Рыжков Александр : другие произведения.

К.п.водозабор

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
Оценка: 3.69*7  Ваша оценка:

Министерство общего и профессионального

образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Водоснабжения и водоотведения

  
  
  
  
  

Курсовой проект

Тема:Водозаборные сооружения из поверхностных источников

  
  
  
  
  
  
  
  
  

Выполнил Рыжков А.В. шифр 372-030

  

Проверил Покровский Д.С.

  
  
  
  
  

Томск 2002-01-02

Исходные данные

   Производительность водозабора - 48000 м3/сут
   Требуемый напор насосов - 25 м
   Режим реки:
   Расход -20 м3/с
   Min скорость - 0.55 м/с
   Max скорость - 1 м/с
   Концентрация взвеси, р. - 0.8 кг/м3
   Средний диаметр промываемых частиц - 1.0 мм.
   Высота волны, 2h - 0.9 м
   Толщина льда - 0.75 м
   Грунт дна и берега реки - СП
   Глубина промерзания - 2 м
   Условия эксплуатации реки - РБ
   Наличие внутриводного льда - +
   Отметки:
   Дна реки Z1 - 40 м
   Мин. ГВ Z2 - 43 м
   Макс. ГВ Z3 - 48 м
   Ледостава Z4 - 43.4
   Z5 - 44
   Z6 - 48.6
   Z7 - 50
   Длина участков l1 - 3 м
   l2 - 20 м
   l3 - 25 м
   l4 - 21 м
   l5 - 20 м
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   1. Гидравлические расчеты.
   1.1 Определение размеров съемных решеток и входных окон в береговых колодцах и в водоприемниках.
   Площадь водоприемных отверстий определяем по формуле:

Fбр=1.25*К*Qр./V,

где 1.25 - коэффициент, учитывающий засорение отверстий;

Qр. - расчетный расход воды одной секции, м3/с.;

V - средняя скорость втекания воды в одной секции, м3/с.;

К - коэффициент, учитывающий стеснение потока решеток:

К=(а+с)/а;

где а - расстояние между стержнями решеток (40...50 мм);

с - толщина стержня решетки из полосовой стали (6..10 мм).

   Определяем расчетный расход с учетом подачи воды на собственные нужды очистной станции:

Qсут.=1.07*48000=51400 м3; 51400/24=2140 м./ч. = 584 л./с.

   Чтобы не устраивать рыбозащитные приспособления, принимаем скорость втекания воды 0.16 м./с (скорость воды в реке 0.5 м./с, т.е. в 3 раза выше принятой, согласно п. 5.94 [3]).

Fбр=1.25*(0.584/2х*0.16)*1.12=2.54 м2; где (50+6)/50=1.12.

   По условиям эксплуатации реки и расходу принимаем водоприемник типа
   косое колено с размерами решеток 1400*1800 мм из полос листовой стали
   толщиной 6 мм.
        -- Расчет самотечных трубопроводов.
   Принимаем скорость воды в самотечной линии 1 м./с. Тогда диаметр самотечной линии равен:

D=[(4*Q)/(2*п*V)]0.5=[(4*0.584)/(2*3.14*1)]0.5=0.61 м

   Принимаем диаметр трубы 600 мм; скорость в трубе 1.03 м./с.
   При промывке скорость воды в самотечных линиях должна быть не менее

V™10*(0.6*0.001) 0.25=10*0.157=1.57 м./с,

   Где средний диаметр промываемых частиц принят 1.5 мм. Принимаем промывную скорость 1.6 м./с. Тогда промывной расход равен

Qпр.=V*=1.6*0.785*0.62=0.45 м3/с.

Диаметр трубы, подающей промывную воду, равен:

Dпр.=[(4*0.45)/(3.14*4)]0.5=0.4 м или 400 мм.

   1.3 Определение отметок уровней воды в приемных и всасывающих отделениях.
   Отметки уровней воды в приемных и всасывающих отделениях рассчитываются при нормальной работе водозабора и при аварийной, когда одна линия промывается или находится в ремонте.
   Разница отметок уровней воды в реке при низком горизонте Zнгв, в приемном Zпр. и всасывающем Zвс отделениях равняется сумме потерь напора в решетке hр, по длине самотечной линии hтр, на местные сопротивления hм и в сетке hс. Тогда:

Zпр.=Zнгв.-(hр.+hтр.+hм.),

Zвс.=Zпр.-hс.

   Отметка минимального уровня воды в реке равна 43 м. Длина самотечной линии 89 м.
   Нормальный режим. Потери напора по длине в самотечной линии при
   Q=292 л./с и D=600 мм определяем с помощью таблиц Шевелева:

hтр.=1.99*0.089=0.18 м.

