|
Стр. 11
1 1
-- = --, (П.4.5)
n Q
2 2
2
n Н
1 1
-- = (--) , (П.4.6)
n Н
2 2
3
n N
1 1
-- = (--) , (П.4.7)
n N
2 2
где:
n - первая частота вращения рабочего колеса грунтового
1
-1
насоса, с ;
n - вторая частота вращения рабочего колеса грунтового
2
-1
насоса, с ;
Q , Н , N - показатели грунтового насоса при частоте вращения
1 1 1
-1
рабочего колеса, равной n , с ;
1
Q , Н , N - показатели грунтового насоса при частоте вращения
2 2 2
-1
рабочего колеса, равной n , с .
2
6. Рабочая зона грунтового насоса находится в пределах
расходов (0,3...0,8) Q , где Q - максимальный расход
max max
грунтового насоса.
В паспорте грунтовой установки, обычно, приводят значения
напора грунтового насоса на воде и расход, которые соответствуют
расходу грунтового насоса, равному 0,8 Q .
max
Если в паспорте дается расход грунтового насоса по смеси или
по грунту, то определить расход грунтового насоса по воде можно по
зависимости:
Q
см
Q = ----------- = 1,33Q , (П.4.8)
в 1 - 1,65 С см
о
Q
гр
Q = --------------------- ~= 5,5Q , (П.4.9)
в 1,65 (1 - 1,65 С ) С гр
о о
где Q - расход грунтового насоса по грунту, куб. м/ч.
гр
7. На рефулерных землесосах большое значение имеет предельный
вакуум, величина которого определяется по зависимости:
ро ро - ро
см см в
W = W ---- - 10 х ----------, (П.4.10)
пр см пр в ро ро
в в
где W - предельный вакуум на воде, м, величина которого
пр в
рассчитывается по зависимости:
2
V
______ в
W = 10 [1 - 1,2 (0,06 х n \/Q 4/3)] + --, (П.4.11)
пр в к в 2g
где:
-1
n - частота вращения рабочего колеса, с ;
к
Q - расход грунтового насоса по воде, куб. м/с;
в
V - скорость движения воды во всасывающем грунтопроводе, м/с,
в
определяемая по зависимости:
4Q
в
V = -----, (П.4.12)
в 2
пи D
где D - диаметр всасывающего грунтопровода, м.
Фактическая величина предельного вакуума всегда ниже
расчетной, причин этому много, самой главной из которых является
подсос воздуха в гибких соединениях и сальниках на всасывающем
грунтопроводе.
Для практических расчетов величину предельного вакуума следует
принимать не более W = 7 м.
пр в
Приложение 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ ДАЛЬНОСТИ РЕФУЛИРОВАНИЯ
1. При расчете предельной дальности рефулирования принимаются
следующие условия:
расход по смеси равен минимальному расходу грунтового насоса
по воде, при котором обеспечивается устойчивая работа насоса (для
самоотвозных землесосов - 0,3 Q , для рефулерных якорных - 0,25
max
Q );
max
минимальная плотность смеси должна быть не менее ро =
см
1,08...1,10 т/куб. м (С = 0,05...0,06);
о
мощность привода грунтового насоса используется на 90%.
Приведенные данные получены по результатам натурных
исследований самоотвозных и рефулерных землесосов.
2. Для расхода, равного 0,3 Q , по графику на рис. П.5.1
max
определяется скорость смеси в грунтопроводе.
3. По номограмме на рис. П.5.2 по коэффициенту
транспортабельности (Приложение 1, табл. П.1.2) для полученной
скорости смеси, принимая ее за критическую, определяется
действительная объемная консистенция смеси.
4. Если полученная консистенция смеси больше С = 0,05,
о
рассчитывается плотность смеси по зависимости:
ф
ро = 1 + 1,65С , (П.5.1)
см о
ф
где С - консистенция смеси, полученная по номограмме.
о
5. Рассчитываются допустимые потери напора в грунтопроводе при
транспортировке смеси по зависимости:
N К
i раб
Н = 795,6 ---------, (П.5.2)
гр Q ро
max см
где:
N - мощность привода грунтового насоса, кВт;
i
Q - максимальный расход грунтового насоса по воде,
max
куб. м/ч;
ро - плотность смеси, т/куб. м;
см
К - коэффициент, учитывающий способ подключения насосов
раб
(параллельно, последовательно).
