Расчет, подбор решеток и сеток

Площадь водоприемных окон в оголовке или передней стенке берегового колодца определяют при работе всех секций водозабора (кроме резервных) по формуле

, (4.3)

где 1,25 - коэффициент, учитывающий загрязнение решетки водорослями и мусором;

- условная средняя скорость течения воды в отверстиях решетки, принимается в зависимости от особенностей водоема, мутности и шугоностности потока, принимаемая в соответствии с [1, п. 5.94]:

а) при заборе воды из шугоностных рек: в береговых незатопленных водозаборах – 0,2¸0,6 м/с; при затопленных водоприемных оголовках – 0,1¸0,3 м/с;

б) при заборе воды из озер, водохранилищ, водоприемных ковшей и равнинных рек: в береговых водозаборах – 0,4¸1,0 м/с; при затопленных водоприемных оголовках – 0,2¸0,6 м;

- коэффициент увеличения, учитывающий заполнение водоприемного отверстия стержнями решетки, определяемый по формуле

, (4.4)

где - диаметр стержней, принимается 6¸12 мм;

- расстоянием между стержнями в свету, 50¸100 мм;

Низкие пределы входных скоростей назначаются при значительном количестве наносов в источнике (свыше 1000 мг/дм³ в паводок).

По площади водоприемного окна назначаются его размеры в соответствии с типовыми грубыми решетками, данные которых приведены в табл. 3 [2, с. 4] или по табл. 3 (приложение 1). Размеры решеток выбирают с таким расчетом, чтобы они имели небольшую массу и были удобны для подъема (их высота должна быть больше ширины). При подборе решеток следует учитывать, что в некоторых типах оголовков высота окна меньше его ширины, и в одной секции может быть несколько решеток.

При значительных колебаниях уровня воды в источнике входные окна водозаборов располагают в два яруса, чтобы всегда можно было получить воду лучшего качества.

Сетки, через которые проходит вода из приемного во всасывающее отделение, могут быть плоские (подъемные) или вращающиеся.

В средних и тяжелых условиях забора воды при производительности водозабора более 1 м³/с следует применять вращающиеся сетки.

Площадь плоских сеток определяют при минимальном уровне воды в сетчатом колодце по формуле

, (4.5)

где 1,25 – коэффициент, учитывающий загрязнение части полотна сеток перед их промывом;

- допускаемые скорости течения в сетках принимаемые равными 0,2¸0,4 м/с - для плоских и 0,4¸0,5 м/с - для вращающихся;

- коэффициент, учитывающий стеснения отверстия сеткой, вычисляют по формуле

, (4.6)

где - размер ячейки сетки в свету, см, для плоских сеток принимается от 2 до 5 мм, для вращающихся – от 5 до 3 мм;

- диаметр проволоки сетки, см; принимается 1,0¸3 мм для плоских сеток и 3¸1,2 мм для вращающихся сеток.

Площадь вращающихся сеток, погруженная в воду, определяется по формуле (4.5) с учетом коэффициента по формуле (4.6). При установке вращающихся сеток с внутренним и внешним подводом воды величина уменьшается вдвое.

Плоские сетки подбирают по площади в табл. 4 [2, с. 13] или по табл. 4 (приложение 1), а вращающиеся по производительности – в табл. 5 [2, с. 14-23] или по табл. 5 (приложение 1).

По способу подвода к сеткам загрязненной воды и отвода от них частей, конструкции вращающихся сеток могут быть разделены следующим образом: с лобовым подводом (по нормали к полотну сетки); с лобово-внешним подводом воды; с внутренним (внутрь полости, огражденной сеткой) и с внешним подводом (во внешние части сеточной камеры).

РАСЧЕТ САМОТЕЧНЫХ ЛИНИЙ

Самотечные линии прокладывают в плане и вертикальной плоскости без резких поворотов, вызывающих отложение наносов, сора и шуги и затрудняющих промыв и очистку водоводов.

Самотечные линии соединяют оголовки и береговые водоприемные колодцы. Количество самотечных линий должно быть не менее двух (обычно их количество соответствует числу секций берегового колодца). Самотечные линии укладываются преимущественно из стальных труб. Самотечные водоводы в реке должны быть защищены от подмыва речным потоком и повреждения якорями судов. С этой целью их следует заглублять ниже дна не меньше чем на 0,5 м или производить обсыпку грунтом с укреплением его от размыва.

Расчет самотечных линий выполняют для нормальных и аварийных условий работы.

Диаметр самотечной линии определяют по формуле

, (5.1)

где - расчетный расход водозабора в нормальном режиме, м³/с;

- расчетная скорость, м/с. При этом скорость движения воды в самотечном трубопроводе принимается по табл. 6 [1, табл. 14, п. 5.99] или табл. 6 (приложение 1).

Большие значения следует принимать для больших производительностей водозабора при большом содержании взвеси и малой длине линий. Повышение скорости вызывает увеличение потери напора и глубины берегового колодца.

Потери напора в самотечных линиях определяются как для нормального, так и для аварийного режимов работы водозабора. В этом случае оставшиеся в работе самотечные линии (одна отключена) должны обеспечивать пропуск 70% расчетного расхода для водозаборных сооружений II и III категории, и 100% - для I.

Потери напора в самотечных и сифонных линиях рассчитываются как сумма потерь напора по длине трубопровода, потерь напора в мусорозадерживающих решетках, потерь напора на местные сопротивления:

, (5.2)

где - потери напора на единицу длины ; - по таблицам Ф.Н. Шевелева, в зависимости от скорости и диаметра трубопровода;

- длина самотечной линии трубопровода, м. Длина самотечной линии определяется расстоянием на поперечном профиле реки между оголовком, который устанавливается в месте, где обеспечивается необходимая минимальная глубина , и водоприемным сетчатым колодцем, который устанавливается на незатопленном берегу. Длина линий не должна быть больше 100 м. При большей длине оголовок приближают к берегу, заглубляя дно, или водоприемно-сетчатый колодец приближают к оголовку, обеспечивая одновременно подсыпку и выравнивая берег.

- потери напора в решетке оголовка, можно принять равным 0,05¸0,1 м, для аварийного режима работы принимают 0,10¸0,20 м;

- местные потери, состоящие из потери при входе в решетку оголовка, при сужении трубы, в колене и т.д.

Местные потери напора вычисляют по формуле

. (5.3)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений в фасонных частях и арматуре;

- скорость движения воды, м/с;

- ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с².

Значения коэффициентов местных сопротивлений можно принимать следующие:

Вход в трубу без расширения.......................................................0,5

Плавно очерченный вход в трубу.................................................0,1

Приемная сетка без клапана.........................................................2-3

Приемный клапан с сеткой...........................................................5-10

Обратный клапан...........................................................................1,7

Колено с углом 90⁰.........................................................................0,5-0,76

Колено с углом 45⁰.........................................................................0,25-0,30

Для сварных колен коэффициент сопротивления следует увеличить на 50%;

Переход суживающийся..................................................................0,1

Переход расширяющийся...............................................................0,25

Тройник в прямом направлении.....................................................0,1

Тройник в направлении ответвления.............................................2,0

Тройник при разделении потока....................................................1,5

Выход из трубы в резервуар...........................................................1,0

Сварное колено................................................................................1,5

Сварной отвод с углом 45⁰..............................................................0,45

Задвижка (в зависимости от степени открытия)..........................0,15-0,2.

Потери напора подсчитываются как для нормального режима, так и для аварийного (выключение одной самотечной линии на ремонт).

В результате подсчета потерь напора определяют наинизший горизонт воды в приемной части берегового колодца и отметка днища колодца.