ПЗ Воронов (1195658), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Фильтр такой конструкцииобладает хорошими гидравлическими свойствами и обеспечиваетэффективную работу скважины при длительной эксплуатации.Опорным каркасом фильтра является стержневая труба из прутьев,приваренных к опорным кольцам и соединительным патрубкам;ВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист34патрубки и кольца изготавливаются из горячекатаных труб (ГОСТ 873187);прутья диаметром dпр = 12  16 мм изготавливаются из прутковой сталимарки Ст7;защитаопорногокаркасаоткоррозиипроизводитсякремнийорганической краской ВН-30;каркас обматываются проволокой из нержавеющей стали диаметромdп = 2  4 мм;крепление проволочной обмотки производится эпоксиной смолой ЭД-6;скважность водоприемной поверхности должна быть в пределах = 30  60 %.Зазор между соседними витками проволоки обмотки, мм, определяетсяиз равенства:aф  k  d 5 ;(3.3)где d5 - размеры частиц грунта, мм, меньше которых в водоносномпласте содержится 50 %;k - коэффициентконструкциифильтра,зависящийоткоэффициента неоднородности пород kн, определяемого извыраженияkн d 60d10(3.4);где d6, - размеры частиц грунта, мм, меньше которых в водоносномd10пласте содержится соответственно 60 и 10 %.Скважностьводоприёмныхповерхностей,%,определяетсякакотношение площади фильтрации ф к общей площади водоприёмнойповерхности  по формуле100фВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм.

Лист№ докум.Подпись Дата(3.5)Лист35Скорость пропуска воды через водоприёмную поверхность, м/с, изуравнения неразрывности потока определяется по формулеVф qπd фlф,(3.6)где q - расход воды через водоприёмную поверхность, м3/с; - скважность водоприёмной поверхности в долях единиц.Далее приведён расчёт водоприёмной поверхности фильтра.Характеристики конструкции каркаса фильтра:диаметр патрубка и опорного кольца наружныйdк = 377 мм (труба 3778);длина верхнего патрубка 300 мм;длина нижнего патрубка 200 мм;ширина опорного кольца 30 мм;расстояние между опорными кольцами 300 мм;диаметр стержней dпр = 14 мм;количество стержней по образующей nпр = 24;просвет между соседними стержнями каркасаак = (dк + 2dпр) / nпр – dпр = 3,14 (325 + 14) / 24 – 14 = 39 мм.Характеристики конструкции водоприёмной поверхности фильтра:диаметр проволоки обмотки каркаса dп = 2,5 мм;гранулометрический состав водовмещающих пород: d50 = 1,2 мм,d10 = 0,8 мм, d60 = 1,6 мм;коэффициент неоднородности в соответствии с гранулометрическимсоставом водовмещающих пород по формуле (3.2)kн 0,8 2;0,4коэффициент конструкции фильтра kв = 1,5 (в зависимости от kн);зазор между витками проволоки по формуле (3.3)скважность водоприёмной поверхности формуле (3.4)ВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм.

Лист№ докум.Подпись ДатаЛист36k н  1,5 1,2  1,8 мм ;что100 аф( аф  d п )соответствует100  0,931%;(0,9  2,0)рекомендуемомудиапазонускважности = 30  60 %Диаметр водоприёмной поверхностиd ф  d k  2d пр  2d п  377  2 14 + 2  2,5 = 410 мм = 0,41 мПри расходе q = 57,9 л/с = 0,58 м3/с скорость пропуска воды черезводоприёмную поверхность по формуле (3.5)Vф 0,58 0,01m / c3,14  0,41  13,2  0,42что не превышает рекомендуемого значения Vф.мах ≤ 2 м/сГидравлический расчёт водозабора3.7Принятые размеры водоприёмной поверхности фильтра считаютсяоптимальными при обеспечении необходимого расхода водозабора Qи соблюдении условия:S ≤ Sдоп,где S(3.8)- понижение уровня воды в скважине, м;Sдоп - допустимое понижение уровня воды в скважине, м.Допустимое понижение уровня воды в скважине, м, для напорныхгоризонтов приближённо может быть определено из выраженияSдоп  H e  0,3  0,5m  H н  Н фгдеНе- напор над подошвой горизонта, м;m- мощность водоносного горизонта, м;Нн- глубина погружения нижней кромки насоса(3.9)под динамический уровень воды, м;Нф- потери напора на входе в скважину, м.ВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм.