6. Рассчитываются удельные потери напора при транспортировке
грунтов гранулометрического класса IIIк, IIIс, IIIм, IIIг, IIIгр,
IIIгл, IIIг, IVгр, IVгл, Vгл, IVгл, V, VI, II, I, IIгр, IIс, Iс,
Iп, Iс, Iг, Iгр по зависимости:
J = J + ДЕЛЬТА J, (П.5.3)
см о
где:
J - удельные потери напора на воде, определяются по
о
номограмме на рис. П.5.3;
ДЕЛЬТА J - дополнительные удельные потери напора от
транспортировки грунта, рассчитываемые по зависимости:
___
/ V
4 _ 3 /2 к
ДЕЛЬТА J = дельта х \/j х \/С --, (П.5.4)
о V
ф
где дельта - коэффициент, учитывающий относительную крупность
транспортируемого грунта:
d
дельта = 100 -, (П.5.5)
D
d - средний диаметр частиц грунта, мм;
D - диаметр грунтопровода, мм;
j - коэффициент разнозернистости грунта, выбирается из
Приложения;
С - действительная объемная консистенция смеси;
о
V - критическая скорость смеси, м/с;
к
V - фактическая скорость смеси, м/с.
ф
На рис. П.5.4 дан график значений ДЕЛЬТА J при V = V и
ф к
d
100 - = 1. Для определения действительного значения ДЕЛЬТА J
D
необходимо величину, полученную по графику, умножить на отношение:
d
К = -,
<...> D
где:
d - средний диаметр частиц грунта, мм;
D - диаметр грунтопровода, м.
Плотность смеси при данной консистенции приведена на верхней
шкале графика на рис. П.5.4.
Удельные потери напора для илов, глин, суглинков, супесей
текучей и текучепластичной консистенции и для пылеватых песков
рассчитываются по зависимости:
ро
см
J = J [1 + 1,15 (---- - 1)], (П.5.6)
см о ро
в
где:
ро - плотность смеси, т/куб. м;
см
ро - плотность воды, т/куб. м.
в
7. Если полученная консистенция меньше 0,05, принимается С =
о
0,05 и по ней определяется критическая скорость по номограмме,
рис. П.5.2.
8. Рассчитываются допустимые потери напора в напорном
грунтопроводе по зависимости:
238,7 х N х К
i раб
Н = -----------------, (П.5.7)
гр Q х ро
кр см
где:
N - номинальная мощность привода грунтового насоса, кВт;
i
Q - критический расход по смеси, определяется по графику на
кр
рис. П.5.1 по величине V , куб. м/ч;
кр
ро - плотность смеси при консистенции, равной С = 0,05;
см о
К - коэффициент, учитывающий способ подключения грунтовых
раб
насосов (параллельно, последовательно).
9. Рассчитываются удельные потери напора в грунтопроводе по
графикам на рис. П.5.1 и рис. П.5.4.
10. Предельная дальность рефулирования определяется по
зависимости:
Н
гр
l = ---, (П.5.8)
пр J
см
где:
Н - допустимые потери напора в напорном грунтопроводе, м;
гр
J - удельные потери напора в грунтопроводе при
см
транспортировке смеси.
11. Производительность грунтового насоса по грунту при
предельной дальности рефулирования рассчитывается по формуле:
1,65Q С К
см о раб
Q = ---------------, (П.5.9)
гр ро - ро
е в
где:
Q - расход грунтового насоса по смеси, принятый при расчете
см
предельной дальности рефулирования, куб. м/ч;
С - принятая при расчете предельной дальности рефулирования
о
действительная консистенция смеси;
ро - плотность грунта в состоянии естественного залегания,
е
т/куб. м;
ро - удельная плотность грунта, т/куб. м;
о
ро - плотность воды, т/куб. м.
в
При последовательной работе грунтовых насосов в формулу
(П.5.7) подставляются значения коэффициентов К = 1,8, а в
раб
формулу (П.5.9) - К = 1,0.
раб
При параллельной работе грунтовых насосов в формулу (П.5.7)
подставляются К = 1,0, а в формулу (П.5.9) - К = 1,8.
раб раб
Пример.
Рассчитать предельную дальность рефулирования песка
гравилистого IIIгр рефулерным землесосом "50 лет Советскому
Азербайджану".
Грунтовые насосы - 2 шт.;
максимальный расход грунтового насоса на воде 16500 куб. м/ч;
мощность привода грунтового насоса 639 кВт;
диаметр напорного грунтопровода D - 0,8 м.
Грунтовые насосы работают последовательно.
Минимальный расход грунтового насоса:
Q = 0,3Q , Q = 0,3 х 16500 = 4950 куб. м/ч.
min max min
По графику (рис. П.5.1) определяем скорость движения смеси при
минимальном расходе:
V = 2,75 м/с.
см
Для песков гранулометрического класса IIIгр коэффициент
транспортабельности фи = 1,8 (Приложение 1, табл. П.1.2).
