Гидравлический расчет и проектирование дюкера
Проектирование дюкера производится в соответствии с требованиями п.п.4.38 – 4.40 [3] при учете рекомендаций, изложенных в справочнике [6].
При расчете и проектировании дюкера необходимо учитывать следующее:
1. Дюкер прокладывается перпендикулярно оси водного потока как минимум в две рабочие нитки из стальных труб диаметром не менее 150 мм с усиленной антикоррозионной изоляцией, защищенной футеровкой.
2. Скорость движения сточной жидкости в дюкере не должна быть менее 1 м/с и менее скорости в подводящем коллекторе. При этом диаметр дюкера определяется по зависимости
, мм, | (32) |
где: Q – расчетный расход сточных вод, транспортируемых по дюкеру, м3/с;
n – число ниток дюкера;
– скорость движения сточной жидкости в дюкере, м/с.
При расходах сточных вод, не обеспечивающих минимальные расчетные скорости, одну из двух линий дюкера следует принимать резервной.
3. Расстояние между нитками дюкера в свету зависит от диаметра ниток d и принимается не менее:
· 0,7 м при d = 300 мм;
· 1,0 при d = 400 – 1000 мм;
· 1,5 м при d > 1000 мм.
4. Расстояние по вертикали от возможного размыва дна реки до верха трубы должно составлять не менее 1 м в судоходных реках и не менее 0,5 м в несудоходных.
5. Угол наклона восходящей части дюкера не должен превышать 20º.
6. Входная камера дюкера имеет два отделения, выходная – одно.
Гидравлический расчет дюкера сводится к определению диаметра труб по формуле (32) и величины сопротивления при прохождении сточной воды через дюкер с использованием зависимости
|
|
, м, | (33) |
где: i – гидравлический уклон (выбирается по таблицам [4]);
l – длина дюкера, м;
– сумма потерь напора на местные сопротивления (на вход в трубу, на четыре поворота и на выход из трубы), принимается по [4].
Величина общих сопротивлений вычисляется с целью определения отметки воды в выходной камере как разности между отметкой воды во входной камере и общими сопротивлениями.
Расчеты по формуле (33) производятся:
· при пропуске по одной трубе расчетного расхода, приходящегося на одну нитку (при двух рабочих нитках – половина общего расчетного расхода);
· на случай аварии на одной нитке – при пропуске всего расчетного расхода по оставшимся рабочим ниткам.
При аварии (второй расчетный случай) допускается подпор в сети в пределах, исключающих излив сточных вод на поверхность. В пояснительной записке приводится схема построения пьезометрической линии над подтопленным участком до диктующей точки (наиболее удаленной и низко расположенной). Гидравлический уклон на участках пьезометрической линии определяется по зависимости
, | (34) |
где: – расчетный расход сточных вод на рассматриваемом участке, л/с;
|
|
– расход, пропускаемый трубой заданного диаметра при полном заполнении и уклоне iп, л/с;
iп – уклон участка (по материалам гидравлического расчета).
При расчетах участков канализационной сети на подтопление заполняется ведомость по форме, представленной в таблице 9 (см. пример расчета)
По результатам выполненных расчетов разрабатывается чертеж безнапорного канализационного дюкера [7].
В том случае, когда по условиям задания запроектирован напорный дюкер (идущий непосредственно от насосной станции), расчеты ограничиваются определением его диаметра и общих потерь напора.
Пример гидравлического расчета дюкера.
Исходные данные:
· схема расположения дюкера соответствует принятой на рис.2;
· длина дюкера 70 м;
· расчетный расход сточных вод Q = 38,55 л/с (графа 2 таблицы 8).
Принимаем две рабочие нитки. По формуле (32) определяем диаметр труб дюкера
.
Принимаем d = 150 мм.
По данным таблиц [4] значения скорости , гидравлического уклона I, местных потерь на входе hвх, выходе hвых и четырех поворотах под углом 20º составляют:
= 1,09 м/с; I = 0,013; hвх = 0,034 м;
hвых = 0,0035 м; hпов = 0,0018 м.
Полное сопротивление в дюкере определяется по формуле (33)
|
|
H = 0,013·70 + 0,034 + 0,0035 + 4·0,0018 = 0,955 м.
При пропуске по одной нитке всего расхода (38,55 л/с) в случае аварии скорость в дюкере возрастает в 2 раза, а общие потери увеличиваются приблизительно в четыре раза и составят
Hавар = 4·0,955 = 3,820 м.
Во входной камере образуется подпор, равный
h = 3,820 – 0,955 = 2,865 м.
Отметка уровня воды во входной камере (в точке Д1) составит (см. таблицу 8 графа 13)
.
Отметка поверхности земли в этой точке = 14,0 м, поэтому излива сточных вод в данной точке не будет.
Проверка условий работы в напорном режиме вышерасположенных участков правобережного коллектора производится путем заполнения таблицы 9 с использованием формулы (34).
Таблица 9
Потери напора при аварии на дюкере
№ участка | Расчетный расход, л/с | Длина участка, м | Диаметр, мм | Гидравли-ческий уклон | Потери напора по длине |
27 – Д1 | 38,55 | 20 | 300 | 0,0018 | 0,036 |
26 – 27 | 38,55 | 430 | 300 | 0,0018 | 0,774 |
25 – 26 | 32,14 | 430 | 300 | 0,0012 | 0,516 |
24 – 25 | 26,40 | 510 | 300 | 0,0008 | 0,408 |
= 1,734 м |
Гидравлический уклон на участке 27 – Д1 составляет
.
На остальных участках гидравлический уклон I определяется аналогично.
Общие потери напора от точки Д1 до точки 24 с учетом местных сопротивлений составляют
|
|
HД1–24 = 1,1·1,374 = 1,907 м.
Отметка поверхности воды в точке 24 равна
.
Отметка земли в точке 24 – 16,20, м. Выхода сточных вод на поверхность не произойдет.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 469; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!