Местные потери напора определяем по формуле:

hм=V2/2*g,

   Коэффициенты местных сопротивлений принимаем по [5,6] согласно схеме водозабора:

Суживающий вход в трубе.........0.2

Колено с углом 45®.................0.2

Задвижка............................0.26

Выход из трубы в колодец........1.0

Итого 1.66

   Потери на местные сопротивления составляют:

hм=1.66*1.032/(2*9.81)=0.09 м.

   Потери напора в решетке равны 0.05 м, в сетке 0.1 м.
   Тогда отметки уровня воды:
  -- в приемном отделении: 48-(0.18+0.09+0.05)=47.68 м;
  -- во всасывающем отделении: 47.68-0.1=47.58 м.
   Аварийный режим. При промывке или ремонте одной секции весь расход
   584 л/с. пройдет по одной линии, а скорость удвоится. Тогда потери напора:

hтр.=7.87*0.089=0.7 м hм=1.66*2.062/2*9.81=0.36 м.

   Потери напора в решетках равны 0.1, в сетках - 0.15 м. Тогда отметки уровней воды:
   -в приемном отделении: 48-(0.70+0.36+0.1)=46.84 м;
   -во всасывающем отделении: 46.84-0.15=46.69 м.
   Отметка дна приямка глубиной 0.7 м при высоте сетки 2 м (сетка должна быть затоплена при аварийном режиме) составит: 46.84-2.7=44.14 м.
   1.4 Расчет насосной станции первого подъема.
   Требуемый напор равен 25 м. Согласно исходным данным и принятой схеме водозабора категория надежности подачи воды ||. Ее можно повысить на единицу, выполнив один из пунктов 5.112 или 5.113 [3] при двух рабочих насосах и 1 резервном. Для водозаборов совмещенного типа необходимо предусматривать более производительных насосов или резервировать место для еще одного (четвертого) насоса.
   Подача одного насоса будет равна 292 л./с при H=25 м. По свободному графику подбираем насос 12НДс*960, n=980 об./мин.
   Диаметр входного патрубка 400 мм, к.п.д.=0.87, допустимая вакуумметрическая высота всасывания 5.5 м.

D=[(4*0.292)/(3.14*2)]0.5=0.436 м

   По таблице Шевелева для стальных труб принимаем D=500 мм, V=1.4 м./с.
   Длина всасывающей линии согласно схеме равна 20+5=25 м.
   Потери напора по длине равны: hтр.=4.93*0.025=0.12 м.
   Сумма коэффициентов местных сопротивлений согласно схеме равны:
   Вход в трубу при скошенных кромках............0.15

Поворот трубы на 90 (2 поворота)...................1.04

Задвижка...................................................0.26

Разветвление...............................................1.5

Переход суживающий...................................0.1

Итого 3.05

   Тогда местные потери напора равны:

hм.=3.05*(1.42/(2*9.81))=0.31

   Скорость во входном патрубке при D=400 мм равна 0.292/(0.785*0.42)=2.33 м/с. Тогда скоростной напор равен 2.332/19.62=0.28 м. Отметка оси насосов определяем по формуле:

Zон.=Zав.вс.+Hдоп. вак.-(hтр.+h м. +h v+hзап.),

где h v и hзап. - скоростной напор во входном патрубке насоса и кавитационный запас, равный 0.5...1.5 м.

Zон=46.69+5.5-(0.12+0.31+0.28+1.0)=50.48 м.

   Пол машинного зала на 0.8 м ниже оси насоса, т.е. отметка пола равна 49.68 м. Сравнивая эту отметку с отметкой земли в месте расположения НС, равной23 м, находим, что НС 1 подъема должна быть заглубленного типа с глубиной подземной части равной 5.27 м.
   Мощность электродвигателя определяем по формуле:

N=((*g*Q*H)/(1000*))*К=((1000*9.8*0.292*25)/(1000*0.87))*1.15=95 кВт.

   По справочнику [8] выбираем электродвигатель марки А102-6М
   мощностью 125 кВт, n=1000 об/мин, к.п.д.=93.3%.
   2. Технологические расчеты.
   2.1. Подбор грузоподъемного устройства.
   Грузоподъемное устройство для промывки решеток рассчитывается по формуле:

P=(GP+qB*f*FP)*K,

   где GP - масса решетки с тросом, т;

qB - давление воды на 1 м2 решетки, равное 0.5 т/м2;

f - коэффициент трения металла по смоченному металлу, равный 0.44;

   Fp - площадь решетки в м2;
   K - коэффициент запаса, равный 1.5.

P=(0.159+0.5*0.44*2.54)*1.5=1.077 т.