По номограмме на рис. П.2 скорость движения смеси, равная 2,75
м/с, не обеспечивает транспортировку данного грунта.
Принимается консистенция смеси, равная С = 0,05, и
о
определяется критическая скорость смеси V = 5,1 м/с, Q = 9100
к к
куб. м/ч по графику на рис. П.5.1.
Допустимые потери напора в грунтопроводе рассчитываются по
формуле (П.5.2):
238,7 х 639 х 1,80
Н = ------------------ = 27,9 м.
гр 9100 х 1,08
Удельные потери напора на воде при скорости движения воды,
равной V = 5,1 куб. м/с, по номограмме на рис. П.5.3 J = 0,023.
в о
d
ДЕЛЬТА J = 0,010 -,
D
4,48
ДЕЛЬТА J = 0,010 ---- = 0,056.
0,8
Средний диаметр частиц грунта d - по табл. П.1.2 Приложения 1,
d = 4,48 мм.
Величина 0,01 получена по графику на рис. П.5.4 для С = 0,05,
о
плотность смеси по верхней шкале графика для С = 0,05 равна ро
о см
= 1,08 т/куб. м. Удельные потери напора на смеси:
J = 0,023 + 0,056 = 0,079.
см
Предельная дальность рефулирования:
27,9
l = ----- ~= 353 м.
пр 0,079
Производительность грунтового насоса по грунту:
1,65Q С
см о 9100 х 0,05 х 1,65
Q = ---------- = ------------------ = 577,5 куб. м/ч.
гр ро - ро 2,30 - 1,00
е в
Приложение 6
РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПО ГИДРОТРАНСПОРТУ ГРУНТОВ
ПРИ ЗАДАННОЙ ДАЛЬНОСТИ РЕФУЛИРОВАНИЯ
1. Увеличение дальности рефулирования влечет увеличение потерь
напора в грунтопроводе и, как следствие, снижается расход
грунтового насоса по смеси.
Снижение расхода грунтового насоса также происходит при
увеличении консистенции смеси (Приложение 4).
Для нормальной работы гидротранспорта необходимо обеспечить
скорость движения смеси в грунтопроводе в пределах критических,
поэтому с увеличением дальности транспортировки приходится снижать
консистенцию транспортируемой смеси.
Рассчитать расход и консистенцию смеси при заданной дальности
рефулирования прямым расчетом невозможно. Поэтому расчет ведется
методом последовательного приближения.
2. Рассчитывается максимально возможная производительность
грунтового насоса по грунту по зависимости:
ро - ро
о в
Q = Q (1 - К С ) С ---------, (П.6.1)
гр max max С о о ро - ро
о е в
где:
Q - максимальный расход грунтового насоса по воде,
max
куб. м/ч;
С - действительная объемная консистенция смеси, принимается
о
для самоотвозных землесосов С = 0,12; ро = 1,20 т/куб. м; для
о см
якорных землесосов С = 0,15, ро = 1,25 т/куб м;
о см
К - коэффициент, учитывающий снижение расхода грунтового
С
о
насоса от величины консистенции смеси, принимается у самоотвозных
землесосов и якорных землесосов с механическим разрыхлителем К =
С
о
1,65, у траншейных землесосов с гидроразрыхлителем - К = 2,0, у
С
о
траншейных землесосов без разрыхлителя - К = 2,3;
С
о
ро - удельная плотность грунта, т/куб. м, принимается равной
о
2,65 т/куб. м;
ро - плотность воды, т/куб. м;
в
ро - плотность грунта в состоянии естественного залегания,
е
т/куб. м.
3. Максимальная производительность гидротранспорта по грунту,
с учетом вышеизложенного, рассчитывается по зависимости:
у самоотвозных землесосов:
ро - ро
о в
Q = 0,096Q ---------, (П.6.2)
гр max ро - ро
е в
у якорных землесосов с механическим разрыхлителем:
ро - ро
о в
Q = 0,113Q ---------, (П.6.3)
гр max ро - ро
е в
у траншейных землесосов с гидравлическим разрыхлителем:
ро - ро
о в
Q = 0,105Q ---------, (П.6.4)
гр max ро - ро
е в
у траншейных землесосов без разрыхлителя:
ро - ро
о в
Q = 0,094Q ---------. (П.6.5)
гр max ро - ро
е в
При параллельной работе двух насосов к полученным величинам
применять коэффициент К = 1,80.
