книги / Примеры расчета элементов речных водозаборных сооружений

г) металл (Рт=8000 кг/м3) :

-направляющие решеток - двутавры № 12

\У8 =6 -17,8-10"4 •1,8= 0,0192м3

-направляющие решеток - швеллеры № 12

!У9 = 4 -15,36 Ю -4 -1,8= 0,011 м3

- масса металлической части оголовка

М м = (0,16+ 0,0192+ 0,011)•8000= 1522кг.

Общая масса оголовка

М= 21552 + 35464+ 13991 +1522 = 72529 кН.

Запроектированный оголовок должен быть проверен на ус­ тойчивость к всплытию и сдвигу силой воздействия руслово­ го потока.

Устойчивость оголовка к всплытию проверяем при усло­ вии, что одна секция водозабора отключена на ремонт или осмотр самотечной трубы (водоприемные окна секции закрыты

31

Тогда

°ог = 9>81 ‘(72529 + 1000 '23>1) = 938Л к11-

Выталкивающая сила воды

Рг Р х« х \ х К п-

где Кп - коэффициент противодавления; для оголовка, расположенного на каменной наброске, Кп = 0,95 (прил.З);

- объем оголовка по внешней поверхности:

^ог = (6,5 • 2,8 + 3,14 -1,42) • 3,2 = 77,93 м3

Тогда

Рв = 1000 «9,8 • 77,93 *0,95 = 725,5 кЫ.

^ОГ

хГ

к сдв

где ± - коэффициент трения нижней поверхности ого­ ловка по подстилающему слою; для бетона по каменной на­ броске ± = 0,6 (прил.4); Рр - горизонтальная сила воздей­ ствия речного потока на оголовок водозабора

Рг = С х р вх Р х — ;

где Р - площадь миделева сечения; Р = 3,0x2,2 = 6,6

32

Тогда

опорожнение части оголовка будет невозможно.

Оголовок водозаборного сооружения должен быть располо­ жен на той вертикали створа, ближайшей к берегу реки, для которой выполняются следующие два условия:

1.Верх оголовка водозабора должен располагаться н

Из двух значений отметок дна русла реки у оголовка

принимаем наименьшую: 2 д.р.ог = 130,6

По створу реки определяем искомую вертикаль с получен­ ной отметкой дна реки (место расположения оголовка (см. рис.4)

Устойчивость дна реки у оголовка от размыва русловым потоком может быть проверена путем сравнения фактической

33

где Н - глубина речного потока у оголовка, м,

Н = УГД-У2дрог = УГД-130,6л/ ;

йдо-наибольший диаметр отложений на дне или каменного крепления (с содержанием в смеси не более 10 %), м; для грунта дна реки й ю - 0,6 мм {см.п.2.б); рр - мутность руслоформирующих фракций, кг/м3

В межень (при ГНВ = 133,3) глубина воды Н=2,7 м, ско­ рость потока реки Ур.ме, = 1,2 м/с, а неразмывающая ско­ рость

со щелевым входом для обеспечения равномерности работы водоприемных отверстий и в режиме забора воды, и в режиме промывки самотечных труб и решеток (последнее очень важно для борьбы с закупоркой водоприемных решеток шугой и со­ ром)

34

б) вычисляются потери напора в вихревой камере. Вихревые камеры (рис. 9) , как правило, представляют

собой объем конической формы, торцевые размеры которого определяются следующим образом:

-наибольший (перед входом в самотечную трубу)

Б шах

где Ущ = 0,75...1,0 м/с; -наименьший (у торца оголовка)

ОШ 1П < 0 , 6 X 0 шах

Длина вихревой камеры принимается равной длине внут­ ренней части оголовка, но при этом должно соблюдаться ус­ ловие

35

мают такой/ чтобы скорость втекания воды сквозь щель была практически равна скорости в самотечной трубе (см. с.27 [4]) :

выхода в самотечную трубу) могут быть вычислены как мест­ ные:

Ь ..к=^.к.Х2 х §

где в#Кв - коэффициент сопротивления вихревой каме­

ры, <эВ.к.=4-2... .4.25.

