Расчет водоприемной способности труб в горизонтальных водозаборах.

Гидравлические расчеты проводят для определения диаметров труб. Если диаметры труб известны – рассчитывают уклон водозабора, обеспечивающего поступающий расход воды. Допустимую среднюю скорость движения воды в трубах выбирают из условия недопустимости заиления труб и размыва окружающего грунта (на участке перфорированных труб).

Скорость движения воды в трубах принимают 0,15-1м/с. Для труб, уложенных в глинистых грунтах, наименьшую скорость движения принимают в пределах 0,15-0,2м/с; в песчаных грунтах – 0,3-0,35м/с. Оптимальная скорость движения 0,5-0,7м/с. Наибольшую скорость назначают не более 1м/с. На глухих участках труб скорость течения можно довести до 1,5м/с, если это не приводит к заметному заглублению водозабора.

Максимальная пропускная способность соответствует глубине заполнения труб (рис.20) h=0,9-0,93, а наибольшая скорость движения воды при наполнении на 0,18d. Практически глубину наполнения в водозаборах следует принимать не менее 0,3d.

Зная приток Q, поступающий в водозабор, допустимую скорость движения воды в трубах υ_доп и задавшись степенью заполнения труб h/d, вычисляют диаметр труб:

(4.20)

где β – коэффициент, зависящий от степени заполнения h/d, определяемый по кривой 2 (см. рис. 20).

Исходя из условий нормальной эксплуатации водозабора, этот диаметр должен быть не менее 200мм.

Уклон труб определяют по формуле Шези:

(4.21)

где s – площадь живого сечения потока; R – гидравлический радиус; с – коэффициент сопротивления.

Площадь живого сечения s и гидравлический радиус R являются функциями степени наполнения h/d и вычисляются по формулам:

(4.22)

(4.23)

Рис.20 Зависимость коэффициентов α и β от степени заполнения труб водой:

1 – кривая α=ψ(h/d) – по скоростному признаку; 2 – кривая β= h/d – по пропускной способности.

Коэффициенты α и β берут из графика на рис.20. коэффициент сопротивления с вычисляют по формуле Н.Н. Павловского:

; (4.24)

(4.25)

где n – коэффициент шероховатости, значения которого при расчете труб принимают 0,012-0,015.

Значения коэффициента с в зависимости от n и гидравлического радиуса R можно также определить по формуле Маннинга:

(4.26)

На перфорированных участках труб вода поступает из пласта, поэтому по длине трубы расход будет переменным: увеличивается от нуля в начале водозабора, т.е. в сечении х =0, до Q в конце водозабора, т.е. в сечении х=α. Диаметр труб в этом случае также определяют по формуле (4.20), в которой Q – расход в концевом сечении водозабора.

Считая, что поступление воды из пласта происходит равномерно по длине водозабора, уклон в произвольном сечении на расстоянии х от начала можно найти по формуле:

(4.27)

а средний уклон всего водозабора длиной α – по формуле:

(4.28)

Гидравлический расчет выполняют так же, как и расчет перфорированных участков водозабора из обычных труб, - по формулам (4.27) и (4.28).

Дата добавления: 2015-12-07