Конструирование оголовка и расчет входных отверстий

В состав руслового водозабора входят: оголовок, самотечные линии и береговой колодец. В курсовом проекте следует принять оголовок незащищенного типа, так как река несудоходная и не используется для лесосплава. Выбор месторасположения водоприемника существенно влияет на инвестиции при строительстве так, как чем дальше отнесен водоприемник в русло реки тем длиннее самотечная или сифонная линия, а это существенно удорожает строительство, поэтому стремятся расположить водоприемник в таком месте при котором длина самотечной линии будет минимальна. Согласно ТКП 45-4.01-30-2009 (02250) «Водозаборные сооружения» верх оголовка должен размещаться ниже кромки льда на расстоянии не менее чем 0, 2 м, а низ входных отверстий должен быть выше дна водоема не менее чем на 0, 5 м. Для правильного выбора места расположения водоприемника необходимо выполнить расчет высоты решетки которой перекрывается входное отверстие. (рис.1).

Рис 1. Схема к определению месторасположения оголовка в русле водотока

Решетки обычно представляют собой металлическую раму, сваренную из угловой стали или швеллера с металлическими стержнями из полосовой или круглой стали.

. Для борьбы с обмерзанием решеток применяют покрытие стержней решеток гидрофобными материалами (каучуком, эбонитом, резиной) либо применяют обогрев ее элементов.

Размеры водоприемных отверстий следует определять по средней скорости втекания воды в отверстия (в свету) сороудерживающих решеток

Допустимая скорость втекания воды в водоприемные отверстия береговых незатопляемых водоприемников, без учета требований рыбозащиты, не должна превышать, м/с:

0, 6 — для средних условий забора воды;

0, 2 — для тяжелых условий забора воды.

Для затопленных водоприемников:

0, 3 — для средних условий забора воды;

0, 1 — для тяжелых условий забора воды.

Определение площади водоприемного отверстия (брутто) одной секции F_бр, м², следует производить из условия одновременной работы всех секций водозабора (кроме резервных) по формуле

F_бр=1.25· ·K, м

где 1.25 – коэффициент, учитывающий засорение отверстий;

q_расч – расчетный расход одной секции, одного трубопровода, м³/с;

q_расч= , м³/с

где – коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды водопровода, принимаем =1, 09...1, 1;

Q_{max сут} – максимальный суточный расход, м³/сут;

Т₁ – продолжительность работы насосной станции первого подъема при круглосуточной работе, Т₁=24 ч;

n – число секций, трубопроводов;

V_вх – скорость входа воды в водоприемные отверстия, рекомендуется V_вх=0, 1...0, 3 м/с;

К – коэффициент, учитывающий стеснение отверстий стержнями решетки;

К=(а+c)/а

где а – расстояние между стернями в свету, мм (а=30…50 мм);

c – толщина стержней, мм (с=6…12 мм)

По полученной площади F_бр (по табл. 2) принимают стандартную решетку, представляющую собой металлическую раму (из уголков и швеллеров) с металлическими вертикальными стержнями.

Таблица 2

Съемные сороудерживающие решетки

Размеры входных отверстий принимаются по стандартным размерам решеток. Принятые решетки проверяются на скорость движения воды на случай отключения при аварии одной линии самотечных труб, приняв расход по одной линии 0, 7q_{расч.водоз}, м³/c, (q_{расч.водоз}=2 q_расч, м³/с).

, м/с

Полученное значение V_вх, должно быть не более 0, 3 м/с для средних условий и 0, 1 м/с для тяжелых условий забора воды.

Размеры оголовка принимаются в соответствии с рис.3.

Пример расчета: