Гидравлический расчет фонтанов

Фонтан (от лат. fons — источник) представляет со­бой архитектурное сооружение. Для нормальной работы фонтанов необходим источник воды. Источником воды для питания фонтанов могут быть пру­ды, ключи, городской водопровод и т. д. Из источника питания вода по фонтанному трубопроводу через наса­дку фонтана поступает в атмосферу (рис. 4).

 

 

 

Рисунок 4 - Схема фонтана

 

1 — резервуар; 2 — водопроводная труба; 3 —насос;

4 — водосточный ко­лодец; 5 — фонтанная насадка с выпрямителем.

 

Использованная вода сбрасывается в водостоки или же снова по­ступает в оборот.

При гидравлическом расчете фонтанов обычно опре­деляют расход воды в фонтане и высоту фонтанной струи.

Расчет расхода воды в фонтане производится по формуле истечения жидкости через насадки:

 

Q = μω_НV₀ = μω_Н , (4.27)

где μ — коэффициент расхода насадки, зависящий от ее формы и угла конусности: для цилиндрическо­й — 0,82, конической, сходящейся под углом конусности 5, 13, и 45°, соответственно 0,92, 0,945, 0,857; для коноидальной насадки — 0,97;

ω_Н — площадь поперечного сечения выходного отвер­стия насадки;

h₀ — скоростной напор у насадки или высота фонтанной струи, м;

V₀ — скорость воды при выходе из насадки, м/с.

Высота фонтанной струи (h₀) рассчитывает­ся по формуле истечения жидкости через насадки. Из формулы (4.27) можно определить высоту фонтанной струи (h₀):

 

h₀ = , (4.28)

 

При движении воды по фонтанному трубопроводу общий напор (Н) без учета местных потерь напора тра­тится на преодоление сопротивления по длине трубопро­вода (h_ДЛ) и на создание скоростного напора (h₀) при выходе струи из насадки:

 

Н = h_ДЛ + h₀, (4.29)

 

Потери напора по длине трубопровода (h_ДЛ) опреде­ляются по формуле:

 

h_ДЛ = АLQ², (4.30)

 

где А —удельное сопротивление трубы на 1 пог. м при расходе воды 1 м3/с (значения А даны ниже);

L — длина трубопровода, м;

Q — расход воды в трубопроводе, м3/с.

Значение А в зависимости от диаметра трубы (для труб бывших в употреблении, приведенные значения умножают на коэффициент 1,7)

 

d, мм 38 50 75 100 125 150 200 250 300 400 500 600

А 41840 10340 1113 268 82,4 31,4 6,86 2,11 0,805 0,176 0,054 0,021

 

Подставив в формулу (4.29) соответствующие значе­ния h_ДЛ из формулы (4.30) и h₀ из формулы (4.28), полу­чим общий напор Н:

 

Н = АLQ² + , (4.31)

 

Преобразуя эту формулу, найдем расход фонтанной струи:

 

Q = , (4.32)

 

Подставив в формулу (4.28) значение расходов воды из формулы (4.32), получим формулу для определения высоты фонтанной струи (h₀) через общий напор (Н):

 

h₀ = , (4.33)

 

Действительная высота фонтанной струи (h_Д) вследствие сопротивления воздуха и сжатия несколько меньше скоростного напора (h₀). Она вычисляется по формуле Люгера:

 

h_Д = , или , (4.34)

 

где φ – коэффициент (его значения приведены ниже).

Значения φ в зависимости от диаметра выходного отверстия насадки:

 

d, мм 38 50 75 100

φ 0,0025 0,0014 0,0005 0,0002

 

Значения φ в зависимости от диаметра выходного отверстия насадки (d_Н) можно найти также по формуле:

 

φ = , (4.35)

 

где d_Н – диаметр выходного отверстия насадки, мм.

Диаметр фонтанной трубы (d) можно определить по формуле:

 

d = , (4.36)

где Q — расход фонтанной трубы, м³/с;

v — скорость воды в трубах, принимаемая для фон­танов 0,5—0,6 м/с [2].

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабиков, Б.В. Гидротехнические мелиорации лесных земель: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / Б.В. Бабиков. – СПб.: ЛТА, 2002. – 294 с.
2. Блинцов, И.К., Ипатьев, В.А. Гидролесомелиорация. Практикум. Учеб. Пособие для вузов по спец. «Лесное хоз-во» / И.К. Блинцов, В.А. Ипатьев. – Минск: Вышэйш. школа, 1980. – 254 с.
3. Владимиров, А.М. Гидрологические расчеты / А.М. Владимиров. — Л.: Гидрометеоиздат, 1990. — 365 с.
4. Гонченко, Е.Д., Гушля, А.В. Гидрология с основами мелиорации / Е.Д. Гонченко, А.В. Гушля. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 303 с.
5. Маслов, Б.С., Минаев, И.В., Губер, К.В. Справочник по мелиорации / Б.С. Маслов, И.В. Минаев, К.В. Губер. — М.: Росагропромиздат, 1989. — 384c.
6. Основные положения по гидролесомелиорации. — СПбНИИЛХ, 1995. — 58 с.
7. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. —148 с.
8. Сабо, Е.Д., Иванов, Ю.Н., Шатилло, Д.А. Справочник гидролесомелиоратора / Е.Д. Сабо, Ю.Н. Иванов, Д.А. Шатилло. — М.: Лесн. пром-сть, 1981. — 200 с.
9. СП 33-101-2003 Определение основных гидрологических характеристик (взамен СНиП 2.01.14-83). — М., 2003. — 37 с.
10. СНиП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения/Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 80 с.

 

 

Шошин Владимир Иванович

Прутской Алексей Владимирович

 

Методические указания к выполнению практических занятий

для студентов очного и заочного обучения по направлению

656200 – «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»

 

Часть I. «Гидрология, гидрометрия, гидравлика»

 

 

Лицензия НД № 14185 от 6.03.2005

 

Формат 60х84 1/16 Объем 1,6 п.л. Т. 50 экз.

 

Бесплатно

 

Брянская государственная инженерно-технологическая академия

241037, г. Брянск, пр. Станке Димитрова, 3

Редакционно-издательский отдел

Подразделение оперативной печати

Подготовлено к печати 1 февраля 2011 г.

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: