3.2. Выбор конструкции зумпфа

Местоположение зумпфа задается таким образом, чтобы водоотводящие каналы выполняли свои функции.

Вместимость зумпфа:

, м³ (11)

где t=10 минут - время наполнения.

м³

Исходя из практики строительного производства, для данного строительного котлована и выбранной конструкции зумпфа (деревянный прямоугольный колодец), с учетом рекомендаций СНиП [8]по поводу заглубления, можно взять глубину зумпфа h=2 м.

Тогда объем зумпфа рассчитывается исходя из геометрии конструкции:

, м³, (12)

Вычисляется время заполнения зумпфа, которое должно быть больше 10 минут:

, принимаем а=1м

t=W_зп/Q_пр≥10 мин (13)

t=2/0.007=2857 с = 47,6 мин ≥ 10 мин

4. Расчёт насосной установки

Насос обеспечивает перекачку собранного фильтрата в приемник удаляемой воды, в качестве последнего могут служить в черте населенного пункта - ливневые канализационные сети; в окрестной местности – близлежащие водоемы, овраги. В этом случае следует исключить образование оползней, размывов грунта, заболачивание местности.

Подача насоса должна быть несколько больше притока воды в котлован (примерно в полтора раза) для возможности работы насоса с перерывами

Qнас >1.5Qпр (14)

Напор насоса должен обеспечивать перекачку воды, т.е.

Ннас>Нрасч. (15)

4.1. Расчёт системы всасывающей и напорной сети.

Предпосылки:

• скорость во всасывающем и напорном трубопроводе в первом приближении принимается равной 1 м/с;

• на практике, обычно диаметр всасывающего трубопровода больше диаметра напорного, и скорость во всасывающей линии около 0,7 м/с;

• всасывающая линия рассчитывается с учетом потерь в местных сопротивлениях. А именно: на входе всасывающего трубопровода установлена сетка с обратным клапаном. Труба имеет плавный поворот на 90˚. Потери на вход воды не учитываются, т.к. эта величина входит в КПД насоса;

• напорная линия рассчитывается как простой трубопровод без учета местных потерь.

Расчет напорной линии:

1. Из уравнения неразрывности потока определяется диаметр напорного трубопровода.

, м (16)

Принимаем стандартный диаметр по таблицам dст = 50 мм.[4]

2. Определяем фактическую скорость в трубопроводе vф:

, м/с (17)

м/с.

3. Определяем потери напора по длине по формуле Дарси – Вейсбаха hl:

, м (18)

где, l – коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси), принимается равным 0,03[3];

ℓ = ℓнап – длина трубы, отводящей фильтрат, т.е. расстояние от оси насоса до оси ливневого коллектора, принимается равной 200 м;

dст – стандартный диаметр трубопровода;

vф – фактическая скорость движения воды;

g – ускорение свободного падения;

4. Строится пьезометрическая линия p-p (Рис.5), для чего назначается величина свободного напора Нсв. Hсв= 5м – запас, чтобы система хорошо работала и вода била струей.

5. Всасывающая линия.

Для определения напора и фактического вакуума надо знать гидравлические потери на всасывающей линии:

1) Потери напора в местных сопротивлениях hj определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

, м (19)

где, - коэффициент местных потерь[3].

Принимаем = 3,7- для входа в трубу с сеткой и обратным клапаном

= 0,55 - для плавного поворота трубы на 90˚,

- обратный клапан.

Тогда: hjc=

hjk=10,15

hjп=

2) Линейные потери определяем по формуле Дарси-Вейсбаха (18) отдельно для вертикального и горизонтального участков.

Для вертикального участка l=lв=hнас, длина, которую можно вычислить из геометрии схемы (сумма глубины котлована, глубины зумпфа и расстояние от верха котлована до оси насоса, равная 0,5 м)

(20)

м

,

Для горизонтального участка l=lг, которую можно определить из геометрии расчетной схемы с учетом расстояния от бровки котлована до оси насоса, равного 0,5 м

lг=1,83+0,5=2,33м

,м

6. Строятся напорная E-E и пьезометрическая p-p линии (Рис.5)

Рисунок 5 – Схема насосной установки