Лист№ докум.Подпись ДатаЛист37Понижение уровня воды в скважине для напорных горизонтов (безучёта потерь напора на входе в скважину Нф), м, определяется поформулеVф QR;2  k  m(3.10)где Q - суточная производительность водозабора, м3/сут;m - мощность водоносного горизонта, м;k - коэффициент фильтрации водовмещающих пород, м/сут;R - гидравлическоесопротивление,гидрогеологическихусловийизависящеетипаотводозаборногосооружения, для одиночной скважины определяется поформулеR  R 0   ;(3.11)где R0 - гидравлическое сопротивление водовмещающих пород; - отношение расхода скважины к общему расходу водозабора; - коэффициентнесовершенстваскважиныпостепенивскрытия пласта.Гидравлическое сопротивление водовмещающих пород в артезианскихбассейнах, для линейного ряда скважин определяется по формулеR0  ln5,4rвлLск1 ln,Lскnскπ rо nск(3.12)где Lс - расстояние от крайней скважины линейного ряда скважин докего центра, м;rо - радиус скважины в её водоприёмной части, м;rвл - радиус влияния скважины, м, определяется исходя извыраженияrвп  1,5 at ;где t- время,накотороерассчитывается(3.13)понижениеуровняподземных вод, сут.ВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм.

Лист№ докум.Подпись ДатаЛист38a - коэффициент пьезопроводности водоносного пласта, м2/сут,определяется по формулеaгде  - коэффициентkm(3.14)водоотдачиводовмещающихпород,определяется по формуле  0,177 7 k .(3.15)Коэффициент, учитывающий несовершенство скважины по степенивскрытия пласта достаточно точно определяется по формуле вс lф  1  m m ln  , rо (3.16)гд , - показатели степени, при расположении фильтра в среднейе части пласта  = 3,0  = 2,0, при примыкании фильтра к одномуиз водоупоров  = 2,5  = 1,9.Потери напора на входе в скважину, м, можно определить поэмпирической зависимости, предложенной С.К.

Абрамовым в виде:ΔН ф   фQск S,kπ d ф l ф(3.11)гд  - параметр фильтрационного сопротивления, принимается вефпределах 0,06  0,08 для дырчатых и щелевых фильтров,0,08  0,10–длякаркасно-стержневыхфильтровспроволочной обмоткой и гравийной обсыпкой, 0,1  0,15 – дляфильтров из штампованного листа с песчано-гравийнойобсыпкой и 0,15  0,25 – для сетчатых фильтров.Расчет допустимого понижение уровня:глубина погружения низа насоса под уровень воды Нн = 4 м(принимается предварительно);ВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм.

Лист№ докум.Подпись ДатаЛист39потери напора на входе в скважину Нф = 1 м (принимаетсяпредварительно);мощность водоносного горизонта m = 40 м;напор над подошвой горизонта Не = 55 м.Допустимое понижение уровня воды по формуле (3.8)Sдоп = 55 – [0,5  40 + 3,5 + 1,5] = 30 м.Расчёт понижения уровня воды:коэффициент фильтрации пород k = 93 м/сут (по заданию);коэффициент водоотдачи пород по формуле (3.15)  0,177 7 93  0,34 ;коэффициент пьезопроводности пласта по формуле (3.14)a = 93  40 / 0,34 = 10999 м2/сут;время понижения уровня принимаетсяt = 45 лет = 45  365 = 16425 сут;радиус влияния скважины по формуле (3.13)rвл = 1,510999 16425 = 20161,5 м;диаметр водоприёмной поверхности dф = 0,41 м;радиус скважины в её водоприёмной частиrо = dф / 2 = 0,41 / 2 = 0,205 м;при расстоянии между скважинами 30 м расстояние от крайнейскважины до центра Lск =45 м;гидравлическое сопротивление пород по формуле (3.12)R0 = ln5,4  20161,5 145= 10,58;  ln453π  0,205  3Так как водоприёмная поверхность прилегает к своду горизонтапоказатели степени в формуле (3.16) принимаются равными  = 2,5 и = 1,9;длина водоприёмной поверхности lф = 13,2 м;ВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм.

