Расчет водобойных колодцев трубчатых перепадов
Водобойные колодцы трубчатых перепадов бывают прямоугольными и цилиндрическими.
Расчет прямоугольного водобойного колодца
При расчете необходимо определить длину lк и глубину колодца dк (см. рис). Ширина B принимается по конструктивным соображениям, в зависимости от размеров стояка. Обычно B ≥ 1,5D.
1. Определение глубины колодца dк.
Если рассмотреть уравнение Бернулли для сеченийI–I и C–C, и принять сечение I–I на небольшом расстояние от дна (т.е. глубина h1 примерно равна глубине в сжатом сечении hc), то скорость в сжатом сечении можно определить по формуле:
,
где v1 – скорость в сечении I–I, которую можно принять равной скорости на выходе из стояка,
ζвк – коэффициент сопротивления колодца, принимается по таблицам в зависимости от соотношения B/D.
Первая сопряженная глубина гидравлического прыжка hc’ в данном случае (при надвинутом прыжке) равна глубине воды в сжатом сечении hc:
hc’ = Q/Bvc.
Вторая сопряженная глубина hc’’ рассчитывается по формуле:
,
где hкр – критическая глубина, для прямоугольного колодца определяется:
,
здесь α = 1…1,1.
Тогда глубина колодца в этих условиях находится по зависимости:
dк = σhc’’ – t,
где t – бытовая глубина в отводящем коллекторе,
σ – коэффициент затопления гидравлического прыжка (1,05…1,3).
На практике при расчете перепада вначале определяют среднюю скорость vср при принятой глубине колодца dк = 0. Затем рассчитывают новое значение dк и корректируют высоту перепада T0. Расчет повторяется примерно 2–3 раза.
|
|
|
2. Определение длины колодца lк.
Общая длина колодца складывается из величин (см. рис):
lк = l1 + lсж + lпп,
где l1 – расстояние от оси стояка до стенки, равное не менее 1D,
lсж – расстояние от оси стояка до сжатого сечения, lсж = 0,5D,
lпп – длина подпертого гидравлического прыжка, можно использовать формулу:
lпп = 4,5βhc’’,
здесь β = 0,5.
Основы расчета трубчатых перепадов с гашением энергии соударением потоков
Трубчатый перепад этой конструкции имеет два стояка (см. рис). В водобойной камере происходит лобовое соударение двух потоков с одинаковым расходом и эффективное гашение избыточной энергии, причем устройство дополнительного специального водобойного колодца в ряде случаев не требуется.
Без расчета, конструктивно, принимаются ширина водобойной камеры B, ее глубина hкам, длина Bк и ширина отводящего лотка b. Расстояние между стояками следует принимать равным:
lст = b + 2a,
где a – расстояние от края до оси стояка, не менее 1,5D.
Затем определяется высота буруна, глубина и скорость потока в отводящем лотке. Для этого рассчитывается первая сопряженная глубина гидравлического прыжка по формуле из расчета прямоугольного водобойного колодца (см. выше). Затем по аналогичной формуле находится критическая глубина. При относительных размерах камеры и лотка в пределах B/D = 1,25…7,1 и B/b = 0,5…4 величина hср может быть определена по эмпирической формуле:
|
|
|
,
где qп – расход, приходящийся на один стояк,
B – ширина камеры, приходящаяся на один стояк,
b – ширина лотка.
Общая высота камеры с учетом пульсации и аэрации потока определяется по формуле:
hстр = 1,8hср + hкам.
Если hc’’ > t, то после камеры следует устраивать водобойный колодец, размеры которого определяются по вышеприведенным уравнениям.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 687; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!