6. Гидравлический расчет и проектирование дюкера
При расчете и проектировании дюкера необходимо учитывать следующее:
1.Дюкер прокладывается перпендикулярно оси водного потока как минимум в две рабочие нити из стальных труб диаметром 150мм с усиленной антикоррозионной изоляцией, защищенной футеровкой.
2. Скорость движения сточной жидкости в дюкере не должна быть менее 1м/с и менее скорости в подводящем коллекторе. При этом диаметр дюкера определяется по зависимости
(1)
где
-расчетный
расход сточных вод, транспортируемых
по дюкеру,
;
n-число ниток дюкера;
-скорость
движения сточной жидкости в дюкере,
м/с.
При расходах сточных вод, не обеспечивающих минимальные расчетные скорости, одну из двух линий дюкера следует принимать резервной.
Входная камера дюкера имеет два отделения, выходная- одно.
Гидравлический расчет дюкера сводится к определению диаметра труб по формуле (1) и величины сопротивления при прохождении сточной воды через дюкер с использованием зависимости
(2)
где i- гидравлический уклон;
l- длина дюкера, м;
-
сумма потерь напора на местные
сопротивления (на вход в трубу, на
4поворота и на выход из трубы).
Величина общих сопротивлений вычисляется с целью определения отметки воды в выходной камере как разности между отметкой воды во входной камере и общими сопротивлениями.
Расчеты по формуле (2) производятся:
-при попуске по одной трубе расчетного расхода, приходящегося на одну нитку.
- на случай аварии на одной нитке – при попуске всего расчетного расхода по оставшимся рабочим ниткам.
При аварии (второй расчетный случай) допускается подпор в сети в пределах, исключающих излив сточных вод на поверхность.
Исходные данные: схема расположения дюкера соответствует принятой на рис.2 длина дюкера 160 м , расчетный расход сточных вод Q=127,26 л/с.
Принимаем две рабочих нити и две резервных. По формуле (1) диаметр труб дюкера
Принимаем d=250 мм.
Полное сопротивление в дюкере определяется по формуле (2):
0,0106*160+0,0483+0,0033+4*0,0026=1,758
м
При попуске по одной нитке всего расхода (127,26 л/с) в случае аварии скорость в дюкере возрастает в 2 раза, а общие потери увеличиваются приблизительно в 4 раза и составят.
1,758=7,032
м
Во входной камере образуется подпор, равный
7,032
- 1,758=5,274 м
Отметка уровня воды во входной камере (в точке Д1) составит:
8,8435
+ 5,274=14,1175 м
Отметка поверхности земли в этой точке
10,25,
следовательно, будет излив сточных вод
в данной точке. Принимаем 3 рабочих нитки
дюкера.
Гидравлический уклон на участке 27-Д1 составляет:
Таблица 6.1.
Потери напора при аварии на дюкере
№ участка |
Расчетный расход, л/с |
Длина участка, м |
Диаметр, мм |
Гидравлический уклон, I |
Потери напора по длине |
27-Д1 |
127,26 |
30 |
450 |
0,0019 |
0,057 |
26-27 |
81,9 |
250 |
400 |
0,0014 |
0,35 |
25-26 |
53,51 |
260 |
350 |
0,0013 |
0,338 |
24-25 |
34,05 |
340 |
300 |
0,0012 |
0,408 |
23-24 |
30,44 |
280 |
300 |
0,0009 |
0,252 |
22-23 |
15,21 |
250 |
200 |
0,0020 |
0,5 |
21-22 |
7,95 |
320 |
200 |
0,0005 |
0,16 |
35-27 |
39,25 |
310 |
300 |
0,0015 |
0,465 |
34-35 |
33,59 |
350 |
300 |
0,0011 |
0,385 |
33-34 |
15,21 |
280 |
200 |
0,0020 |
0,56 |
31-33 |
7,95 |
240 |
200 |
0,0005 |
0,12 |
|
Σh=3,595 |
||||
Общие потери напора от точки Д1 до точки 27 с учетом местных сопротивлений составляют:
Отметка поверхности воды в точке 27:
Отметка земли в точке 27 – 10,40 м. Произойдет выход сточных вод на поверхность. Принимаем 3 рабочих нитки дюкера.