PZ (1195663), страница 6
Текст из файла (страница 6)
1)стержневая труба из прутьев, приваренных к опорным кольцам и соединительным патрубкам;
2)патрубки и кольца изготавливаются из горячекатаных труб (ГОСТ 8731-87);
3)прутья диаметром dпр = 12 ¸ 16 мм изготавливаются из прутковой стали марки Ст7;
4)защита опорного каркаса от коррозии производится кремнийорганической краской ВН-30;
5)каркас обматываются проволокой из нержавеющей стали диаметром
dп = 2 ¸ 4 мм;
6)крепление проволочной обмотки производится эпоксиной смолой ЭД-6;
Cкважность водоприемной поверхности должна быть в пределах = 30 ¸ 60 %.
Зазор между соседними витками проволоки обмотки, мм, определяется из равенства:
|
| (3.3) | |||
| - | k - коэффициент конструкции фильтра, зависящий от коэффициента неоднородности пород kн, определяемого из выражения | |||
|
| (3.4) | |||
Скважность водоприёмных поверхностей, %, определяется как отношение площади фильтрации wф к общей площади водоприёмной поверхности w по формуле
(3.5)
Скорость пропуска воды через водоприёмную поверхность, м/с, из уравнения неразрывности потока определяется по формуле
|
| (3.6) | |||
| г | q | - | ||
Далее приведён расчёт водоприёмной поверхности фильтра.
Характеристики конструкции каркаса фильтра:
1)диаметр патрубка и опорного кольца наружный dк = 377 мм (труба 377´8);
2)длина верхнего патрубка 300 мм;
3)длина нижнего патрубка 200 мм;
4)ширина опорного кольца 30 мм;
5)расстояние между опорными кольцами 300 мм;
6)диаметр стержней dпр = 14 мм;
7)количество стержней по образующей nпр = 24;
8)просвет между соседними стержнями каркаса
| ак = (dк + 2dпр) / nпр – dпр = 3,14 (325 + 14) / 24 – 14 = 39 мм. |
Характеристики конструкции водоприёмной поверхности фильтра:
1)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 гранулометрическим составом водовмещающих пород по формуле (3.2)
коэффициент конструкции фильтра kв = 1,5 (в зависимости от kн);
зазор между витками проволоки по формуле (3.3)
скважность водоприёмной поверхности по формуле (3.4)
что соответствует рекомендуемому диапазону скважности = 30 ¸ 60 %
Диаметр водоприёмной поверхности
При расходе q = 23,6 л/с = 0,24 м3/с скорость пропуска воды через водоприёмную поверхность по формуле (3.6)
что не превышает рекомендуемого значения Vф.мах ≤ 2 м/с
-
Гидравлический расчёт водозабора
Принятые размеры водоприёмной поверхности фильтра считаются оптимальными при обеспечении необходимого расхода водозабора Q и соблюдении условия:
| S ≤ Sдоп, | (3.8) |
Допустимое понижение уровня воды в скважине, м, для напорных горизонтов приближённо может быть определено из выражения
|
| (3.9) |
Понижение уровня воды в скважине для напорных горизонтов (без учёта потерь напора на входе в скважину Нф), м, определяется по формуле
|
| (3.10) | |
| Гидравлическое сопротивление, зависящее от гидрогеологических условий и типа водозаборного сооружения, для одиночной скважины определяется по формуле | ||
|
| (3.11) | |
Гидравлическое сопротивление водовмещающих пород в артезианских бассейнах, для линейного ряда скважин определяется по формуле
|
| (3.12) | |
|
| (3.13) | |
| Коэффициент пьезопроводности водоносного пласта, м2/сут, определяется по формуле | ||
|
| (3.14) | |
| Коэффициент водоотдачи водовмещающих пород, определяется по формуле | ||
|
| (3.15) | |
Коэффициент, учитывающий несовершенство скважины по степени вскрытия пласта достаточно точно определяется по формуле
|
| (3.16) |