   Принимаем ручную таль с кошкой грузоподъемностью 1 т.
   2.2. Удаление осадка.
   В приемном отделении берегового колодца и в приемном и всасывающем отделениях совмещенного водозабора устраивают приямки для сбора осадка. Дно в отделениях имеет уклон к приямку. Из приямка осадок удаляется эжектором или грязевыми насосами. Производительность эжектора или насоса определяют из учета наполнения осадка слоем 0.7 м и разбавления его при откачке насосом в среднем 8...10 раз. Продолжительность работы эжектора и насоса можно принять равной 0.5..1 час. Осадок с водой сбрасывается вниз по течению реки.
   При размере приямка в плане 1*1 м и высоте слоя осадка 0.7 м его объем равен 0.7 м3. Принимаем коэффициент разбавления осадка равным 3, тогда объем откачиваемой смеси равен 2.1 м3. При работе эжектора в течение 1 часа его производительность должна быть равна 2.1 м3/ч или 0.6 л/с.
   2.3. Расчет сооружений на устойчивость.
   Проверяем береговой колодец диаметром 6 м на всплытие при максимальном уровне воды в реке без учета сил трения грунта о стенки по формуле:

G/W™K,

Где G - вес всего сооружения с надземной частью, т;

W - взвешивающая сила воды по закону Архимеда, т;

K - коэффициент устойчивости равный 1.1.

   Взвешивающая сила равна весу воды, вытесненной стенками и днищем колодца и наружным размерам. При толщине стенок 0.4 м и днища 1 м вес вытесненной воды равен:

W=в*0.785*D2*H=1*0.785*6.82*10.81=394 т.

   Вес стенок колодца при их высоте на 0.7 м выше максимального уровня воды в реке.

Gст. =Dср. Hср. =2.53.146.411.510.4=232 т.

   Вес днища при средней его толщине 0.9 м равен:

Gдн. =2.53.1432 0.9=64 т.

   Вес двух перегородок при их толщине 0.3 м равен:

Gпер. =22.50.3611.51=105 т.

   Вес наземного павильона при толщине кирпичных стен 0.5 м равен:

Gпав. =1.54.2460.5=72 т.

   Общий вес колодца с наземным павильоном без веса оборудования составляет 473 т. Коэффициент устойчивости равен 473/394=1.2.
   Следовательно береговой колодец всплывать не будет.
   2.4. Мероприятия по борьбе с шугой и донным льдом.
   Требуемая мощность N кВт для обогрева стержней решетки находим по формуле:

N=0.0016Fсt,

Где - максимальный коэффициент теплоотдачи от стержня решетки к воде, ккал/(м2 ч®С);

Fс - площадь обогреваемой поверхности всех стержней решетки, м2;

t - перепад температуры между стержнем (+0.05®С) и водой (-0.08®С). Принимаем t=0.13®С.

   С учетом влияния шуги коэффициент теплоотдачи подсчитываем по выражению:

=1150-((b/d)+1) v/d,

где b - ширина стержня, м;

d - диаметр лобовой части стержня решетки, м;

v - скорость движения воды в прозорах решетки, м/с.

   Суммарная площадь обогреваемой поверхности стержней определяем по формуле:

Fс =nHPс,

где n - число стержней в 2-х решетках, равное 2*В/(a+c), где В ширина одной решетки, м;

H - длина стержня, равная высоте решетки, м;

Pс - периметр сечения одного стержня, м .

=1150(-(0.022/0.016)+1)0.5/0.016=55379.69

Fс =501.80.088=7.92 м2

N=0.001655379.697.920.13=91.2—91 кВт.

ЛИТЕРАТУРА

   1 Николадзе Г.И., Сомов М.А. Водоснабжение. Учеб. для вузов.-М.:
   Стройиздат, 1995.
  -- Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Учеб. для вузов.-М.: Стройиздат, 1982.
  -- СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.-М.:
   Минстрой РФ, 1996
  -- Справочник монтажника. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений/ Под. ред. А.С. Москвитина,-М.: Стройиздат, 1979.
  -- Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий/ Под. ред. И.А. Назарова.-М., 1977.
  -- Турк В.И., Минаев А.В., Карелин В.Я. Насосы и насосные станции.-М.: Стройиздат, 1976.
  -- Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета. М.: Стройиздат, 1973.
  -- Справочные данные по электрооборудованию.-М., 1964.
  -- Тугай А.М. Расчет и конструирование водозоборных узлов.-Киев: Будивельник, 1978.
  -- Тугай А.М., Терновцев В.Е. Водоснабжение. Курсовой проектирование.-Киев: Выш. шк., 1980.

  
Оценка: 3.69*7  Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"