2.2 Определение размеров водоприемных окон водозаборных сооружений

Площадь водоприемного отверстия (брутто) одной секции определяется в м² определяется по формуле:

, м²

где 1.25 – коэффициент, учитывающий засорение отверстий;

–расчетный расход одной секции, м³/с;

–коэффициент, учитывающий стеснение отверстий стержнями решеток, принимаемый равным:

где – расстояние между стержнями в свету (прозор решетки);

–толщина стержней, см.

Если водозаборы проектируются с водоприемниками фильтрующего типа, то равен:

где – пористость фильтрующего материала водоприемника;

для гравийно-щебеночных обсыпок;

для пороэластовых фильтров;

–скорость втекания в водоприемные отверстия [м/с], отнесенная к их сечению в свету.

Лист

7

При средних и тяжелых условиях забора воды, когда нет необходимости в устройстве рыбозащитных сооружений, допустимая скорость втекания в водоприемные отверстия береговых незатопленных водоприемников принимается соответственно равной 0,6 и 0,2 м/с.

Для водоприемников затопленного типа при тех же условиях забора воды скорость втекания снижается до 0,3 и 0,1 м/с.

При очень тяжелых шуголедовых условиях скорость втекания воды в прозорах решетки водоприемника снижается до 0,06 м/с. Размеры входных устройств в этом случае значительно увеличиваются.

Для водозаборов глубинного типа с послойным отбором воды допустимые скорости втекания в водоприемные отверстия обосновываются специальными расчетами.

Скорость воды на входе в водоприемники фильтрующего типа определяется по формуле:

, м/с

где – критическая скорость для рыбной молоди;

–длина мальков рыбы (0.5 – 4 см).

Для водозаборов на которых предусматриваются рыбозащитные устройства в виде заградительных сеток с отверстиями 3-4 мм перед водоприемными окнами допустимая скорость втекания воды принимается равной 0.25 м/с для рек со скоростью течения более 0.4 м/с, а для рек со скоростью течения менее 0.4 м/с и стоячих водоемов скорость втекания принимается равной 0.1 м/с.

Для легких условий забора воды допустимая скорость втекания может быть повышена.

В данном курсовом проекте приняты:

- средние условия забора воды.

м/с

Решетка съемная для входных окон: расстояние между стержнями 50 мм; диаметр стержней 10 мм; масса 305 кг.

Лист

8

Рисунок 1 – Решетка съемная для входных окон

Таблица 1 – размеры, мм, и масса, кг, сороудерживающих решеток водоприемных отверстий водозаборных сооружений.

Проходное отверстие окна	Площадь живого сечения решетки, м2	H	H1	H2	h	h1	L	L1	Масса
600x800	2,58	1040	900	800	50	40	700	600	33

, м²

Принимаем оголовок раструбный на железобетонной плите.

Принимаем 1 отверстие на 1 оголовок 600×800.

Определяем фактическую скорость втекания в водоприемные отверстия с учетом выбранных размеров решеток и их количества.

, м/с

где – фактическая площадь одной решетки;

–количество решеток.

Лист

9

2.3 Определение размеров водоприемных окон плоских сеток

Так как производительность одного водозабора менее 1 м³/с, то принимаем плоские сетки.

Площадь брутто сеток определяется по формуле:

, м²;

где определяется по формуле:

;

где a – расстояние между проволоками сетки;

с – толщина или диаметр проволоки.

d = 1

a = 4.5

–скорость втекания в ячейки плоских сеток. Принимаем равной 0.2 – 0.4 м/с

м²

По справочнику проектировщика подбираем размер и вес сеток съемных.

Принимаем сетку съемную плоскую размером 800х800 мм, общей массой 43.6 кг.

Лист

10

Рисунок 2 – Сетка съемная плоская для входных окон

Таблица 2 – размеры, мм, и масса, кг, сеток съемных плоских.

Размеры перекрываемого отверстия		L	H	Общая масса сетки из проволоки d = 1 мм с ячейками размером 3,5х3,5 мм
ширина	высота
800	800	930	930	43.6

м/с

2.4 Определение диаметра самотечных линий водозаборного сооружения

Определяем диаметр по формуле:

Принимаем ориентировочную скорость согласно таблицы 14 СНиП.

