 |
Расчет и конструирование водозаборного сооружения
|
|
|
|
Гидравлический расчет
Гидравлические расчеты всех элементов водозаборов (решеток, сеток, самотечных линий и т.д.) производят на два возможных эксплуатационных режима:
- нормальный, когда все n секций сооружения работают, при этом расчетный расход воды для каждой секции равен
Qр = 
= 
=0,8 м3/с;
- форсированный (или аварийный), когда одна из секций выключена (на ремонт, очистку и т.п.), и весь расход распределяется между работающими секциями поровну:
Qф = 
= 
=1,12 м3/с,
где Q – расчетный расход воды водозабора,
k – коэффициент допустимого временного снижения количества воды, подаваемой потребителям, принимается в пределах 0,7…1,0.
n- количество секций сооружения.
Расчет водоприемных отверстий и сороудерживающих решеток
Площадь водоприемного отверстия одной секции определяется:
,
где Ωбр – площадь водоприемного отверстия одной секции, м2;
vвт - скорость втекания в водоприемные отверстия, м/с, отнесенная к их сечению в свету, с учетом рыбозащиты,в водотоках со скоростями свыше 0,4 м/с допустимая скорость втекания – 0,25 м/с;
Qр – расчетный расход одной секции, м3/с;
1.25 – коэффициент, учитывающий засорение отверстий;
kст - коэффициент, учитывающий стеснение отверстий стержнями решеток, принимаемый
kст = 
,
где аст - расстояние между стержнями в свету (5.0-10.0 см);
сст – толщина стержней (0.6-1.0 см).
kст = 
=1,12,
=4,48 м2;
Так как мутность воды в источнике составляет 1,0 кг/м3,условия забора воды средние и средняя производительность, принимаем к проектированию оголовок с трубчатой вихревой камерой конструкции ВНИИВодгео.
Рисунок 2 - Водоприемник с вихревой камерой конструкции ВНИИВодгео:
1 - сороудерживающая решетка на водоприемном отверстии; 2-подрешетчатая камера; 3 - вихревая камера; 4 - входная щель; 5- струенаправляющий патрубок; 6 - струенаправляющий козырек.
|
|
|
Достоинства: обеспечивает небольшие одинаковые по всей длине входного отверстия скорости входа воды в оголовок, может работать при шуге, хорошо промывается.
Недостатки: сложный в исполнении, недоступный для осмотра, требует устройства рыбозаградителей.
Размеры водоприемных окон оголовков принимаются конструктивно в соответствии с расчетной площадью. Основание водоприемника заглубляют на 1,0…1,5м ниже дна реки для защиты от подмыва. Пространство между стенками водоприемника и откосами выемки заполняют камнем. При размываемых грунтах предусматривают укрепление дна вокруг водоприемника. Согласно п.5.96 СНиП низ водоприемных отверстий должен быть расположен не менее на 0,5 м выше дна водоема или водотока, верх водоприемных отверстий или затопленных сооружений не менее чем на 0,2 м ниже кромки льда.
Проектная высота расположения входных окон определяется для летнего и зимнего периодов. Проектная высота водоприемных окон водозабора может быть принята как наименьшее из двух значений:
Нокз = Низ -0,9hл -0,7,
Нокл= Нил –hв -0,8,
где Нок -проектная высота водоприемного окна, м;
Нокз -расчетная глубина источника зимняя, м;
Нокл - расчетная глубина источника летняя, м;
0,9 – коэффициент, характеризующий плотность льда и глубину его погружения в воду;
hл-расчетная толщина льда, м;
hв- высота полуволны, м.
Низ=НЗУВ-zдна=70,8-65=5,8 м,
Нил= УНВ-zдна=70-65=5 м,
hв= 
=0,4 м,
Нокз=5,8-0,9 0,8-0,7=4,38 м,
Нокл=5-0,4-0,8=3,8 м.
Приемное окно будем перекрывать стандартными решетками размером 2000×2500 мм. (Таблица 7[2])
Таблица 1 – Технические характеристики сороудерживающей решетки
| Размеры водоприем ного отверстия, мм | Площадь окна,м2 | Размеры решетки,мм | Масса, кг | ||||||
| H | H1 | H2 | h | h1 | L | L1 | |||
| 2000×2500 | 4,16 |
|
|
|
Рисунок 3– Решетка съемная для входных окон
Расчет сеток
Основное назначение сеток – предварительная очистка воды источника от взвеси и планктона, прошедших через сороудерживающие решетки сооружения.
Согласно справочнику выбор типа сеток следует производить с учетом особенностей водоема и производительности водозабора.
В данном курсовом проекте используем стационарно вращающиеся сетки, характерные для водозаборов производительностью более 1м3/с,а также на водозаборах меньшей производительности при значительном загрязнении воды.
Используем лобовой подвод воды, которая характерна для водозаборов средней производительности на достаточно загрязненных плавающим сором источниках и при большом наличии шуги и внутриводного льда. В этом случае передним полотном сетки при его перемещении вверх извлекается из воды шуга и внутриводный лед.
Расчётная площадь вращающейся сетки определяется по формуле:
;
где k1 – коэффициент. учитывающий стеснене потока через полотно сетки и определяемый по формуле:
где а –размер ячейки в свету (0.2-0.3) см,
k2 – коэффициент учитывающий степень загрязнений, k2=1,2,
D- толщина проволоки, принимается равной 0,1; 0,12 см,
k3– коэффициент, учитывающий уменьшение площади сетки опрными роликами и шарнирами, k3=1,3.
м2.
Рисунок 4 - Схема расчета вращающейся сетки
Габариты вращающихся сеток принимаются по таблице 7.21 [3]
Таблица2 Технические данные вращающихся сеток
| Тип сетки | Производительность, м3/с | Ширина полотна, м | Скорость движения полотна, м/мин | Мощность электродвигателей, кВт |
| С лобовым подводом воды: Каркасного типа, конструкция Водоканал-проекта конструкции Гидростальпроекта | 1,3-1,7 | 1,84-2,24 |
Глубина погружения вращающейся сетки под аварийный уровень и ее общая высота определяется по следующим формулам:
- с лобовым подводом воды:
h = 
= 
=4,368 м,
где В – ширина полотна сетки, м.
Общая глубина погружения сетки рассчитывается по формуле:
Н=h+h1+h2+1+0,25=1,15+2,695+1,2+1+0,25=6,295 м.
где h- 1150 мм;
h1 – величина заданного для данного источника колебания уровня,1200 мм;
h2 – высота агрегата сетки (расстояние от оси верхней звездочки до пола, на котором устанавливается приводной механизм сетки),2695 м.
|
|
|
|
|
|
