3.2 Выбор конструкции зумпфа
Место положения зумпфа задается таким образом чтобы каналы выполняли свои функции. Вместимость зумпфа должна быть больше десятиминутного притока фильтрационных вод, [5,6].
(15)
где t=10мин - принято время наполнения.
Исходя из опыта строительного производства конструкцию зумпфа можно принять в виде деревянного прямоугольного колодца.
(16)
Для условия нашей задачи заглубление зумпфа принимается 1,2 м.
м,
тогда
Вычисляется время заполнения зумпфа, которое должно быть больше 10 минут.
Время заполнения зумпфа:
,
(условие 16 выполняется).
Расчет насосной установки
Насос обеспечивает перекачку собранного фильтрата в приемник удаляемой воды. В качестве которого в черте населенного пункта может служить ливневая канализационная сеть, в окрестной местности близлежайшие водоемы или овраги. в последнем случае следует исключить образование оползней, заболачивание местности, а также удалять воду на расстояние большее радиуса влияния.
Подача насоса должна быть несколько больше притока воды в котлован, примерно в 1,5 раза, для возможности работы насоса с перерывами:
,
(17)
Напор насоса должен обеспечить перекачку воды.
,
(18)
4.1 Расчет всасывающей и напорной сетей
Воспользуемся некоторыми рекомендациями:
- скорость во всасывающем и напорном трубопроводе в первом приближении принимается равной 1 ;
- на практике обычно диаметр всасывающего трубопровода больше диаметра напорного и скорость во всасывающей линии около 0,7м/с, а в напорной около 1м/с;
- напорная линия рассчитывается как простой трубопровод без учета местных потерь;
- всасывающая линия рассчитывается как короткий трубопровод с учетом потерь и по длине, и в местных сопротивлениях. А именно на входе всасывающего трубопровода установлена сетка с обратным клапаном, труба имеет плавный поворот на 90°, потери на вход воды в насос не учитываются, так как эта величина входит в КПД насоса.
Расчет напорной линии
1 Из уравнения неразрывности потока
,
(19)
Определяется диаметр напорного трубопровода
Принимаем
стандартный диаметр
,
[2,9].
2 Для выбранного стандартного диаметра уточняется скорость в трубопроводе - фактическая
,
(20)
3 Определяется потеря напора по длине по формуле Дарси - Вейсбаха:
,
м, (21)
где
- коэффициент гидравлического трения,
при грубых расчетах можно принять равным
0,03÷0,04, [7];
l=lнап - длина трубы, отводящей фильтрат, т.е. расстояние от оси насоса до оси ливневого коллектора, принимается равной 200м;
g - ускорение свободного падения
;
4
Строится пьезометрическая линия р-р,
см. рис.5. Для этого назначается величина
свободного напора
- запас, чтобы система хорошо работала
и вода била струей.
Всасывающая линия
Для определения напора и фактического вакуума надо знать гидравлические потери на всасывающей линии.
1 Потеря напора в местных сопротивлениях по формуле Вейсбаха:
,
м, (22)
где
- коэффициент потерь в местных
сопротивлениях.
Скорость на всасывающей трубе принимаем равной скорости в напорной.
;
.
Получаем :
- местные потери на входе воды с сеткой и обратным клапаном
hвх=
10
=0,216
м;
- линейные потери по длине вертикального участка трубы
hверт=
0,03
м;
(23)
Где lверт=Hк+hзп+0,5=4+0,5=4,5 м, тогда
hверт=
0,03
=0,116
м;
- местные потери на повороте трубопровода
hпов=
м;
- линейные потери по длине горизонтального участка трубы
hlгор=0,03
где 0,5=lгор - горизонтальный участок, равный расстоянию от бровки котлована до оси насоса;
- Полный напор
- скоростной напор
hv=