Лист№ докум.Подпись ДатаЛист40коэффициент несовершенства скважины по степени вскрытия поформуле (3.16) вс 13,2  1 40 2,5 40  ln 0,205 1,9 8,67 .Отношение расхода скважины к общему расходу водозабора = Qск / Q = 5000 / 15000 = 0,333;гидравлическое сопротивление скважины по формуле (3.11)R = 10,58 + 0,333  8,67 = 13,47;понижение уровня воды без учёта потерь напора на входе в скважинупо формуле (3.9)S5000 13,47  8,64 м.2  3,14  93  40С учётом конструкции сопротивление фильтра ф = 0,085;потери напора на входе в скважину по формуле (3.17)ΔН ф  0,0855000  8,64 0,76 м ,93  3,14  0,41 13,2что менее ранее принятого Нф = 1,0 м при расчёте Sдоп в выражении(3.17), следовательно расчёт можно считать верным.Проверка выполнения условия (3.9), а именноS  8,64  0,76  9,4 < Sдоп  9,4 муказывает, что расчётный дебит водозабора при принятой конструкциии количестве скважин будет обеспечен полностью.Отметка динамичекого уровня, отметка статического уровня Zст=-25,0мZдин = Zст – (S + Нф) = -25,0 – (4,64 + 0,36) = -34,4 м.ВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм.

Лист№ докум.Подпись ДатаЛист41Подбор водоподъёмного оборудования3.8Для определения напора насоса необходимо определить потеринапора в трубопроводах по пути движения воды.Отводозаборныхводоподготовкипоскважинводасистемеподаётсясборныхнасооружениянапорныхводоводов,объединяющихся камерами переключений.

Для прокладки водоводовиспользуются стальные трубы по ГОСТ 10704-76 с усиленнойпротивокоррозионной гидроизоляцией. Водоводы прокладываютсяспособом надземной прокладки на низких бетонных опорах ипокрываются теплоизоляцией.Расчет водоводов производится в соответствии со схемой, показаннойна рисунке 4. Определение местных потерь напора не производится, ихвеличина учитывается увеличением потерь напора по длине на 10% .Данные гидравлического расчета приведены в таблице 10.Скв.№4Скв.№2Скв.№343q=257,9 л/cl3-4=30 м5Скв.№1ZЗ.ВЗ =25,0Скв.№12Zвор =40,652q=57,9 л/cl2-3=40 мq=286,8 л/cl4-5=150,0 мФильтрыq=57,9 л/cl1-2=62,5 мZдин=-34,4Zн=-35,4Насос1hн=1мРисунок 4 – Схема для расчёта сборных водоводов и определениянапора насосовТаблица 10– Гидравлический расчёт сборных водоводовВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм.

Лист№ докум.Подпись ДатаЛист42№РасходДиаметр Скорость Длинаучасткаq, л/сØ, ммV, м/сl, м1000iПотериh =1,1hl, м1-257,91503,062,5103,17,082-357,92001,74023,31,033-457,92001,73023,30,774-586,83001,41506,41,06Всего9,93Определение требуемого напора насосов:отметка земли в точке подачи Zвор = 40,6 м;отметка динамического уровня воды Zдин = -34,4 м;геометрическая высота подъема водыH г  Z вор  Z дин  40,6  34,4  75 мпотери напора в напорном трубопроводе h = 9,9 м (таблица 10);требуемый напор насоса по формуле:Hн.тр = 75 + 9,9 = 84,9 м.Расход скважинного насоса в соответствии с производительностью ипринятой схемой водозабора qн = 208,3 м3/ч = 57,9 л/с.Для подъёма воды из скважины к работе принимается погружной насосЭЦВ12-210-85сэлектродвигателемПЭДВ65-270,имеющийследующие характеристики:напор при требуемой подаче Hн = 86,0 м;наружный диаметр dн = 281мм;наименьший внутренний диаметр эксплуатационной колонны dэ = 301мм;диаметр водоподъемной трубы dу = 150 мм;длина насоса lн = 1,05 м;длина двигателя lдв = 1,85 мм;глубина погружения насоса под воду (подпор) hн = 1,0 м;мощность электродвигателя N = 65 кВт;ВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-443Изм.

Характеристики

Список файлов ВКР