Определение поверхности раздела перед водоприемником в водоеме Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ВЕСТНИК 8/2011

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА ПЕРЕД ВОДОПРИЕМНИКОМ В ВОДОЕМЕ

DEFINITION OF THE BOUNDARY SURFACE BEFORE INTAKE CONDUITE IN THE POND

И.А. Витрешко

I.A. Vitreshko

ФГБОУ ВПО МГСУ

В статье рассматриваются глубинные водоприемные сооружения, а также приведен способ расчета положения поверхности раздела.

In article deep water reception constructions are considered, and also the way of calculation ofposition of an interface is resulted.

Глубинные водоприемные сооружения в настоящее время находят применение в практике проектирования в строительства водозаборов. Они обладают рядом неоспоримых преимуществ перед другими типами водоприёмных сооружений. Для нужд промышленных предприятий (тепловых электростанций, металлургических комбинатов, химических предприятий и др.) и сельского хозяйства оказывается экономически целесообразным забирать воду из водоёма с наименьшей температурой, что может обеспечить лишь глубинный водозабор [1].

Добиться снижения температуры, подаваемой в каналы воды, помогает также применение определённой конструкции глубинного водозабора. Кроме того, глубинные водоприёмные сооружения увеличивают надёжность работы системы водоснабжения при шуго-ледовых явлениях, уменьшают возможность попадания в сооружения рыбной молоди, микроорганизмов, низшей водной растительности, личинок и ракушек. Производительность глубинных водоприёмных сооружений достигает 150-200 м3/с. Конструктивные особенности таких сооружений необходимо учитывать при проектировании, так как сочетание правильно выбранного места расположения и конструкции водоприёмных сооружений дают гарантию их надёжной работы.

Водозаборный фронт для приёма больших расходов воды растягивается на десятки и сотни метров, поскольку скорость входа воды в приёмные окна не должна превышать 0,1-0,3 м/с для затопленных водоприёмников (применяются в большинстве случаев) и 0,2-0,6 м/с для береговых водоприёмных сооружений. Для тяжелых шуго-ледовых условий скорость входа воды рекомендуется снижать до величин порядка 0,05 м/с, поскольку именно при таких скоростях шугой не забиваются водозаборные решетки (рыба и рыбная молодь могут двигаться против течения при скоростях до 0,20,3 м/с, исключая тем самым необходимость строительства рыбозагородителей) [2]. Однако при значительно растянутых водозаборных окнах эпюра распределения скоростей, как правило, оказывается весьма неравномерной, что делает работу водоприёмных сооружений неэкономичной. Поэтому конструкция водоприёмных сооружений

8/2011_М,ВЕСТНИК

должна обеспечивать равномерное распределение скоростей забора воды вдоль всего водозаборного фронта. Этим требованиям отвечают водоприёмные сооружения щелевые и с вихревой камерой (рис. 1).

Рис. 1. Схема конструкции водоприемных сооружений: 1 - приемная щель; 2 - козырек

Критическое положение кривой поверхности раздела слоев определяется из следующих уравнений:

для оголовка № 1:

для оголовка № 2:

^ = 1,7( )°'32

(1)

^ = 1,75( )°'32

,

(2)

ВЕСТНИК Б/2011

для оголовка № 3:

^=W )0,32 (3)

Кх

где Ah - превышение кривой поверхности раздела слоев над оголовком, м; Нвх - высота приемных окон, м;

v2

Fr =--число Фруда;

gH

где v - скорость, м/с; g - ускорение силы тяжести, м/с2; H - глубина потока, м.

V2 g ^ H

q

В результате проведённых исследований было решено, что водоприёмные сооружения с козырьком над приёмными окнами целесообразно проектировать для забора глубинных слоёв воды в стратифициронном водоёме, а « вихревые камеры» следует применять в одноплотностных потоках в виде одиночных водоприёмных оголовков.

Литература

1. Сомов М.А., Журба М.Г. / Водоснабжение. В 2 т. Т.1. Системы забора, подачи и распределения воды : учебник для вузов // М. Изд-во АСВ, 2010, 260 с.

2. Николадзе Г.И., Сомов М.А. / Водоснабжение. Учеб. для вузов. - М. Стройиздат, 1995, 688 с.

Literature

1. Somov M. A, Zhurba M. G / Water supply. In 2 т. Т.1. Systems of a fence, giving and water raspre-division: the textbook for high schools // M. Izd-vo ACB, 2010, 260 p.

2. Nikoladze G.I, Somov M.A / Water supply. Studies. For high schools. - M.Strojizdat, 1995, 688 p.

Ключевые слова: водоприемное сооружение, глубинные водозабор, ракушка, теплоэлектростанция, рыбозагродителъ, вихревая камера.

Key words: water reception construction, deep water intake, cockleshell, thermal power station, wall from fishes, the vortical chamber.

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, дом 26, тел/факс: 8-499-183-36-29,

E-mail автора: viv-k@yandex.ru

Рецензент: Ефимов Ю.Н., к.т.н., профессор кафедры "Инженерное оборудование зданий" МАрхИ.