Отстойное сооружение

Отстойное сооружение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОТСТОЙНОЕ СООРУЖЕНИЕ, состоящее из камеры с дном, боковыми стенками,отличают веся тем, что, с целью повышения эффектив ности работы сооружения путем интенсификации процесса осаждения наносов при сокращении габаритов устройства, продольный профиль дна выполнен криволинейным , вогнутым на участке, прилегакнцем к подводящему каналу, длина которого равна отношению средней гид равлической крупности наносов к средней скорости в подводящем канале, и выпук/шм на остальном участке, при легающем к отводящему каналу, при этом уклон дна в начале отстойного сооружения равен уклону подводящего канала, а в конце его - ОД4, а (иири на сооружения выполнена равной ширине подводящего, канала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ д«««

РЕСПУБЛИН ае сю

3 Ц) Е 02 В B/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVfV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПЮ (21) 3324286/29-15 . (22) 04.08.81 (46) 30.05.83. Бюп. В 29 . (72 ) В. Г. Саноян (71) Научно-исследовательский институт водных проблем и гидротехники

Минводхоэа Армянской ССР (53) 628.163(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 819253, кл. Е 02 В 8/02, 1979.

2. Инструкция по проектированию отстойников и наносоперехватывающих сооружений для оросительных систем.

ВСН-П-15-77. М., 1977.. (54).(57) ОТСТОЙНОЕ СООРУЖЕНИЕ состоящее из камеры с дном, боковыми стенками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения эффектнв) ности работы сооружения путем интен: сификации процесса осаждения наносов при сокращении габаритов устройства, продольный профиль дна выполнен криволинейным, вогнутым на участке, прилегающем к подводящему каналу, длина которого равна отнсыению средней гид". равлической крупности наносов к средней скорости в подводящем канале, и выпуклым на остальном участке, при легающем к отводящему каналу, при этом уклон дна в начале отстойного сооружения равен уклону подводящего канала, а в конце его - 0,14, а ширина сооружения выполнена равной ширине подводящего, канала. 9

1020498

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к гидротехническим сооружениям, связанным с очисткой потока от содержащихся в нем наносов.

Известны отстойные сооружения или отстойники с непрерывным"или периоди- 5 ческим промывом как энергетического, так и ирригационного назначения (.1).

Известно отстойное сооружение, состоящее из камеры с дном, боковыми стенками. Осаждение наносов в отстой- 1© ном сооружении вызывается путем резкого уменьшения транспортирующей способности потока в нем по сравнению с таковой в подводящем канале, что в свою очередь обусловлено значитель- 15 ным уширением и углублением камеры отстойника по сравнению с последним.

Это пониженное значение транспортирующей способности потока устанавлива» ется в определенном створе отстойника, после которого оно не меняется вследствие прямолинейности профиля его дна (2).

Снижение транспортирующей способности потока в известном сооружении достигается путем значительного увеличения поперечных размеров камеры отстойника (ширина и высота боковых стенок сооружения) вследствие чего соответственно увеличиваются объемы земляных, бетонных, железобетонных и других работ, связанных со строительством сооружения. Резкое снижение транспортирующей способности потока путем значительного уширения и углубления сооружения отрицательно влияет на гидравлику потока в немг поток из подводящего канала -с малым живым сечением (большой скоростью) поступает в камеру отстойника с боль-, шим сечением (малой скоростью). При. 40 этом наличие сравнительно короткого переходного участка не может обеспечить плавного сопряжения указанных потоков. В результате образуется неустойчивое обойное течение с кРай- 45 не неравномерным и нестабильным распределением скоростей потока и концентрации наносов как по поперечному сечению, так и по длине сооружения.

Вследствие этого понижает я и интен- 50 сивность осаждения наносов в отстойнике, что эквивалентно снижению КПД сооружения в целом.

В соответствии со сказанным выев, поток стабилизируется лишь на больших расстояниях от начала отстойного сооружения, т.е. транспортирующаяся способность потока от сВОего значения в подводящем канале снижается до требуемого значения. в отстойнике на болйаом расстоянии от его входно- 60 го сечения. Это приводит к удлинению, сооружения, а следовательно, увеличению затрат на его строительство.

Цель изобретения - повышение эффективности работы сооружения путем 65 интенсификации процессе осаждения наносов при сокращении габаритов устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что продольный профиль дна выполнен криволинейным, вогнутым на участке, прилегающем к подводящему каналу, . длина которого равна отношению средней гидравлической крупности наносов к средней скорости потока в подводящем канале и выпуклым на остальном участке, прилегающем к отводящему каналу, при этом уклон дна в начале отстойника равен уклону подводящего канала, а в конце его — 0,14, а ширина сооружения выполнена равной ширине подводящего канала.

На фиг. 1 изображены криволинейный продольный профиль дна отстойника и кривая свободной поверхности потока, на фиг. 2 — отстойное сооружение, вид сверху, на фиг. 3 — график распределения осадков на дне отстойного сооружения, на Фиг. 4 — график оптимальности выбора параметра уклона выпуклого участка.

