Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

10788

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
25.11.2023
Размер:
11.8 Mб
Скачать

100

Рисунок 4 – Конструктивно-функциональная схема РЧВ

101

где Wрег – регулирующая вместимость, м3;

– относительная вместимость регулирующей части резервуара,

0,4;

Wвоздmin – минимальная воздушная вместимость, м2;

Wвоздmax – максимальная воздушная вместимость, м2;

Hmax – максимальный уровень воды, м;

Hmin – минимальный уровень воды, м.

Расчет емкостных сооружений на прочность производится на два сочетания нагрузок:

1-ое сочетание – испытательное, когда заглубленное в грунт сооружение заполнено водой, а грунтовая обсыпка отсутствует;

2-ое сочетание – эксплуатационное, когда опорожненное сооружение осыпано грунтом.

Кроме того, можно спрогнозировать экстремальную ситуацию (например,

достижение pomaxизб или pomaxвак при аварийном отказе системы вентиляции),

оценить её опасность для обязательного принятия дополнительных конструктивно-технологических мер, исключающих прекращение воздухообмена с атмосферной средой.

2.2. Доработка базы данных для расчета емкостных сооружений

на прочность

1) Подготовка к расчету по первому сочетанию нагрузок (см. рис.5)

P g h

g

1

H

 

H

 

b ,

(2.2)

2

max

max

1

C

 

 

 

 

 

hD 23 Hmax

где P1 – сила, действующая на стенку РЧВ, Н;

b – ширина полосы боковой стенки, равная 1 м.

102

103

P1 1000 9,8 12 3,4 3,4 1 56644 Н 56,6 кН; hD 23 3,4 2,27 м.

2) Прогнозирование повышения давления poабс (см. рис. 6).

Согласно закону Бойля-Мариотта:

 

 

 

p

атм

W max

 

 

pабс

W min

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возд

 

 

 

 

 

0

 

возд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pабс p

Wmax

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wmin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

атм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pomaxизб p0абс pатм ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

Hmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P g h

 

 

g

po изб

 

H

max

b;

 

 

 

(2.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

pmax

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b Hmax3

 

 

 

 

 

 

h

 

h

 

 

 

C

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o изб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

pmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

H

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o изб

 

 

 

 

H

max

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PГ

 

pomaxизб 0,2 b;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2 P PГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где pатм

– атмосферное давление, Па;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pабс

– абсолютное давление, Па;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pomaxизб

– максимальное избыточное давление, Па;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

– сила, действующая со стороны жидкости на стенку РЧВ, Н;

PГ

– сила, действующая со стороны газа на стенку РЧВ, Н;

 

 

P2

– сила, действующая на стенку РЧВ при повышении давления, Н.

 

pабс 9,8 104

 

443,8

100,68 104

Па 1,0068 МПа;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

43,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Па 0,9088 МПа ;

 

 

 

pomaxизб 100,68 104

9,8 104

90,88 104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90,88 104

 

3,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000 9,8 1000 9,8

 

2

3,4 1 3146,56 10 Н 3146,56 кН;

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

104

 

 

 

 

 

 

90,88 104

 

3,4

 

 

1 3,43

 

 

 

hD

 

 

 

 

12

 

 

 

 

94,44 м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000 9,8

2

 

 

 

4

 

3,4

 

 

 

 

 

 

 

 

90,88 10

 

 

3,4 1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1000 9,8

 

 

 

PГ 90,88 104 0,2 1 181,76 103

Н 181,76 кН ;

P 3146,56 103 181,76 103 3328,32 103

Н 3328,32 кН.

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Прогнозирование понижения давления p0абс (см. рис.7).

Согласно закону Бойля-Мариотта:

pатм Wвоздmin p0абс Wвоздmax ;

Wmin p0абс pатм Wвоздmax ;

возд

pomaxвак pатм p0абс ;

P g h

g

 

pomaxвак

 

 

Hmin

 

H

min

b;

 

 

 

(2.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

g

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

pmax

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b Hmin3

 

 

 

h

h

 

C

 

 

 

min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

;

 

 

 

 

o вак

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

pmax

 

 

 

 

 

 

 

D

C

 

 

g

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

H

min

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o вак

 

 

H

min

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PГ pomaxвак (Hmax Hmin 0,2) b;

P3 P PГ

где P3 – сила, действующая на стенку РЧВ при понижении давления, Н.

p0абс 9,8 104 443,843,2 0,95 104 Па 0,0095 МПа; pomaxвак 9,8 104 0,95 104 8,85 104 Па 0,0885 МПа ;

8,85 104 1,53 3

P 1000 9,8 1,53 1 123,93 10 Н 123,93 кН;1000 9,8 2

 

8,85 104

1,53

 

 

 

1 1,533

 

 

 

hD

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

8,29 м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000 9,8

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8,85 10

 

 

1,53

 

 

1,53 1

 

 

 

 

 

 

1000 9,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

PГ 8,85 104 (3,4 1,53 0,2) 1 183,2 103 Н 183,2 кН ;

P3 123,93 103 183,20 103 307,13 103 Н 307,13 кН.

105

3. ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРИ ГИДРАВЛИЧЕСКОМ ИСПЫТАНИИ НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

3.1. Нормативно-техническое обоснование процедуры гидравлического испытания

Согласно указаниям п.7.2 [2], испытание напорного трубопровода на прочность и герметичность выполняет строительно-монтажная организация в 2

этапа:

1-ый этап – предварительное испытание трубопровода; 2-ой этап – приемочное окончательное испытание с оформлением

документов.