5.5. Расчеа? фильтрующей сетки

Фильтрующие сетки, расположенные в береговых колодцах водозаборного сооружения, могут быть плоскими или вращаю­ щимися. Первые требуют значительно меньшего объема бере­ гового колодца, вторые позволяют механизировать очистку сетки, что особенно важно при большом количестве загряз­ нений, поступающих из реки (загрязненность речного потока или большой расход водозаборного сооружения) Вращающиеся сетки следует применять при средних, тяжелых и очень тя­ желых условиях забора воды по загрязненности речного по­ тока или при подаче водозабором более 1 м3/с (см. п.5.105

[11])

В соответствии с исходными данными (условия по засо­ ренности - средние, подача более 1 мЗ/с) принимаем вра­ щающуюся сетку. В соответствии с принятой технологиче­ ской схемой водозабора (см. рис.6) одна секция водозабора оборудуется двумя насосами НС-1. Т.о., поток речной воды, поступая в колодец по одной самотечной трубе и фильтруясь через одну сетку, затем делится на два раздельных потока (каждый к своей всасывающей трубе) Следовательно, подвод

36

воды к сетке должен быть выполнен по схеме "с внутренним подводом воды" или по схеме "с лобово-внешним подводом воды" (см. табл. 9 [16]) Из двух вариантов выбираем вто­ рой/ т.к. в этом случае улучшаются условия очистки сетки, требуется приемная камера меньших размеров и создается

водозаборов изготавливается из проволоки некоррозийного материала (медь, латунь, нержавеющая сталь). Диаметр про­ волоки и размер ячеек зависят от типа сетки. Для плоских

Скорость процеживания воды сквозь сетку следует прини­

37

где т п - количество фильтрующих полотен сетки; в на­

шем случае Ш п= 1:

-при эксплутационном режиме

0.795 2

Я ^ =1-257-7ГТх1*21=1-5 м

сет.э 1x0.8

-при аварийном режиме

1.592

а=1.25—— х1.21=3.0 м 1x0.8

Определяем глубину погружения сетки под рабочий уро­

Тогда при эксплутационном режиме скорость процеживания будет

0 795 Ус.э = 1,25 —г-^-*1,21= 0,4 м/с,

т.е. в пределах рекомендуемых значений.

Вслучае, если для фильтрования используются плоские

сетки, то по требуемой площади сетки П сегэ подбирают типо­

вую сетку (см. табл.1.3 [14]), а затем проверяют скорость процеживания при аварийном режиме.

38

Рис. 10. Заглубление вращающейся фильтрующей сетки.

5.6. Определение диаметров труб внутри берегового колодца (для НС-1)

Расчетный расход всасывающих и напорных линий опреде­

ляется количеством насосов пн. обеспечивающих работу одной

вующей операции в процессе эксплуатации водозаборного со­ оружения, и будут определены позже.

При известном значении расхода 0 расчет диаметра трубы ду, скорости потока в ней V и гидравлического уклона 1

39

где \1 - коэффициент расхода трубы перепускного кла­ пана, значение которого можно определить как для цилинд­ рического насадка, /Л = 0,71. Тогда:

применяемых приборов. Диаметр колонны труб для осуществ­

5.7. Определение плановых размеров берегового колодца

Принимаем береговой колодец круглым в плане. Он соору­ жается методом опускного колодца.

Внутренний диаметр колодца определяем из условия раз­ мещения оборудования водозаборного сооружения ("мокрая" часть колодца) и НС 1-го подъема ("сухая" часть колодца)

всоответствии с:

-плановыми размерами оборудования (насосы с элек­ тродвигателями, вращающиеся сетки) и арматуры (задвижки, краны, обратные клапаны, рулевые колонки, затворы) ;

40