Отстойное сооружение состоит из камеры 1, включающей в.себя криволинейное дно 2 (снабженное промывными отверстиями) и боковые стенки Ь. Ширина его выполнена равной ширине подводящего канала-.4. Профиль дна состоит из двух кривых: вогнутой на участке, прилегающем к подводящему каналу 4 (от начала профиля A до точки О) > и выпуклой на остальном участке, прилегающем к отводящему каналу (от точки О до конца профиля Б). При этом точка О является точкой перегиба кривой, а расстояние Ой пропорционально отношению средней гидравлической крупности наносов к средней скорости потока в подводящем канале (коэффициент пропорциональности определяется расчетом).

Модель отстойного сооружения выполнена длиной 1 1,2 м, шириной

0,174 и высотой 0,2 м. Наносонесущий поток по тупает.в сооружение через прямоугольный канал той же ширины с уклоном i 0,01, в котором обеспечивается равномерное движение с

Расходом Ю = 10 м /с, концентрацией наносов. S = 9,7 ко/мэ, при этом глу-. бина потока no= 6,12 см.

Скорость потока в подводящем канале Vo = 0,94 и/с, средний диаметр наносов dð= 0,4 мм, которому соответствует средняя гидравлическая крупность сИ„= 0,043 м/с. Профиль дна от-. стойного сооружения выполнен криволинейным: сначала вогнутым на участке длиной k, где значение

6ОГ Vo коэффициента пропорциональности определяется исходя иэ заданного условия, чтобы 80% из поступивших в отстойное сооружение наносов осталось

1020498 в нем, а остальные 20% ушпи за его пределы, при этом коэффициент пропорциональности k 15. Таким образом, l „= 0,7 м, остальная часть дна сооружения длиной 1э = 1,2-0,7 = 0,5 м выполнена выпуклой i

После этого дно отстойного сооружения вйравнивают и делают прямолинейным в продольном профиле, а ширина его.увеличивается вдвое (0,37 м).

Наносонесущий поток; поступая из подводящего канала 4 в камеру 1, встречает сначала вогнутую часть дна.

Последняя заставляет поток непрерывно снижать свою транспортирующую способность по течению и тем самым 35 вызывать интенсивное осаждение наносов вдоль пути (напомним, что количество отложившихся наносов между двумя какими-либо сечениями потока пропорционально разности транспорти- 2() рующих способностей этих сечений).

Описанный процесс осаждения наносов продолжается до точки О. Если и после этой точки кривую профиля дна выполнить вогнутой, то интенсивность осаж-25 дения там будет уменьшаться и мы .получим следующую картину: толщина слоя отложений будет возрастать в точке 0 и левее ее (против течения), а правее ее увеличение толщины отложения будет незначительно, что приводит к снижению эффективности работы сооружения. Во избежание этого профиль дна отстойника от точки. 0 конца камеры 1 выполнен выпуклым, что обеспе.чивает интенсивное осаждение наносов и на этом участке (ОВ) сооружения.

На основании исследований установлено, что оптимальный уклон дна в на-чале отстойника равен уклону подводящего канала, а в конце его - 0,14, 4() что обусловлено безотрывным двйжейием потока в отстойном сооружении.

КаК известно, поток не может плав-.:,но обтекать криволинейные поверхности в тех случаЯх, когда Угол с(.междУ 45 касательной к ней и направлением по-. тока большой, В таких случаях потокотрывается от стенки и между ним и стенкой образуется зона отрыва, в

ROTOpOé BOSBHKBMT BHXpH (фиг. 3) ° . 5()

Они не только резко увеличивают no-: терн энергии на трение, но и наруша« ют стабильную работу сооружения.

В случае отстойного сооружения это явление приводит к резкому снижению эффективности. осаждения наносов.

Во избежание отрыва потока от стенки казанный угол ограничивают в определенных пределах. Например, для криволинейных переходных участков для жидкости без наносов оптимальным максимальным углом считается aC= 12 30 . Для расширяющихся напорных каналов (диффузоров) этот угол принимается 5-6 ". Исследования показывают, что в случае наносонесущего потока оптимальное значение этого угла можно принять с = 8, которому соответствует уклон на о

s I n8 = 0,14. Благодаря криволинейности профиля дна отстойного сооружения происходит плавное уменьшение транспортирующей способности потока в нем от своего начального значения, соответствующего потоку в подводящем канале, до требуемого значения в конце его. Это обеспечивает интенсивное осаждение наносов по всей длине сооружения.

I функцию снижения транспортирующей способности потока на себя берет криволинейность профиля дна сооружения, а ие его ширина, поэтому ширина отстойного сооружения выполнена равной ширине подводящего канала.

Ввиду того, что камера отстойника не уширена, гидравлическая картина потока в ней значительно лучше, чем у известного отстойника: нигде не наблюдается таких неблагоприятных явлений как неустойчивые по времени сбойные течения, отрывные течения, воронкообразования и др, Применение предлагаемой конструк ции дает значительный экономический эффект, так как-сокращает поперечные и продольные габариты сооружения, исключает устройство переходных участксу, сопрягающкх подводящий канал с отстойникси . Затраты..на строительство предлагаемого сооружения по сравнению с.известным сокращаются рочти .вдвое.

1020498

Составитель. А. Колоскова

Редактор В. Петраш Техред М.Тепер

Корректор М. Шароши

Заказ 3855/25 Тираж 673

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж- 35, Раушскак наб., д. 4/5

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4