5.1. Расчет системы всасывающей и напорной сети

Расчет напорной линии

Из уравнения неразрывности потока определяется диаметр напорного трубопровода d:

где – скорость во всасывающем и напорном трубопроводе в первом приближении, м/с.

Стандартный диаметр d_ст подбирается в соответствии с ГОСТ 10704 – 91 «Трубы стальные электросварные прямошовные». d_ст = 0,066 м.

Для выбранного стандартного диаметра уточняется скорость в трубопроводе – фактическая скорость _ф:

Определяются потери напора по длине по формуле Дарси – Вейсбаха h_l:

где - коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси);

- длина трубы, отводящей фильтрат.

Гидравлический коэффициент трения для стальных труб промышленного изготовления определяется по формуле А. Д. Альтшуля:

где - эквивалентная шероховатость,0,00005 м.[7]

–число Рейнольдса.

Число Рейнольдса определяется по формуле:

где – кинематическая вязкость воды приt = 5° C, = 151,9.[8]

Строится пьезометрическая линия р-р (рис. 4), для чего назначается величина свободного напора H_св = 5 м. Это необходимый запас, для устойчивой работы системы.

Расчет всасывающей линии

Для определения напора и фактического вакуума необходимо знать гидравлические потери на всасывающей линии.

1. Потери напора в местных сопротивлениях определяются по формуле Вейсбаха:

где ξ - коэффициент местного сопротивления, определяются по [7];

- вход в трубу с сеткой

- обратный клапан

- плавный поворот трубы

2. Линейные потери определяются по формуле (5.4):

- отдельно для вертикального участка , длина которого вычисляется из геометрии расчетной схемы (сумма глубины котлована, глубины зумпфа, первоначальное углубление лотка, углубление за счет уклона и расстояние от верха котлована до оси насоса(0,5 м)).

- отдельно для горизонтального участка длина которого определяется из геометрии схемы с учетом расстояния от бровки котлована до оси насоса, равного 0,5 м и половины ширины зумпфа:

- строится напорная E-E и пьезометрическая p-p линии.

5.2. Подбор марки насоса

Насос назначается исходя из трех характеристик: производительности ; напораН; вакуума Н_вак.

Н = Н_ман + h_нас (5.8)

Определяется фактический вакуум с помощью уравнения Бернулли:

Для плоскости сравнения 0-0 и выбранных сечений I – I и II- II(рис.4) имеется:

= 0

=0

Уравнение преобразуется в следующий вид:

; (5.11)

.

Марка подобранного насоса: CД 16/25б (Центробежный консольный вертикальный моноблочный электронасос).

Характеристики:

- подача = 13 ;

- напор H = 17,5 м;

- мощность P = 1,4 кВт:

6. Расчет ливневого коллектора

Назначение ливневого коллектора:

Ливневой коллектор служит для транспортировки отводящихся вод в очистные сооружения.

Ливневые коллекторы выполняются в виде каналов замкнутого поперечного профиля.

Гидравлический расчет в условиях безнапорного равномерного движения выполняется по формуле Шези [2]:

(6.1)

Формула расхода:

(6.2)

При расчёте канализационного коллектора используется метод расчёта по модулю расхода[7], для этого необходимо определить расходы и скорости для различных степеней наполнения коллектора, как некоторой части от расхода и скорости, соответствующей его полному наполнению.

(6.3)

(6.4)

где A и В коэффициенты, зависящие от формы поперечного профиля и степени наполнения канала (a), определяются по графику «Рыбка» [7];

уклон коллектора;

модуль расхода при полном наполнении коллектора,

модуль скорости при полном наполнении коллектора,;

, (6.5)

где а - степень наполнения канала;

h- глубина равномерного движения, м;

d- диаметр, м

Расчет выполняется с учетом некоторых замечаний:

- в практике строительного производства обычно принимают степень наполнения равную а=0,5-0,7. В данной работе а = 0,6;

- коэффициент шероховатости канализационных труб n принимают равным n=0,011-0,014, принимается n=0,013 [8];

- уклон коллектора принимается в пределах i=0,001-0,005, принимается i=0,003.

Расчет:

1. С графика «Рыбка» (рис. 6) снимается значение А для заданной степени наполнения а=0,6 , А=0,68

2. Определяется модуль расхода:

(6.6)

3.Из таблицы подбираются по высчитанному модулю расхода и коэффициенту шероховатости n=0,013 ближайший диаметр d и соответствующие табличные данныеи:

d=125мм

= 0,0938 м³/с

=7,65 м/с

4.Уточняется истинное значение наполнения коллектора:

(6.7)

5. По графику «Рыбка» по значению А определяется степень наполнения а=0,6 , этому наполнению соответствует В=1,08

6. Находится глубина равномерного движения

(6.8)

7.Определяется скорость движения по формуле (6.4):

.

Рисунок 6 ̶ График «Рыбка» для круглого поперечного сечения канала.