3.4 Расчет рыбозащитной жалюзийной решетки

Расчет площади жалюзийной решетки определяется по формуле СНиП

Где V_ф – скорость втекания в водоприемные отверстия, м/с, отнесенная к сечению в свету: по условиям рыбозащиты принимаются V_ф=0,04 0,08 м/с.

- расчетный расход одной секции, м³/с.

1,25 – коэффициент засорения поверхности кассеты.

К_ст - коэффициент стеснения, определяется по формуле

Где b – ширина потока воды между пластинами, мм.

- толщина пластин, мм.

Ширина потока воды между пластинами b определяется по формуле:

Где с – расстояние между пластинами по линии транзитного

потока воды.

Таким образом коэффициент стеснения определяется по формуле:

Скорость втекания V принимается в диапазоне

Потери напора на жалюзийном экране определяются по формуле:

где V – скорость фильтрации на жалюзийном экране при 25% засорении.

=7,49 приведенный коэффициент гидравлического сопротивления для двухрядной жалюзи, расположенных под углом 135^о к потоку при 25% засорении.

Количество жалюзийных решеток и их размеры принимаются конструктивно из условий компановки водоприемной части водозабора.

Конструктивно жалюзийная решетка состоит из рамы швеллера [12, к которому приварены 2 ряда пластин. К нижнему швеллеру прикреплен деревянный брус 100х100 мм.

Механическая очистка жалюзийных кассет от ракушки (дрейсены), мусора и прочих плавучих предметов производится по мере обрастания и засорения. Периодичность очистки определяется в процессе эксплуатации.

4. Промывка самотечных линий и фильтрующих кассет водоприемников

4.1. Теоретические положения

В современных водоприемниках площадь водоприемных отверстий в 10 и более раз превышает площадь сечения самотечных водоводов. Поэтому очистка решеток и других устройств от сора только промывкой обратным током воды часто оказывается неэффективной главным образом из-за вытекания промывной воды через незасоренные части отверстия. Вследствие этого следует применять импульсную промывку, при которой возбуждается волна давления, воздействующая на всю площадь водоприемного отверстия. Схема устройств для импульсной промывки представлена на рис.9 а.

 Рис.9. Схема импульсной промывки водоприемных отверстий

а).1 - водоприемник; 2 – самотечный водовод; 3 - вакуум-стояк; 4 - водовод для промывки решеток обратным током воды; 5 – трубы к вакуум насосу; 6 – клапан для выпуска воздуха в вакуум-стояк. б). график изменения уровней воды в вакуум-стояке.

Для импульсной промывки в береговом колодце водозабора рис.9 устанавливают вакуум-стояк 3 диаметром D присоедененный к самотечному водоводу 2 перед задвижкой. Верхняя часть стояка оборудуется клапаном для впуска воздуха диаметром d с системой мгновенного сброса вакуума. Закрывается задвижка на самотечном водоводе 2. Воздух из стояка 3 откачивается вакуум-насосом по линии 5, при этом уровень воды в стояке поднимается на высоту z₁=p_вак/γ. При мгновенном открытии клапана 6 воздух поступает в стояк и происходит быстрое снижение уровня воды в стояке 3. Скорость течения в стояке 3 и самотечном водоводе 2 возрастает от нуля до v_max. Уровень воды устанавливается на высоте z₂ ниже нуля, а затем вода течет обратно в стояк 3 и устанавливается на высоте z₃ завершая первый период колебательного движения жидкости продолжительностью Т. Происходит еще несколько затухающих движений жидкости (рис.9). Наибольшее воздействие вытекающей жидкости на засорение происходит в середине первого полупериода колебания жидкости при максимальной скорости ее течения. Волновой импульс воздействует на всю решетку независимо от степени ее засорения, а оторванный сор уносится течением реки.

Диаметр вакуум-стояка D рекомендуется назначать равным диаметру самотечного водовода или несколько большим. Диаметр клапана для впуска воздуха рассчитывается по формуле d=(0.08÷0.17)D. Пространство перед впускным отверстием воздуха в радиусе R=3d следует защищать ограждением.

Для эффективной импульсной промывки требуется совершенная герметичность всей водоподводящей системы, расположенной между колонной и водоприемными отверстиями, сочетать импульсную с обратной промывкой, производить ее в периоды волновых процессов в условиях водоемов.

Целесообразно оборудовать водозабор системой промывки самотечных линий обратным током воды по линия 4 (рис.9).

Расчет импульсной промывки сороудерживающих решеток затопленных водоприемников состоит в определении максимальной скорости течения воды в самотечном водоводе при промывке. По этой скорости можно косвенно судить эффективности его применения (например, в сопоставлении с возможно достижимой скоростью течения при промыве обратным током воды). Максимальную скорость течения воды в самотечном водоводе при некоторых принятых значениях z_1,2,L, D и d (см. рис ) определяют по формуле

_{где z1 и z2 – полуамплитуда колебания уровня жидкости в вакуум-стояке, м; T1 – продолжительность первого полупериода колебания уровня жидкости в вакуум-стояке (см. рис)}

_{где F и ω – площади соответственно живого сечения вакуум-стояка и самотечного водовода.}

_{Математическая зависимость z2 от z1 и гидравлических характеристик системы описывается уравнением:}

где Q - характеристика основного гидравлического сопротивления:

_{При этом находят по формуле:}

_{где λ – коэффициент гидравлического трения; L и Dc – длина и диаметр самотечного водовода, м; ∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений при движении воды от водоисточника до вакуум – стояка включительно.}

Рис. 10 График для расчетов импульсного промыва

Дополнительное сопротивление в отверстии для впуска воздуха в вакуум-стояк выражается через основное гидравлическое сопротивление h_доп=ηh_осн Тогда полное сопротивление составит:

где m=1+η – величина, входящая в уравнение.

Характеристику дополнительного сопротивления η находят по формуле:

_{где D и d – диаметр соответственно вакуум-стояка и клапана для впуска воздуха.}

_{Уравнение прямого решения не имеет. На рис.10 Приведены графики зависимости z2/Q=f(z1/Q;η).}