Испытательное давление на прочность назначается по указаниям п.7.7 [2]: pИ 1,3 pP , (3.1)

где 1,3 – коэффициент, принимаемый по табл. 5* [2];

pP – расчетное внутреннее давление, принимаемое равным максимально возможному по условию эксплуатации давлению в трубопроводе на его различных участках, МПа.

Испытательное давление на герметичность принимается по указаниям п.7.5 [2]:

pГ pP

p,

(3.2)

где p – поправочная составляющая,

принимаемая по данным табл.

4 [2]

(следует ориентироваться на применение пружинного манометра класса точности 1,5), p 0,14МПа.

Напорный трубопровод признается выдержавшим предварительное и приемочное гидравлические испытания на герметичность, если на участке длиной 1 км величина утечки воды не превышает значений, указанных в табл. 6* [2] (согласно примечанию 4, для трубопроводов из НПВХ труб нормативы допустимой утечки следует принимать как для чугунных трубопроводов).

106

Для испытания трубопровода из НПВХ труб выделен участок i-j

трубопровода длиной li j 500 м (ограничение на максимальную протяженность

участка наложено по указаниям п.7.6* [2]), оборудованный в соответствии с указаниями п.7.8, 7.10 [2] (см. рис. 8).

3.2. Порядок проведения гидравлического испытания напорного

трубопровода на прочность и герметичность

1. Предварительное и приемочное гидравлические испытания напорного трубопровода на прочность и герметичность следует проводить в следующем порядке.

При проведении испытания на прочность:

– повысить давление в трубопроводе до испытательного pИ и путем подкачки воды поддерживать его не менее 10 мин, не допуская снижения давления более чем на 0,1 МПа (1 кгс/см2);

– снизить испытательное давление до внутреннего расчетного давления pP и, поддерживая его путем подкачивания воды, произвести осмотр трубопровода с целью выявления дефектов в нем в течение времени,

необходимого для выполнения этого осмотра;

– в случае выявления дефектов устранить их и произвести повторное испытание трубопровода.

После окончания испытания трубопровода на прочность приступить к испытанию его на герметичность, для этого необходимо:

давление в трубопроводе повысить до величины испытательного давления на герметичность pГ ;

зафиксировать время начала испытания TН и замерить начальный уровень воды в мерном баке hН ;

107

Рисунок 8 – Схема технической подготовки гидравлического испытания

напорного трубопровода

108

– произвести наблюдение за падением давления в трубопроводе, при этом могут иметь место три варианта падения давления:

первый – если в течение 10 мин. давление упадет не менее чем на два деления шкалы манометра, но не упадет ниже внутреннего расчетного давления

pP , то на этом наблюдение за падением давления закончить;

второй – если в течение 10 мин давление упадет менее чем на два деления шкалы манометра, то наблюдение за снижением давления до внутреннего расчетного давления pP следует продолжить до тех пор, пока давление упадет не менее чем на два деления шкалы манометра; при этом продолжительность наблюдения не должна быть более 3 ч для железобетонных и 1 ч – для чугунных, асбестоцементных и стальных трубопроводов. Если по истечении этого времени давление не снизится до внутреннего расчетного давления pP , то следует произвести сброс воды из трубопровода в мерный бак

(или замерить объем сброшенной воды другим способом);

третий – если в течение 10 мин давление упадет ниже внутреннего расчетного давления pP , то дальнейшее испытание трубопровода прекратить и принять меры для обнаружения и устранения скрытых дефектов трубопровода путем выдерживания его под внутренним расчетным давлением pP до тех пор,

пока при тщательном осмотре не будут выявлены дефекты, вызвавшие недопустимое падение давления в трубопроводе.

После окончания наблюдения за падением давления по первому варианту и завершения сброса воды по второму варианту необходимо выполнить следующее:

– подкачкой воды из мерного бака давление в трубопроводе повысить до величины испытательного давления на герметичность pГ , зафиксировать время окончания испытания на герметичность TК и замерить конечный уровень воды

вмерном баке hК ;

определить продолжительность испытания трубопровода TК TН , мин,

объем подкаченной в трубопровод воды из мерного бака Q (для первого

109

варианта), разность между объемами подкаченной в трубопровод и сброшенной из него воды или объем дополнительно подкаченной в трубопровод воды Q

(для второго варианта) и рассчитать величину фактического расхода дополнительного объема вкаченной воды qп , л/мин, по формуле:

Q qп TК TН

2. Заполнение трубопровода дополнительным объемом воды при испытании на герметичность требуется для замещения воздуха, вышедшего через непроницаемые для воды неплотности в соединениях; заполнения объемов трубопровода, возникших при незначительных угловых деформациях труб в стыковых соединениях, подвижках резиновых уплотнителей в этих соединениях и смещениях торцевых заглушек; дополнительного замачивания под испытательным давлением стенок асбестоцементных и железобетонных труб, а также для восполнения возможных скрытых просачиваний воды в местах, недоступных для осмотра трубопровода.

3.3. Оформление акта о проведении приемочного испытания

напорных трубопроводов

1) Определение расчетного внутреннего

давления на участке i-j

испытуемого напорного трубопровода (см. рис. 9):

 

 

pPi j g hизбi j g ПВБ ZЗi j hПР 0,5 ,

(3.3)

где ZЗi j – геодезическая отметка поверхности земли на участке трубопровода i-j, м;

hПР – глубина промерзания грунта, м.

pPi j g ZЗВБ hБ hСТВ ZЗi j hПР

0,5 ,

(3.4)

где ZЗВБ – геодезическая отметка поверхности земли в

месте

размещения

водонапорной башни, м.

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]