раб
4. Максимальный расход по гидросмеси рассчитывается по
зависимости:
у самоотвозных землесосов:
Q = 0,8Q , (П.6.6)
см max max
у якорных землесосов с механическим разрыхлителем:
Q = 0,75Q , (П.6.7)
см max max
у траншейных землесосов с гидравлическим разрыхлителем:
Q = 0,70Q , (П.6.8)
см max max
у траншейных землесосов без разрыхления:
Q = 0,625Q . (П.6.9)
см max max
При параллельной работе двух грунтовых насосов к полученным
величинам применять коэффициент К = 1,80.
раб
5. Допустимые потери напора в грунтопроводе при максимальной
производительности гидротранспорта по грунту рассчитываются по
зависимости:
у самоотвозных землесосов:
Ni
Н = 248,5 ----, (П.6.10)
гр Q
maх
у якорных землесосов с механическим разрыхлителем:
Ni
Н = 254,5 ----, (П.6.11)
гр Q
maх
у траншейных землесосов с гидравлическим разрыхлителем:
Ni
Н = 272,7 ----, (П.6.12)
гр Q
maх
у траншейных землесосов без разрыхлителя:
Ni
Н = 305,4 ----, (П.6.13)
гр Q
maх
где Ni - номинальная мощность привода грунтового насоса, кВт.
При рефулировании двумя последовательно включенными грунтовыми
насосами к рассчитанным величинам необходимо применять
коэффициент, равный К = 1,80.
раб
6. Рассчитываются удельные потери напора в грунтопроводе при
максимальной производительности по гидротранспорту по графикам и
номограммам, приведенным в Приложении.
7. Рассчитывается минимальная дальность рефулирования при
максимальной производительности по гидротранспорту по формуле:
Н
гр
l = -------, (П.6.14)
min J
см max
где:
Н - допустимые потери напора в грунтопроводе при
гр
максимальной производительности по гидротранспорту, м;
J - удельные потери напора в грунтопроводе при
см max
максимальной производительности по гидротранспорту.
8. Рассчитывается предельная дальность рефулирования и
минимальная производительность по гидротранспорту (Приложение 6).
9. По геометрической длине напорного грунтопровода
определяются удельные потери напора по зависимости:
J - J
см max см min
J = J - ----------------- (l - l ), (П.6.15)
см см max l - l Ф min
max min
где:
J - удельные потери напора при максимальной
см max
производительности по гидротранспорту;
J - удельные потери напора при предельной дальности
см min
рефулирования;
l - предельная дальность рефулирования, м;
max
l - дальность рефулирования при максимальной
min
производительности по гидротранспорту, м;
l - фактическая геометрическая длина грунтопровода, м.
Ф
Примечание. В расчетах длина плавучего грунтопровода
принимается с коэффициентом К = 1,3, учитывающим наличие гибких
п
соединений между секциями.
10. Определяется приведенная длина рефулирования по
зависимости:
l = 1,3 х l + l + ДЕЛЬТА l , (П.6.16)
пр п б э
где:
l - длина плавучего грунтопровода, м;
п
l - длина берегового грунтопровода, м;
б
ДЕЛЬТА l - эквивалентная длина грунтопровода на высоту
э
рефулирования, м, рассчитываемая по зависимости:
Н
р
ДЕЛЬТА l = ---, (П.6.17)
э J
см
Н - высота рефулирования, измеряемая от горизонта воды до
р
центра выкидного патрубка грунтопровода, м;
J - удельные потери напора, рассчитанные по формуле П.6.15.
см
Если l <= l , рассчитываются потери напора в грунтопроводе
п min
по консистенции смеси, равной С = 0,15. Рассчитывается
о
производительность по грунту по зависимости:
Ni
Q = 47,3 -----------------, (П.6.18)
гр Н х (ро - ро )
гр е в
где Н - потери напора в напорном трубопроводе, м.
гр
Если l <= l <= l , производительность по
min пр max
гидротранспорту рассчитывается по зависимости:
Q - Q
гр max гр min
Q = Q - ----------------- (l - l ), (П.6.19)
гр гр max l - l Ф min
max min
где:
Q - максимальная производительность гидротранспорта,
гр max
куб. м/ч;
Q - минимальная производительность по гидротранспорту
гр min
(при предельной дальности рефулирования), куб. м/ч;
l - предельная дальность рефулирования, м;
max
l - минимальная длина рефулирования (при максимальной
min
производительности по гидротранспорту), м;
l - фактическая длина рефулирования, м.
Ф
Если l >= l , рефулирование на данную дальность
пр min
невозможно с плотностью смеси, равной или более 1,08 т/куб. м.
11. Увеличение дальности рефулирования возможно только при
снижении консистенции смеси.