Так как число самотечных линий принимаем равным 2, то q_p = 0.0535.

Принимаем ближайший диаметр по сортаменту для стальных труб ГОСТ 10.704 – 91.

Лист

11

Определяем по выбранному диаметру фактическую скорость движения воды в самотечных трубах по формуле:

м/с.

мм.

Принимаем:

- наружный диаметр Dн = 273 мм;

- толщина стенок δ = 9 мм;

- масса 1 метра m = 58,6кг.

Проводим проверку скорости движения воды в самотечных линиях на незаиляемость.

Определяем незаиливающую скорость:

ρ = 95 мг/л = 0.095 кг/м³

ω = 27 мм/с = 0.027 м/с

u = 0.07·1.55м/с = 1,09 м/с

м/с

Определяем скорость подвижности наносов.

м/с

м/с

Выполняем анализ устойчивости самотечных линий к всплытию по формуле:

Лист

12

где , [Н];

m – масса стальной трубы длиной 1 м.

, Н

м²

Вывод: диаметр самотечной линии выбран верно.

Лист

13

3. Определение отметок расчетных уровней воды в приемном отделении колодца

Отметку расчетного уровня воды в приемном отделении берегового колодца при нормальном режиме определяем по формуле:

, м

, м

где ,– максимальная и минимальная отметки воды в приемном отделении, м;

–максимальная и минимальная отметки воды в реке при расчетной обеспеченности, м;

–общие потери напора в водоприемных устройствах, м.

Для береговых водоприемников = 0.

Для русловых водозаборов потери напора определяются по формуле:

, м

где: – потери напора в решетках (м);

–потери напора в элементах оголовка (щелевых или вихревых камерах, водоприемном фильтре). Чем больше производительность, тем больше . Принимаем= 2.5.

–потери напора по длине и в самотечных линиях на участке от входа воды в водовод до выхода в колодец.

, м

S – коэффициент удельного гидравлического сопротивления одной нитки водовода из новых стальных труб, определяемый по формуле:

КП – 2069059 – 270112 – 081532 – 11

14

Лист

м.

м.

м.

Определяем отметки расчетных уровней воды в приемном отделении колодца при форсированном режиме.

, м.

, м.

, м.

где n – число ниток водоводов при аварии;

–скорость в самотечной линии при аварийном режиме.

При аварийном режиме самотечная линия рассчитывается на полный пропуск расхода.

м/с.

м/с

м.

м.

м.

м.

Лист

15

4. Определение отметок расчетных уровней воды во всасывающем отделении колодца

Отметки расчетных уровней воды во всасывающем отделении колодца при нормальном режиме определяется по формуле:

, м;

, м,

где – потери напора в сетках.

При нормальном режиме м.

м.

м.

Отметки при форсированном режиме во всасывающем отделении колодца определяются по формуле:

, м.

, м,

где – сумма потерь напора в сетках при форсированном режиме, принимается равной от 0.15 до 0.2 м.

м;

м.

КП – 2069059 – 270112 – 081532 – 11

16

Лист

5. Определение основных рабочих характеристик насосов насосной станции I подъема. Выбор насосного оборудования

Определяем производительность НС I п по формуле:

, м³/ч.

м³/ч=0.105м³/с

Определяем необходимую производительность одного насоса на НСIп по формуле:

, м³/ч

где n – количество насосов.

n = 2.

м³/с

Количество резервных агрегатов в НС I п зависит от категории надежности и числа рабочих агрегатов.

Принимаем при двух рабочих 2 резервных насоса.

Определяем напор одного насоса по формуле:

, м.

Определяем потери напора в водоводе по формуле:

, м.

Определяем диаметр водовода из чугунных труб по формуле:

, м.

где – допустимая расчетная скорость в напорном водоводе, которая определяется в зависимости от диаметра по таблице СНиП.

м ≈250 мм.

КП – 2069059 – 270112 – 081532 – 11