CC BY
39
СОЗДАНИЕ ИМПУЛЬСНОГО РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ ПОТОКА - я В ТРУБАХ
t ■ ’Т " • -. *
В.П. Колотилин, ИЛ. Петров, A.B. Скрипник
Существуют трубчатые гидротехнические сооружения, работа которых в напорном режиме не рассчитывается и невозможна.
Типичным примером таких сооружений являются коллекторно-дренажные сети (КДС). Трубы этих сооружений работают с наполнением от 0,1 диаметра трубы до 0,4. Естественно, скорости потока в таких трубах бывают незначительны, и в отдельные периоды падают до 0,09 м/сек.
Существенным недостатком КДС является подверженность их постепенному заилению. Илистые частицы поступают в дрены в результате суффозионных процессов фильтрующих обсыпок дрен и около-дренного материала, через смотровые колодцы дрен и трубчатые соединения. Коллекторные сети заиляются через стыки железобетонных колец коллекторных смотровых колодцев, через соединения коллекторных труб с железобетонными
кольцами, в результате выноса частиц дренами и огрехов при производстве работ. 4 :
Особенно подвержены усиленному заилению КДС в первые 2-3 года эксплуатации после строительства, когда идут процессы стабилизации, и в периоды таяния снегового покрова и ливневых осадков. Исследование работы КДС на Алтайской оросительной системе позволило установить необходимость ежегодной промывки их от заиления в первые годы эксплуатации. При непроведении промывок КДС через 2-3 года происходит в результате заиления значительное снижение водоприемной способности дрен и пропускной способности коллектора и даже полный выход их из строя. Заиление в коллекторах уже через 2 года эксплуатации наблюдалось у более половины сечения труб. Наиболее подвержены заилению устьевые участки КДС.
Рис, 1. График зависимости у=1Г(а). Отношение высоты наполнения трубы к ее диаметру
Однако промывка КДС - процесс достаточно сложный и трудоемкий и требует применения сложной и дорогостоящей специальной дренопромывной техники и часто - большого количества привоз-ной воды.
Промывка и очистка КДС от заиления - процесс дорогостоящий.
Гораздо дешевле создать в КДС автоматический импульсный режим движения потока, который создаст импульсный режим промывки труб. Такой режим можно создать, если периодически по трубе пропускать волну по всему ее сечению. Длина волны может быть от 1,0 до 10,0 м. Главное - чтобы волна проходила по трубе ритмично и скорость потока в волне превышал рабочую в трубе.
Гидравлические расчеты труб с уклоном минимальным 0,0009 показывают (рис. I), что если пропускать волну пол-
ным сечением трубы, то возникают скорости, достаточные для промывки труб от ила [1].
Чем больше диаметр труб, чем меньше рабочее наполнение труб, тем большие скорости возникают при импульсном режиме. Минимальные скорости потока при прохождении волны возникают в трубах диаметром 0,2 м, но и они в 3 раза превышают рабочие, а в трубах диаметром 0,5 м -в б раз. Это при минимальных уклонах труб минус 0,0009. При больших уклонах - и скорости больше. Таким образом импульсный режим движения потока способен в процессе эксплуатации КДС одновременно создавать промывной режим в трубах.
Создать такой импульсный автоматический режим в КДС позволит затвор-авто* мат предлагаемой конструкции (рис. 2).
Рис. 2. Конструктивная схема затвора-автомата:
1 - труба; 2 - обойма затвора; 3 - диск затвора; 4 - ось диска, закрепленная в обойме;
5 - резиновые уплотнения; 6 и 7 - упоры на обойме; ц.д. - центр давления (точка приложения силы гидростатического давления Ргст); к - положение центра давления, а - положение оси диска затвора
Такие затворы-автоматы можно устанавливать в трубах КДС как по длине труб, так и на оголовках в смотровых колодцах для промывки устьевых участков сразу же после строительства. Затворы-автоматы можно применить и эпизодически, так как их установка и снятие не представляют затруднения.
Затвор состоит из диска 3, ось которого 4 расположена ниже центра давления (точки приложения силы гидростатического давления) и закреплена в обойме 2. Водонепроницаемость обеспечивают резиновые уплотнения 5, Упоры 6 и 7 служат для фиксации диска в положениях, соответственно, “закрыто” и “открыто? Обойма затвора 2 вставляется в трубу.
Положение центра давления к можно определить по формуле:
~ 16И'
» Л с1 При А = у, * = -,
где с! - диаметр трубы;
Ь - пьезометрическое давление.
Когда труба работает в расчетноэксплуатационном режиме, её наполнение составляет от ОД с! до 0,4с1, и диск затвора
перекрывает трубу. Происходит заполнение её водой, и когда сечение трубы полностью заполнено водой (дальнейшее заполнение уже возможно с избыточным давлением Ь), сила гидростатического давления, приложенная в центре давления, создает момент, преодолевающий силы трения диска в оси и уплотнениях и открывает диск (укладывая его на упоры 7). По трубе пойдет волна с наполнением не менее 0,8с1, и скорости в 2-6 раз больше эксплуатационных, смывая илистые частицы. При падении уровня воды ниже ц.д. диск затвора перекрывает трубу, и цикл повышается.
Работа опытного экземпляра затвора-автомата испытана на устьевых участках дрен АОС при наполнении трубы Ъ—0,12 м.
Мутность потока до импульса составила 0,0 мг/л, после импульса - от 46 до 62 мг/л.
Не исключено применение таких трубчатых затворов-автоматов и в других сооружениях (например, при очистке труб ливнепропусков). .
ЛИТЕРАТУРА -
1. Справочник по гидравлическим расчетам. - М., 1974. - С. 17, 100, 312.
ВЛИЯНИЕ ПЛОДОВО-ЯГОДНЫХ КУЛЬТУР НА ТЕПЛОПОТОКИ В ЧЕРНОЗЁМНЫХ ПОЧВАХ АЛТАЙСКОГО ПРИОБЬЯ ;,й;
г ,
? . 4 ?.' -
АЛ. Лёвин
Плодовые и ягодные культуры растут обычно на одном месте много лет. Их продолжительность жизни и продуктивность зависят от комплексного воздействия многих факторов: тепла, света, воды, почвенных условий (Рыжков, 1993).
В то же время растения сами оказывают влияние на почвенный климат. Следовательно, при изучении температурного, влажностного режимов и теплофизического состояния в профиле черноземов
необходимо учитывать особенности влияния той или иной культуры на почву.
В связи с этим нами была предпринята попытка выявить некоторые особенности динамики тепловых показателей в пахотном слое выщелоченного чернозема под следующими культурами: жимолостью, смородиной, земляникой. При изучении распределения тепла в почве под жимолостью рассматривались растения, находящиеся в удалении от березовой
