равно

скорости,

необходимой

для

взмучивания

осад­

ка.

следующими способами:

140,0

1)

при горизонтах воды в реке 137,89

<

Г В ^

ГВВ

=

обратным током воды с помощью одного

рабочего

насо­

са НС-1;

133,3

2)

при горизонтах воды в реке 137,89

^

Г В <

ГНВ

=

м

импульсным способом.

Возвышение верха вакуум-колонны над полом павильона

берегового

колодца составляет

ЬВ.к=137,89 + 5 + 1,0 - 141,5 = 2,39 м,

что следует считать вполне допустимым.

Кроме изложенных выше способов совместной промывки са­

мотечных труб и водоприемных решеток

(обратной

и импульс­

ной), возможны и другие способы,

например:

нее

-промывка самотечной трубы путем опорожнения через

одной из ниток водовода, идущего от водозабора к ОС

или

потребителю;

-гидропневматический способ - путем подачи сжатого

воздуха под

давлением 0,1-0,15 МПа (см. с. 124

[4])

в мо­

мент подачи

промывного расхода.

Трубы

от компрессора

вхо­

дят

в самотечную трубу на участке между стенкой берегово­

го

колодца

и местом подключения

труб

обратной

промывки.

вого колодца

к оголовку

(по трубе

движутся воздушные

пробки, между

которыми

происходит

захлестывание водой

промывки

(подача

компрессора)

определяем так:

^возд= т *^пр •

Рекомендуется

принимать скорость

потока

воды

(см. с.

124

[4])

в самотечной

трубе

при гидроимпульсной

промывке

^пр =

0,3... 1 , 0 м/с, а

концентрацию

воздуха

в воде вычис­

лять

по формуле

ш=

упр

1

- .

обходимо

вычислить

желаемую

подачу

(расход

0 ОС) и

требуе­

мый

напор

Н0с•

применяют

в водозаборах

с большей (бо­

лее

Грязевые насосы

6 м3 /с)подачей

или при

тяжелых

по мутности

условиях

сосы, так и гидроэлеваторы,

но, как правило, первым отда­

ют

предпочтение

в водозаборах совмещенного

типа, вторым -

в

водозаборах

раздельного

типа. Этим же

оборудованием

цев.

наших условиях

при мутности речной воды р

= 1100

В

мг/л

в водозаборе со

средней подачей совмещенного

типа и

камеры всасывания.

равно количест­

Количество грязевых насосов может быть

ву секций или меньше (один грязевой насос

обслуживает две

промежуток

времени). Следовательно,

^

Дсекц^-гдк) = 57{131,75-126,05) = ^ /ч=аМ51 ^

^

21о„

2.1

где Ьиэ„ - остаточный напор на

изливе,

> 1 , 0

м;

- потери напора во всасывающей и

напорной

трубах

системы

(см. табл.У.15 [13]).

Его

подача

О*.,, = 216

м 3/ч

>

162,5

м3/ч и напор Нот = 24 > 19,45 м.

удаления

осадка

и

опо­

Определим диаметры

труб

системы

(см. рис.17) и величины расхода воды

(см. п.5.6)

л/с),

3^

=

250

а)

всасывающие

линии

(0 Р<К = 216

м3/ч

=

60

мм,

*УВС=1/13 м/с (в требуемом

интервале

Увс=0,8..1,5

м/с) ;

б)

напорные

линии

(0 Г.К =

216

м3/ч =

60

л/с),

<аН1 = 2 0 0

мм; УН1=1 / 7 5 м /с

(в

требуемом

интервале

УН1 = 0 ,8 ... 2

м/с);

в)

напорные

линии

(202н=432

м 3/ч= 1 2 0

л/с),

дН2=250

мм

уН2=2 .2 м/с в требуемом

интервале

Ун2

=

1 /0 ...3,0

м/с)

са

Для

проверки

достаточности

напора

принятого типа

насо­

ФГ-216-24 вычислим

потери

напора

на

всасывающей

(1ВС =

2

м) и

напорной

(1 Я =

2 , 5

+

3 , 0

+

2 0 , 0

м)

линиях

по

форму­

ле

Ьпот

Коэффициенты

местных

сопротивлений

принимаем

такими

[8] :

-всасывающий клапан - <5 вх=

4,1

(с.70);

-переход-конфузор

250x125 мм

-

5ю»иф== ^/21

(с.56);

-задвижка - ? задв=

0,05

(табл.3.20);

-переход-диффузор

125x200

мм

-

? ДИф1 =

0,28

(с.56);

-переход-диффузор

200x250

мм

-

? диф2 =

0*22

(с.56);

-тройник

- ^ тр

=

1 / 1

(с.72);

проводов

(см.

с. 154

[8 ]) при влажности Р = 100%.

Тогда

X =

0,023,

Ьп от =

13^

4.1+1.19+0

- 9 Я 1

0 . 2 5 ) 2 !

ми

вода

движется по лоткам, верх

которых

перекрыт вровень

с

полом

павильона металлической

решеткой.

Из лотков вода

расхода грязевого насоса при удалении осадка из

аванкаме­

ры и расхода воды на промывку сеток,

т.е.

(2Д= ^ 2Н + ^ОК= 6 0 + 3 0 = 90Л/С-

По табличным данным (см. табл.З

и

табл.62

[17])

нахо­

дим:

-сбросные лотки прямоугольного сечения

размером

0,25 х 0,30 м с продольным уклоном

1

= 0,008;

У„ =

1,27

м/с;

-водоотводящая труба диаметром б. = 250 мм с про­

дольным

уклоном

1 = 0,06; Ъ/б

=

0,6;

=

3,19

м/с,

что больше незаиляющих

скоростей.

Если для удаления осадка и опорожнения секций исполь­

зуется

гидроэлеватор,

то выбор типа

элеватора

производят