Подводные грунтозаборные работы

Анализ русловых деформаций. Расчет объемов грунтозаборных работ, плана течений. Определение рабочего режима и производительности землесосного снаряда. Оценка влияния дноуглубления на положения уровня воды на перекатном участке и устойчивости русла реки.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 04.08.2011
Размер файла 613,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

9

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГОУ ВНО НГАВТ

Пояснительная записка

к курсовому проекту: «Подводные грунтозаборные работы»

по дисциплине: «Водные пути»

Новосибирск -2011.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПИСАНИЕ УЧАСТКА РЕКИ

2. АНАЛИЗ РУСЛОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ НА УЧАСТКЕ РЕКИ

3. ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЕЧЕРПАТЕЛЬНЫХ РАБОТ

4. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ПРОРЕЗИ

4.1 Определение сроков и продолжительности подготовительного периода

4.2 Расчет плана течений по методу М.А. Великанова

4.3 Оценка деформаций прорези

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧЕГО РЕЖИМА И РАСЧЕТОВ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЗЕМЛЕСОСНОГО СНАРЯДА

6. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДНОУГЛУБЛЕНИЯ НА ПОЛОЖЕНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ НА ПЕРЕКАТНОМ УЧАСТКЕ

7. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ РУСЛА РЕКИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Реки, озера, моря с незапамятных времен служили путями торговли, передвижения людей. Основное преимущество водного транспорта - более низкая себестоимость перевозок по сравнению с железнодорожным, автомобильным и воздушным транспортом. Простейшие, минимально необходимые путевые работы состоят в указании границ и направления судового хода специальными знаками и в очистке судового хода от случайных препятствий - камней, карчей и т. п. Но если произвести только эти работы, осадка плавающих судов будет ограничена естественными глубинами реки, которые даже у крупных равнинных рек в меженный период могут быть малыми. Поэтому главная задача путевых работ - углубление (и уширение) судового хода. Это достигается с помощью дноуглубительных и выправительных работ.

В данном курсовом проекте нам дан участок реки, на котором необходимо проложить судовой ход, разработать прорези, нанести границы руслового карьера и составить карту намыва грунта, а также подсчитать объемы подводных грунтозаборных работ, производительность землесосного и многочерпакового снарядов.

1. ОПИСАНИЕ УЧАСТКА РЕКИ

1. Данное речное русло имеет побочневый тип руслового процесса, направление течения с лева на право.

2. Высота коренного берега над проектным уровнем составляет 6,0 метра.

3. Длина участка реки по прямой составляет 8000м.

4. Ширина участка реки между бровками коренного берега:

Вmax =1650м,

Вmin =670м.

5. Ширина зеркала воды при проектном уровне:

bmax =1150м,

bmin =260м.

6. Максимальная и средняя глубина плесовых лощин:

Тг =1,6 м,

Тср =2,9 м,

Тmax =4.0 м.

7. На участке реки имеется два переката-перевала, первый перекат средней глубины 1,5м на 1500м участка реки, а второй глубиной от 1 до 1,5 м. на 5000м участка реки.

8. На участке реки имеется остров. Его габариты: L =2800м,

В =500м,

Н =3м.

2. АНАЛИЗ РУСЛОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ НА УЧАСТКЕ РЕКИ

Для выполнения анализа русловых деформаций производится совмещение планов затруднительного участка на кальке. Планы совмещаются по одноименным реперам. На этом плане отображаются только бровки берегов и островов, а также нулевые и проектные изобаты. При этом линии берегов, островов и изобаты предыдущего года проводятся черной тушью, а последующего - красной. По совмещенным планам определяются зоны намыва и размыва, их площади, устанавливается общая направленность и причины переформирований русла. Зоны намыва затушевываются в коричневый цвет, а размыва - в синий.

1 Зоны размыва: находятся от начала участка 1км 600м происходит размыв в 60 м, на 2 км 200 м происходит размыв 40 м, 4 км 700 м происходит размыв 130 м , на 5 км размыв 30 м , на 4 км размыв 100 м.

2 Зоны намыва: нанос находится на 1км 900м намыв 200м, на 3км 200 м нанос 150 м, на 3км 600м нанос 100 м , на 3км 800 м нанос250м, на 4 км 100 м нанос 60м.

3 перемещение осередка нет

4 деформация у приверха происходит размыв 30м, а у хвостья размыв 30 м, а нанос 10 м.

В левом рукаве реки аккумулируется большее количество наносов, а в правый больше размывается. Можно сделать вывод, что левый рукав постепенно превращается во второстепенный.

3. ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЕЧЕРПАТЕЛЬНЫХ РАБОТ

На плане съемки реки с учетом выполненного анализа русловых деформаций, а также типа перекатов и выбранного судоходного рукава в разветвленном русле, трассируются судоходные прорези по всем перекатам проложенного судового хода, расположенных в пределах затруднительного участка, а также определяются и отмечаются места отвалов грунта, подлежащего извлечению. При проектировании прорезей необходимо руководствоваться заданными габаритными размерами судового хода и указаниями, касающимися проложения трасс судоходных прорезей. Для удобства и безопасности прорези делают прямыми. Лишь в отдельном случае длину прорези допустимо составлять из 2-3 прямых колен с малыми углами между ними.

При определении полного объема грунта, подлежащего извлечению из прорези, необходимо учитывать запас на неровность выработки многочерпакового снаряда или технологический запас на переуглубление прорези землесосного снаряда.

Запас на неровность выработки многочерпаковым земснарядом принимается равным от 0,1 до 0,3 м, а для землесосного снаряда при траншейном способе его работы:

где h - технологический запас на неровность выработки, м;

bтр - ширина траншеи, равная приближенно ширине корпуса землесоса (ширина корпуса землесоса принимается по справочнику, в зависимости от производительности). bтр = 10 м;

ту - коэффициент установившегося откоса песчаного грунта (2,5…3,0).

Толщина прорези определяется как:

,

Tг - гарантированная глубина, м;

Тср.гр - фактические глубины в точках, определяемые по изобатам, пересекающим ось прорези.

Используя выполненные расчеты, можно определить по каждому перекату полезный объем грунта:

,

где Fпр- площадь прорези, м2;

Поскольку глубины по оси судового хода несколько больше, чем на остальной части переката, то подсчитанный таким образом объем дноуглубления будет занижен. К нему необходимо добавить некоторый добавочный объем на корытообразность переката:

Vкор = Ккор ? Vnр,

где Ккор - коэффициент, отражающий увеличение толщины снимаемого слоя из-за корытообразности переката. Для песчаных грунтов, исходя из опыта, его можно принять равным 0,25, для глинистых и каменистых - 0,1.

Voтк=hср2 *my*lпр

Полный объем дноуглубления на песчаном перекате будет равен:

Vп = Vnр + Vкор + Voтк

По результатам подсчета объемов работ для каждой прорези составляют интегральные кривые объемов работ (нарастающим итогом от начала к концу прорези) для всего удаляемого грунта и для объема переуглубления. План и продольный профиль прорези приводятся на миллиметровой бумаге формата А4, интегральные кривые по перекатам совмещаются на одном графике, под рисунками приводится таблица подсчета объемов работ по перекатам.

Данные о длине прорези, её ширине, средней толщине снимаемого слоя и полном объеме грунта, подлежащему извлечению, служат исходными данными для составления наряд-задания земснаряду на разработку прорези

Таблица: Подсчёт объемов

№ прорези

Тип грунта

Lпр,

м

hпр,

м

?h,

м

hср,

м

Vпр,

М3

Vкор,

М3

Vотк,

М3

V,

М3

1

Глина

1340

0,8

0,2

0,8

83200

8320

2572,8

94092,8

2

Песок

990

0,8

0,8

5,7

449280

112320

96495,3

658095,3

- песок; ,м

- глина;

;

; ;

;

; ;

; ;;

; ;

;

; ;

;

; ;

русло деформация река грунтозаборный

4. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ПРОРЕЗИ

4.1 Определение сроков и продолжительности подготовительного периода

Длительность подготовительного периода определяется с помощью расчетного графика спада уровней Н = f(t), прилагаемого к заданию на проектирование. Этот период определяется отдельно для многочерпакового снаряда и для землесоса. За начало подготовительного периода принимается дата по расчетному графику спада уровней воды, соответствующая уровню начала подготовительною периода.

Уровень начала подготовительного периода Нн.п.п. определяется по формуле:

Нн.п.п.= Нр - ТГ- ?h+ HПР

где Нр - максимальная глубина опускания черпаковой рамы или сосуна, м;

Тг - гарантированная глубина, м;

?h - запас на неровность выработки для многочерпаковых снарядов равный 0,1-0,3 м;

Нпр - отметка проектного уровня над «0» графика опорного гидропоста.

Для землесосных снарядов величина ?h определяется зависимостью:

mмг=mу/2 - заложение мгновенного (в данном случае принимается равным 1,35) откоса траншеи.