С этой целью рекомендуем рассчитать предельную дальность
рефулирования при консистенции смеси, равной С = 0,03 (ро =
о см
1,05 т/куб. м) или С = 0,025 (ро = 1,04 т/куб. м). Полученная
о см
по расчету предельная дальность рефулирования является предельной
приведенной длиной грунтопровода.
12. Для самоотвозных землесосов возникает необходимость
определить продолжительность разгрузки трюма при данной дальности
рефулирования.
Продолжительность разгрузки трюма рефулированием
рассчитывается по зависимости:
н
0,9 х W
t = --------, (П.6.20)
раз Q
гр
где:
н
W - норма загрузки трюма, куб. м;
Q - производительность по гидротранспорту при данной
гр
дальности рефулирования, куб. м/ч.
Приложение 7
ОРГАНИЗАЦИЯ НАМЫВНЫХ РАБОТ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. На все работы по намыву грунта должен составляться проект
производства намывных работ. Работы но намыву должны производиться
согласно требованиям СНиП 2, СНиП 3, СНиП 4.
Работы по намыву грунта подразделяются на следующие виды:
намыв площадей, создание оснований под инженерные сооружения;
намыв профильных сооружений;
замыв пазух гидротехнических сооружений;
намыв гидроотвалов;
намыв строительных материалов в штабель.
1.2. При выполнении намывных работ необходимо:
вдоль границ намываемых территорий и сооружений устраивать
канавы для отвода фильтрационной воды для предотвращения
заболачивания окружающей территории;
земляное полотно существующих железных и автомобильных дорог и
другие сооружения, расположенные в зоне намывных работ, защищать
от повреждения водой, дамбами обвалования или канавами;
территорию намыва защищать от ливневого или паводкового стока
дамбами обвалования и отводными канавами.
1.3. При размещении намывных сооружений и гидроотвалов на пути
поверхностного стока в их основании следует предусмотреть
специальные водопропускные устройства и при необходимости обводные
канавы.
1.4. Намыв земляных сооружений на просадочных макропористых,
торфяных и илистых грунтах следует производить в два этапа:
устройство уширенной нижней части ("подушки");
последующий замыв верхней части после стабилизации осадок
основания и "подушки".
1.5. Пазухи бетонных сооружений должны замываться с
обязательным проверочным расчетом фильтрации и возникающего при
намыве гидростатического давления.
1.6. Поверхности незаконченных намывных сооружений перед
длительным перерывом в намыве должны быть приведены в состояние,
при котором скопление застойной воды исключается.
1.7. Пригодность грунта для намыва сооружений определяется по
гранулометрическому составу, определяемому механическим анализом.
Повышение качества намываемого грунта возможно путем его
промывки в процессе загрузки трюма самоотвозного землесоса или
путем применения гидроклассификаторов.
1.8. Крутизна формируемых откосов намывных сооружений в
строительный период должна быть не круче: для крупных песков -
1:2; песков средней крупности - 1:2,5; мелких песков - 1:3;
пылеватых песков - 1:4.
1.9. Дамбы первичного обвалования при намыве территории или
откосных сооружений допускается возводить из песчаных и
песчано-гравийных грунтов, а при их отсутствии - из местных
грунтов или из предварительно намытого грунта с выносом дамбы за
пределы профиля сооружения.
1.10. Дамбы обвалования гидроотвалов следует возводить из
грунта, разработанного бульдозерами, скреперами,
грейдер-экскаваторами и экскаваторами из боковых резервов или из
привозного грунта.
Возведение дамб обвалования следует производить послойно с
разравниванием и уплотнением его при оптимальной влажности.
1.11. Попутное обвалование (в процессе возведения сооружения)
выполняется из намытого грунта.
Использование для дамб обвалования илистого, промороженного
грунта, а также грунта, содержащего более 5% растворимых солей, не
допускается.
1.12. Для сброса осветленной воды с карты намыва создается
прудок-отстойник и устанавливаются водосбросные колодцы, в
зависимости от требований к чистоте сбросных вод, должна
создаваться система многократного отстоя воды или отстойные
водохранилища.
Размеры прудка-отстойника определяются, исходя из сброса
фракций грунта d <= 0,05 мм. Начальный объем прудка-отстойника
должен быть не менее двухсуточного объема воды, поступающего при
возведении намывного сооружения в составе пульпы.
Поступающий на карту намыва объем воды определяется по
зависимости:
Q = Q х (1 - С ), (П.7.1)
в см о
где:
Q - расход смеси, поступающей на карту намыва, куб. м/ч;
см
С - действительная объемная консистенция смеси.
о
Значения действительной объемной консистенции смеси при данной
плотности смеси приведены в таблице П.7.1.
Таблица П.7.1
|
