- •8. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ, НАСАДКИ И КОРОТКИЕ ТРУБЫ
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Истечение жидкости через отверстия
- •8.2.1. Формулы для расчета скорости и расхода при истечении жидкости из малых незатопленных отверстий в тонкой стенке при постоянном напоре
- •8.2.2. Истечение жидкости через большие отверстия прямоугольной формы
- •8.2.3. Истечение жидкости через затопленное отверстие
- •8.2.4. Истечение жидкости из-под затвора
- •8.2.5. Воронкообразование при истечении жидкости
- •8.3. Истечение жидкости через насадки и короткие трубы
- •8.4. Истечение жидкости при переменном напоре
- •9. ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ
- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Основы расчета трубопроводов при условии установившегося движения
- •9.2.1. Основные формулы и типы задач для расчета трубопроводов
- •9.2.2.Частные случаи расчета трубопроводов
- •9.2.3. Изменение пропускной способности трубопроводов в процессе их эксплуатации
- •9.3. Неустановившееся движение жидкости в трубопроводах
- •9.3.2. Гидравлический удар
- •9.3.3. Способы гашения и примеры использования гидравлического удара
- •10. ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ОТКРЫТЫХ РУСЛАХ
- •10.1. Общие сведения о типах открытых русел и видах движения жидкости
- •10.2. Удельная энергия сечения, критическая глубина, спокойное, бурное и критическое состояние потока
- •10.3. Основы расчета каналов
- •10.3.1. Основные расчетные зависимости и типы задач для равномерного движения в каналах
- •10.3.2. Допустимые скорости движения жидкости в каналах
- •10.4. Особенности расчета русел рек
- •10.5. Расчет каналов замкнутого сечения
- •10.6. Расчет местных сопротивлений в открытых руслах
- •10.7. Дифференциальные уравнения неустановившегося медленно изменяющегося движения потока в открытых руслах
- •11. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ВОДОСЛИВЫ
- •11.1. Общие сведения
- •11.2. Водосливы с тонкой стенкой
- •11.2.1. Особенности истечения жидкости через водослив с тонкой стенкой
- •11.2.2. Расчетные формулы для водослива с тонкой стенкой
- •11.3. Водосливы с широким порогом
- •11.3.1. Особенности истечения жидкости через водослив с широким порогом
- •11.3.2. Основные расчетные формулы и типы задач для расчета водосливов с широким порогом
- •11.4. Водосливы практического профиля
- •12.2 Основные законы фильтрации за границами применимости закона Дарси
- •12.3. Простейшие случаи установившейся напорной фильтрации несжимаемой жидкости
- •13. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ВОДОТОКАХ И ВОДОЕМАХ
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Основы расчета распространения примесей в водотоках и водоемах
- •13.2.1. Расчет начального разбавления при выпуске сточных вод в водотоки (метод ЛИСИ)
- •13.2.3. Расчет разбавления сточных вод в водоемах
- •Задачи к практическим занятиям
- •Список литературы
- •СОДЕРЖАНИЕ
На рис. 12.5 показан график В. И. Шурова для несовершенных по вскрытию скважин. При определении коэффициента c начала вычисляется отношение а толщины пласта h к диаметру скважины Dс и
относительное вскрытие пласта h”= bh , где b – вскрытая толщина пласта,
подобрав кривую, соответствующую значению а и зная h” , определяют С [7, 10].
13. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ВОДОТОКАХ И ВОДОЕМАХ
13.1. Общие сведения
При распространении втекающей жидкости в водоемах, водохранилищах, морях и водотоках часто наблюдаются случаи, когда плотность втекающей жидкости может отличаться от плотности жидкости в водоеме или водотоке. В таких случаях говорят о наличии плотностной стратификации. Примерами могут служить: растекание пресных речных вод в море, более теплой струи после ТЭС или АЭС (струя вытекает в пруд-охладитель или в водохранилище), растекание более холодной струи в водоеме или более соленой струи (дренажноколлекторных вод) в реке или водохранилище. К рассматриваемым явлениям относятся также случаи распространения сбросных вод в реках и водохранилищах, а также в морях, когда различие плотностей втекающей жидкости и «принимающей» жидкости обусловлено не только различием солености или температур, но и различием в концентрации взвесей, содержащихся в сбрасываемой воде.
Это могут быть также случаи перемещения придонного «плотностного» или «мутьевого» потока, характеризующегося высокими значениями концентрации наносов, в водохранилищах и отстойниках; движение и перемешивание слоев воды с различной температурой и плотностью в зимних условиях в водохранилищах и реках и некоторые другие. При применении средств гидромеханизации, в том числе при намыве пульпы в воду, а также при гидравлических промывках донных отложений в реках и водохранилищах концентрация частиц грунта в воде повышается. Распространение так называемых высокомутных факелов нарушает нормальную работу водотоков.
В ряде случаев движение поступающей в водоем или водоток жидкости рассматривают как гидравлическую струю с теми или иными особенностями, например всплывающая или невсплывающая струя,
107
струя в попутном или встречном потоке. При этом струя, выходящая из водовыпуска, может искривляться как в плане, так и по вертикали, быть свободной, полуограниченной в пространстве, затопленной, круглой или плоской и т. п.
Расчеты профилей осредненных скоростей и характеристик турбулентности, распределение температур, солености и концентрации примесей по длине и в поперечном сечении струй способствуют более обоснованному проектированию природоохранных и водохозяйственных сооружений [8].
Сброс загрязненных и сточных вод в водотоки и водоемы требует обеспечить прогнозирование качества воды во времени и в пространстве. Эти расчеты выполняют на основе уравнений движения, неразрывности (сохранения массы), сохранения импульса, но с добавлением уравнений диффузии (в большинстве случаев — турбулентной диффузии) и других специфических уравнений и соотношений, в том числе уравнений сохранения веществ примеси. Рассматривая их совместно, можно прогнозировать как принимаемые решения, так и концентрацию взвешенных частиц, поступающих в водоток или водохранилище со сточными водами, и ее изменения в водном пространстве, а также решать такие специфические, но очень важные проблемы, как изменение биомассы фитопланктона, содержания растворенного в воде кислорода, температуры воды, концентрации углерода, азота и некоторых других элементов в воде.
Концентрации загрязняющих веществ cст в сточных водах, спускаемых в водоток или водоем, должна назначаться с учетом самоочищающей его способности исходя из кратности разбавления сточных вод водой окружающей водной среды:
n = |
(γ Qв + Qст ) |
= |
(с − с |
) |
/(с макс-св), |
(13.1) |
|
||||||
|
Qст |
ст в |
|
|||
|
|
|
|
|
где Qв – расчетный расход водотока; γ – коэффициент смешения, показывающий, какая часть расчетного расхода водотока участвует в смешении; Qcт – расход сточных вод, сбрасываемых в водоем или водоток; cст и св – концентрации загрязняющих веществ в сточных водах
и в водном источнике до выпуска в него сточных вод; смакс – максимальная концентрация вещества в створе водного объекта.
В начальном сечении (месте выпуска) кратность разбавления равна единице, а затем по мере распространения примесей в направлении господствующих течений она увеличивается до предельной величины, когда наступает полное перемешивание. Участок водоема или водотока
108