- •1. Выбор способа водопонижения
- •2. Фильтрационный расчёт и построение кривой депрессии
- •3. Расчёт водосборной системы
- •3.1. Конструирование водосбора внутри котлована
- •3.2. Выбор конструкции зумпфа
- •4. Расчёт насосной установки
- •4.1. Расчёт системы всасывающей и напорной сети.
- •4.2. Подбор марки насоса
- •5. Расчёт ливневого коллетора
3.2. Выбор конструкции зумпфа
Местоположение зумпфа задается таким образом, чтобы водоотводящие каналы выполняли свои функции.
Вместимость зумпфа:
, м3 (11)
где t=10 минут - время наполнения.
м3
Исходя из практики строительного производства, для данного строительного котлована и выбранной конструкции зумпфа (деревянный прямоугольный колодец), с учетом рекомендаций СНиП [8]по поводу заглубления, можно взять глубину зумпфа h=2 м.
Тогда объем зумпфа рассчитывается исходя из геометрии конструкции:
, м3, (12)
Вычисляется время заполнения зумпфа, которое должно быть больше 10 минут:
, принимаем а=1м
t=Wзп/Qпр≥10 мин (13)
t=2/0.007=2857 с = 47,6 мин ≥ 10 мин
4. Расчёт насосной установки
Насос обеспечивает перекачку собранного фильтрата в приемник удаляемой воды, в качестве последнего могут служить в черте населенного пункта - ливневые канализационные сети; в окрестной местности – близлежащие водоемы, овраги. В этом случае следует исключить образование оползней, размывов грунта, заболачивание местности.
Подача насоса должна быть несколько больше притока воды в котлован (примерно в полтора раза) для возможности работы насоса с перерывами
Qнас >1.5Qпр (14)
Напор насоса должен обеспечивать перекачку воды, т.е.
Ннас>Нрасч. (15)
4.1. Расчёт системы всасывающей и напорной сети.
Предпосылки:
-
скорость во всасывающем и напорном трубопроводе в первом приближении принимается равной 1 м/с;
-
на практике, обычно диаметр всасывающего трубопровода больше диаметра напорного, и скорость во всасывающей линии около 0,7 м/с;
-
всасывающая линия рассчитывается с учетом потерь в местных сопротивлениях. А именно: на входе всасывающего трубопровода установлена сетка с обратным клапаном. Труба имеет плавный поворот на 90˚. Потери на вход воды не учитываются, т.к. эта величина входит в КПД насоса;
-
напорная линия рассчитывается как простой трубопровод без учета местных потерь.
Расчет напорной линии:
1. Из уравнения неразрывности потока определяется диаметр напорного трубопровода.
, м (16)
Принимаем стандартный диаметр по таблицам dст = 50 мм.[4]
2. Определяем фактическую скорость в трубопроводе vф:
, м/с (17)
м/с.
3. Определяем потери напора по длине по формуле Дарси – Вейсбаха hl:
, м (18)
где, l – коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси), принимается равным 0,03[3];
ℓ = ℓнап – длина трубы, отводящей фильтрат, т.е. расстояние от оси насоса до оси ливневого коллектора, принимается равной 200 м;
dст – стандартный диаметр трубопровода;
vф – фактическая скорость движения воды;
g – ускорение свободного падения;
4. Строится пьезометрическая линия p-p (Рис.5), для чего назначается величина свободного напора Нсв. Hсв= 5м – запас, чтобы система хорошо работала и вода била струей.
5. Всасывающая линия.
Для определения напора и фактического вакуума надо знать гидравлические потери на всасывающей линии:
1) Потери напора в местных сопротивлениях hj определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:
, м (19)
где, - коэффициент местных потерь[3].
Принимаем = 3,7- для входа в трубу с сеткой и обратным клапаном
= 0,55 - для плавного поворота трубы на 90˚,
- обратный клапан.
Тогда: hjc=
hjk=10,15
hjп=
2) Линейные потери определяем по формуле Дарси-Вейсбаха (18) отдельно для вертикального и горизонтального участков.
Для вертикального участка l=lв=hнас, длина, которую можно вычислить из геометрии схемы (сумма глубины котлована, глубины зумпфа и расстояние от верха котлована до оси насоса, равная 0,5 м)
(20)
м
,
Для горизонтального участка l=lг, которую можно определить из геометрии расчетной схемы с учетом расстояния от бровки котлована до оси насоса, равного 0,5 м
lг=1,83+0,5=2,33м
,м
6. Строятся напорная E-E и пьезометрическая p-p линии (Рис.5)
Рисунок 5 – Схема насосной установки