2. Расчет водоприемных отверстий

К водоприемным отверстиям в данном дипломном проекте относятся входные окна с решет­ками оголовка, вихревые камеры ого­ловка, водоприемные фильтры в водоприемнике комбинированного типа.

1. Определение площади входных окон

Площадь входных окон Ω_бр, м², определена по формуле:

(м²), (3)

где 1,25 – коэффициент, учитывающий засорение отверстий;

– расчетный расход одной секции, м³/с;

К_ст – коэффициент, учитывающий стеснение отверстий стержнями

решеток, который определён по формуле:

(4)

где а_ст – толщина стержней, 6-10 мм;

с_ст – расстояние между стержнями решетки в свету, в труднодоступных

отверстиях 100 мм;

V_вт – скорость втекания в водоприемные отверстия, м/с, так как скорость течения воды в реке 0,43 >0,4 м/с, следовательно скорость втекания в решетки с учетом рыбозащиты 0,25 м/с, согласно [1, п. 5.94].

Так как решетки находятся на затопленном оголовке, то они труднодоступны в любое время года, поэтому для обеспечения надёжности приняты а_ст=10 мм и расстояние между стержнями с_ст=100 мм.

(м²).

По данным [6, приложение А] и с учетом вычисленной площади принята одна решетка 1500х2000 площадью живого сечения 2,58 м², L = 1620 мм, Н = 2104 мм, масса решетки 305 кг.

По площади типовой решётки определена фактическая скорость втекания воды во входные окна, м/с:

(м/с), (5)

(м/с).

2. Определение площади фильтра

Площадь водоприемного фильтра определена по формуле (3) при значении:

(6)

где Р_ф – пористость фильтра, принимаемая для гравийно-щебеночном

фильтров 0,3 – 0,5, в дипломной проекте принята равной 0,4.

(м²).

Где V_вт^ф = 0,05 м/с– скорость втекания воды в фильтрующие секции.

Использование фильтрующих устройств исключает необходимость применения других рыбозащитных устройств, как наиболее совершенное.

Размеры водоприемного фильтра с учетом глубины в выбранном месте его расположения: 7,64 х 2,6 х 2 м (L x H x B).

3. Вихревые камеры

Водоприемники с вихревыми камерами обеспечивают равномерность входа воды в приемные окна. Их применение предотвращает захват рыбы и снижает входные скорости до 0,03-0,1 м/с.

Площадь входной щели ω_щ , м², в трубчатой вихревой камере и вихревом патрубке определена по формуле:

(7)

где q_р – расход, проходящий через одну камеру или патрубок, м³/с;

V_с – скорость в самотечном водоводе, м/с.

При расходе 318 л/с принят диаметр самотечных водоводов 600 мм и, руководствуясь [1, таблица 14] и [5], принята скорость V_с = 1,07 м/с.

.

Наибольший диаметр в конце трубчатой вихревой камеры, м, определён по формуле:

(8)

где V_max – максимальная скорость течения в конце камеры, принята меньше скорости в примыкающем к ней самотечном трубопроводе, в пределах 0,75-1,00 м/с, в дипломном проекте принята равной 1,00 м/с.

.

Наибольший диаметр в конце трубчатой вихревой камеры принят равным 600 мм.

Диаметр торцевого сечения назначен из условия D_о 0,6D_max:

.

Диаметр торцевого сечения принят равным 400 мм.

Длина камеры L_к назначена из условия L_к = (6-10) · D_max = 10 ∙ 0,6 = 6 м.

Для вихревой камеры принята непрерывная щель.

Длина непрерывной щели равна длине вихревой камеры за вычетом перехода:

(9)

где - длина перехода.

.

Ширина щели определена по формуле:

(10)