Потери напора на входе в скважину, м, можно определить по эмпирической зависимости, предложенной С.К. Абрамовым в виде:
|
| (3.10) |
Расчет допустимого понижение уровня:
1)глубина погружения низа насоса под уровень воды Нн = 4 м (принимается предварительно);
2)потери напора на входе в скважину Нф = 1 м (принимается предварительно);
3)мощность водоносного горизонта m = 40 м;
4)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:
1)коэффициент фильтрации пород k = 93 м/сут (по заданию);
2)коэффициент водоотдачи пород по формуле (3.15)
|
|
3)коэффициент пьезопроводности пласта по формуле (3.14)
| a = 93 40 / 0,34 = 10999 м2/сут; |
4)время понижения уровня принимается
| t = 45 лет = 45 365 = 16425 сут; |
5)радиус влияния скважины по формуле (3.13)
| rвл = 1,5 |
6)диаметр водоприёмной поверхности dф = 0,41 м;
7)радиус скважины в её водоприёмной части
| rо = dф / 2 = 0,41 / 2 = 0,205 м; |
при расстоянии между скважинами 30 м расстояние от крайней скважины до центра Lск =45 м;
8)гидравлическое сопротивление пород по формуле (3.12)
| R0 = |
Так как водоприёмная поверхность прилегает к своду горизонта показатели степени в формуле (3.16) принимаются равными = 2,5 и = 1,9;
9)длина водоприёмной поверхности lф = 5,4 м;
коэффициент несовершенства скважины по степени вскрытия по формуле (3.16)
|
|
Отношение расхода скважины к общему расходу водозабора
| = Qск / Q = 2039 / 6117 = 0,333; |
гидравлическое сопротивление скважины по формуле (3.11)
| R = 10,58 + 0,333 16,4 = 16,041; |
понижение уровня воды без учёта потерь напора на входе в скважину по формуле (3.9)
|
|
С учётом конструкции сопротивление фильтра ф = 0,085;
потери напора на входе в скважину по формуле (3.17)
|
|
что 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 именно
указывает, что расчётный дебит водозабора при принятой конструкции и количестве скважин будет обеспечен полностью.
Отметка динамичекого уровня, отметка статического уровня Zст=-32,0м
Zдин = Zст – (S + Нф) = -32,0 – (1,58 + 0,18) = -33,76 м.
-
Подбор водоподъёмного оборудования
Для определения напора насоса необходимо определить потери напора в трубопроводах по пути движения воды.
От водозаборных скважин вода подаётся на сооружения водоподготовки по системе сборных напорных водоводов, объединяющихся камерами переключений. Для прокладки водоводов используются стальные трубы по ГОСТ 10704-76 с усиленной противокоррозионной гидроизоляцией. Водоводы прокладываются способом надземной прокладки на низких бетонных опорах и покрываются теплоизоляцией.
Расчет водоводов производится в соответствии со схемой, показанной на рисунке 4. Определение местных потерь напора не производится, их величина учитывается увеличением потерь напора по длине на 10% . Данные гидравлического расчета приведены в таблице 10.
Рисунок 7 – Схема для расчёта сборных водоводов и определения напора насосов
Таблица 14– Гидравлический расчёт сборных водоводов
| № участка | Расход q, л/с | Диаметр Ø, мм | Скорость V, м/с | Длина l, м | 1000i | Потери h =1,1hl, м |
| 1-2 | 23,6 | 150 | 3,0 | 52,76 | 103,1 | 7,08 |
| 2-3 | 23,6 | 200 | 1,7 | 40 | 23,3 | 1,03 |
| 3-4 | 2х23,6 | 200 | 1,7 | 30 | 23,3 | 0,77 |
| 4-5 | 2,35,4 | 300 | 1,4 | 150 | 6,4 | 1,06 |
| Всего | 9,93 |
Определение требуемого напора насосов:
отметка земли в точке подачи Zвор = 33 м;
отметка динамического уровня воды Zдин = -33,76 м;
геометрическая высота подъема воды
;
;
,
;
;
,
;
.
,
,
;
= 20161,5 м;
= 10,58;
.
м.
,














