Порядок выполнения работы

1. Определение навигационной потребности канала в воде.

Водный баланс водораздельного судоходного канала складывается из расходов на потребление (шлюзование и потери воды на фильтрацию, испарение и утечку через неплотности в сооружениях) и расхода притока. Для бесперебойной работы судоходного канала необходимо, чтобы в течение всей навигации расход притока для каждого из бьефов канала был больше или равен суммарному расходу потребления. Исходя из этого, общий объем воды, подаваемый насосными станциями в водораздельный бьеф за период навигации для питания двусклонного канала, будет определяться следующим выражением:

, м³

V_B = 2*163+2*492067,602+100,89+4551705,6 = 5536267,69 м³

где - общий объем воды, перекачиваемый насосными станциями для питания канала; - объем воды, расходуемый на шлюзование (для двусклонного канала удваивается); - потери воды вследствие утечек в уплотнениях ворот и затворов нижней головы шлюза (для двусклонного канала удваивается); - потери воды на фильтрацию в грунт; - объем испарившейся с поверхности канала воды.

1.1. Расчетный объем воды, расходуемый за навигацию на шлюзование, определяется по выражению:

, м³

V_ШЛ = 19,37 *188*45000/1,61 = 163870200 м³

где - суточное количество шлюзований; - длительность навигации; - объем сливной призмы:

, м³

V_СЛ=30* 300*5=45000 м³

где и - соответственно ширина и длина камеры шлюза; - напор на гидроузле (на камеру шлюза); - коэффициент использования сливной призмы, изменяющийся в пределах от 1 (в случае односторонних шлюзований) до 2 (при двусторонних шлюзованиях) и определяемый выражением:

где - количество сливных призм, использованное на шлюзований.

1.2. Потери воды на утечки через уплотнения ворот и затворов гидротехнических сооружений определяются по эмпирической формуле:

, м³

V_УПЛ = 0.15 * 90,16 * * 188 * 24* 60 * 60/1000 = 86,4 * 0.15 * 90,16* 2,24 * 188 = 492067,602 м³

где - удельный расход воды на 1 пог. м уплотнений (при выполнении практической работы №6 принимается равным 0,15 л/с); - периметр уплотнений рабочих ворот и затворов водопроводных галерей нижней головы шлюза, определяемый по выражению:

, м

P = 3*(3,63 + 5) + 30 + 8*4,28 = 90,16 м

где - глубина воды в камере шлюза, определяемая в зависимости от осадки расчетного судна . Полученная величина округляется в большую сторону до следующих ближайших значений: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0 м; - размер водопроводной галереи опорожнения (квадратного сечения) нижней головы шлюза:

, м

= = 4,28 м

где - суммарная площадь поперечного сечения водопроводных галерей опорожнения, определяемая по формуле:

, м²

= 79200/ 2163,6 = 36,6 м²

где - коэффициент расхода системы опорожнения шлюза, равный 0,6÷0,7; - ускорение свободного падения; - время открытия (закрытия) затворов водопропускных галерей, принимаемое для плоских затворов 0,6 ; - время наполнения (опорожнения) камеры шлюза.

1.3. Потери воды на фильтрацию в грунт зависят от положения уровня воды в канале по отношению к уровню грунтовых вод на местности, прилегающей к каналу. При выполнении практической работы предполагается, что в насыпи проходит только 25% длины канала, где уровень воды выше уровня грунтовых вод. В этом случае потери воды на фильтрацию для канала трапецеидального сечения приближенно можно определить по формуле:

0,25 ( + ) , м³

V_Ф = 0,25 * 0,03* 120000 (50,44 + 13,86*3,64) = 90801 м³

где - коэффициент фильтрации (м/сут), примерные значения которого принимаются в зависимости от рода грунта по табл.5; - длина канала в метрах; - коэффициент, зависящий от заложения откосов канала и отношения . Для судоходных каналов может быть принято =3,0; - глубина воды в канале. Вычисленное значение округляется до ближайшего большего из следующих рекомендуемых значений: 1,8; 2,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,5 м; - ширина канала по зеркалу воды:

, м

В_КАН = 2,6*11 + 2* 3,64*3=50,44 м

где - коэффициент заложения откосов, который для каналов трапецеидального сечения принимается в пределах от 3 до 5.

1.4. Объем испарившейся с поверхности канала воды определяется по формуле:

, м³

V_ИСП= 0.004 * 120000*50,44 * 188= 4551705,6 м³

где - толщина слоя испарения за сутки, принимаемая в среднем от 0,004 до 0,008 м/сут; - длина канала в метрах.

2. Определение времени работы насосных станций.

Время работы насосных станций, перекачивающих необходимый для питания двускатного судоходного канала объем воды, вычисляется по формуле: , ч

t_РАБ = 5536267,69/3600*50 = 30,76

где - производительность насосной станции.

3. Определение мощности насосных станций.

На двускатном судоходном канале насосные станции включаются в состав сооружений гидроузлов только одного из его склонов. Для определения полной высоты подъема воды необходимо знать величину напора на гидроузлах этого склона канала. С целью унификации оборудования обычно стремятся обеспечить одинаковый расход насосных станций и напор на гидроузлах судоходного канала. Необходимая мощность насосных станций определяется по формуле:

, кВт

N /0,8 = 18750 кВт

где - плотность чистой воды ( =1000 кг/м³); - полная высота подъема воды насосными станциями до отметки водораздельного бьефа; - коэффициент полезного действия насосной станции, равный 0,8.

4. Определение расходов на электроэнергию.

Расходы на электроэнергию для работы насосных станций судоходного канала находятся по формуле:

, у.е.

S= 0,3* 18750 * 30.76 = 173025 у.е.

где - стоимость электроэнергии (0,3 у.е./кВт-час).

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО РЕЧНОГО И МОРСКОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет морского и речного флота

имени адмирала С.О.Макарова

Кафедра водных путей и водных изысканий

Дата добавления: 2015-11-30