Самотечная линия состоит из двух водоводов по одному от каждой секции оголовка и рассчитывается на пропуск заданного (расчетного) расхода для одной секции.
Расчетный расход одной секции оголовка Q1 = 0,7 / 2 = 0,35 м3/с.
Согласно СНиП 2.04.02-84, п. 5.99, табл. 14 для самотечных водоводов диаметром 500 – 800 мм скорость движения воды должна быть в пределах 1-1,4 м/с. Принимаем скорость потока воды Vсам = 1,2 м/с.
Диаметр самотечных трубопроводов равен:
dсам= 
4×Q1 / (π×Vсам) = 
4×0,35/(π×1,2) = 0,61 м
Принимаем два трубопровода диаметром 600 мм. Фактическая скорость воды будет равна:
Vсам = 4 × Q1 / (π× dсам2)
Vсам = 4× 0,35 / (3,14×0,62) = 1,24м/с
Скорость воды по одному трубопроводу в аварийной ситуации при пропуске 70% от расчетного расхода:
Vсам.ав = 4 × 0,7 ×Q1 / (π× dсам2) = 4 × 0,7 ×0,7 / (3,14 × 0,62) = 1,7 м/с
Потери напора в вихревой камере:
hв.к. = ξ ×Vсам2 / 2 × g,
где ξ – коэффициент суммарных потерь в вихревой камере, ξ = 3-3,2.
– в нормальном режиме:
hв.к .= 3 × 1,242/ 2 × 9,8 = 0,24м;
– при аварии:
hв.к.ав = 3 ×1,72/ 2 × 9,8 = 0,44м.
Потери напора на местные сопротивления в самотечной линии:
– при нормальной работе:
hм = ∑k ×Vсам2 / (2 ×g)
hм = 0,96 × 1,242/ (2 × 9,8) = 0,075м,
где ∑k – сумма коэффициентов местных сопротивлений в самотечной линии:
поворот на 45º – k45º = 0,43, задвижка – kз = 0,1, ∑k = 2 ×0,43 + 0,1 = 0,96;
– при аварийной работе:
hм.ав = ∑k × Vсам.ав2 / (2 × g) = 0,96 × 1,72/ (2 × 9,8) = 0,14м.
Потери напора по длине самотечного трубопровода:
– при нормальном режиме: hсам = i × l = 0,0028 × 75 = 0,21м,
где i – гидравлические потери на 1 м длины, для dсам = 600 мм и Vсам =1,24м/с по таблицам Шевелева 1000i = 2,82;
l –длина самотечного трубопровода, l = 75м.
– при аварийном режиме: hсам.ав = 0,0058 × 75 = 0,435м.
Суммарные потери напора:
– в нормальном режиме:
∑h = hреш + hф.к + hв.к + hсам + hм =
= 0,014 + 0,0025 + 0,24 + 0,075 + 0,21 = 0,54 м;
– при аварии:
∑hав = hреш.ав + hф.к.ав + hв.к.ав + hсам.ав + hм.ав =
= 0,029 + 0,005 + 0,367 + 0,44 + 0,435 = 1,276 м.
Расчет сеток
Для водозаборных сооружений малой производительности (менее 1 м3/с) проектируются плоские сетки, для сооружений средней и высокой производительности – вращающиеся сетки. С учетом перспективного развития принимаем вращающиеся сетки с внешним подводом и боковым отводом воды.
Площадь водоприемных сеток Sc:
| Sc = | Q | = | 0,7 | = 2,4 м2 | |||
| Vc ⋅η1 | ⋅η2 ⋅η3 | 0,8 ⋅0,694 ⋅0,85 ⋅0,75 | |||||
| , |
где Vс – скорость течения воды в ячейках сетки 0,8 м/с;
η1 –коэффициент стеснения живого сечения сетки проволокой,определяемый извыражения:
| η = | b2 | = | 52 | = 0,694 | ||
| (b + d)2 | (5 +1) | , | ||||
d –диаметр проволоки полотна сетки, d = 1мм; b – размер ячейки сетки в свету, b = 5мм;
η2 –коэффициент загрязнения сетки,равный0,85; η3 –коэффициент уменьшения площади сетки опорными рамками и шарнирами,
равный 0,75; Принимаем 2 вращающиеся водоочистные сетки марки ТН-1500, шириной В =
1500 мм.
Высота части сетки, находящаяся под водой: hc = (2,4 / 2) /1,5 = 0,8м.
Определим скорость прохождения воды через сетки при аварии:
Vс.ав = 0,7 × Q / (S1 × η1 × η2 ×η3)
Vс.ав = 0,7 × 0,7 / ((1,5 × 0,8) ×0,8 × 0,694 × 0,75) = 0,92м/с
Потери напора в сетке:
– при нормальном режиме:
H = ξ × Vс2 / (2 × g)
Н= 0,34 × 0,82 / (2 × 9,8) = 0,01м,
где ξ – коэффициент потерь напора в сетке, ξ = 0,34;
– при аварии:
Hс.ав = ξ × Vс.ав2 / (2 × g)
= 0,34 × 0,922 / (2 × 9,8) = 0,015 м.