; ;

; ;

; ;

>;

Тг=1,8 м -гарантирована глубина

Hр=10 м -максимальная глубина опускания рамы Землесоса

Hр=5,25 м -максимальная глубина опускания рамы Многочерпакового земснаряда

; Землесос

; Многочерпаковый земснаряд

; ;

4.2 Расчет плана течений по методу М.А. Великанова

Расчет и построение плана течений выполняется в последовательности приведенной ниже.

1. На плане переката последнего года намечаются: поперечные сечения, располагаемые по возможности нормально течению, на подходе к перекату, в наиболее глубокой части верхней плесовой лощины, на выходе из переката, в нижней плесовой лощине, в начале и конце прорези и 3-5 сечений в ее пределах с учетом изменения рельефа дна;

2. По каждому из выполненных сечений строятся поперечные профили с учетом наличия прорези и отвала грунта, наносится расчетный уровень воды превышающий проектный на величину срезки.

3. По кривой расходов Q = f(H) определяется расчетный расход воды Qp, соответствующий расчетному уровню Нр;

4. Расход воды в сечении выражаем равенством:

,

где J- продольный уклон свободной поверхности воды;

п - коэффициент шероховатости;

Тср - средняя глубина реки между расчетными вертикалями, м; В - ширина реки, м.

Обозначив = , получим

.

Интегрирование заменяем суммированием по участкам элементарной величины В:

.

а частный расход каждого участка

5. Поперечный профиль с нанесенной на него прорезью и отвалом разбивается на ряд участков по ширине с учетом рельефа дна (в точках перелома поперечного профиля), после чего определяется:

-ширина каждого участка В;

-его средняя глубина Тср, равная площади участка, деленной на его ширину;

- значение .

Все значения суммируются, и определяется величина:

После этого определяется по каждому участку Qi а затем - Qi. В конце последней строки записанное значение Q должно быть равно Qp или максимально близко к нему по значению.

6. По полученным в таблице, расположенной ниже поперечного профиля, значениям над поперечным профилем строится интегральная кривая расходов. Для этого на вертикальной оси откладывается в определенном масштабе Qp.

7. Задавшись числом равнорасходных струй n = 4-6, разобьем на это число значение расхода Qp и снесем границы струй сначала по горизонтали на интегральную кривую расхода, а с нее по вертикалям - на расчетный и проектный уровни воды. Точки пересечения вертикалей с проектным уровнем дают границы струй. Эти точки переносятся на соответствующий поперечник на плане. Такие расчеты и графические построения повторяются для всех поперечников.

8. Полученные на плане точки, соответствующие границам струй, соединяются плавными линиями, все струи затушевываются в разные цвета, а струи, попадающие в прорезь выделяются по границам красным цветом.

Расчет производится одним примером, т.к остальные расчеты аналогичные.

4.3 Оценка деформаций прорези

Судоходная прорезь может оказаться размещенной в пределах одной или нескольких струй. Определение устойчивости прорези требует проведения ряда расчетных действий для каждой из струй, проходящих по прорези, по всем сечениям.

1. Определяется величина неразмывающей скорости VНР по формуле В.Н. Гончарова

VHP = 3,0 * (dcр + 0,0014)0,3 * ( TCTP)0,2,

где dcp - средний диаметр частиц грунта в пределах струй по кривой гранулометрического состава (в проекте задается), м;

= dср /d90- коэффициент неоднородности грунта, изменяющийся для равнинных рек с песчаным ложем в пределах 0,3-0,6 (в проекте можно принять = 0,5);

d90 - диаметр частиц грунта 90-процентной обеспеченности;

ТСТР - средняя глубина струи, м;

где СТР - площадь струи в поперечном сечении, располагающаяся между границами струи, дном и расчетным уровнем воды, м2;

ВСТР - ширина струи, м.

2. Определяется величина размывающей скорости

VР=1,3VНР

3. Вычисляется средняя скорость струи VCTР

,

где QСТР= Qр / n, м3/с;

Qр - расчетный расход, определяемый по расчетному уровню воды с помощью кривой расхода Q = = f(H), м3/с;

n - количество струй на плане течений.

После определения всех указанных величин для каждой струи, проходящей через прорезь, строятся графики изменения значений не размывающей, размывающей и средней скорости струи по длине прорези На основании сопоставления величин VНР, Vp и VCTP, и характера их изменения, можно выполнить предварительную качественную оценку устойчивости прорези от заносимости речными наносами.

В случае, если кривая VCTP располагается выше кривой VНР, то можно утверждать, что в прорези происходят деформации дна. Причем, при возрастании скорости от одного сечения к другому, т.е. при dv / dl > 0, на рассматриваемом участке происходит размыв дна и, наоборот, при падении скорости между двумя смежными сечениями (dv / dl < 0) происходит намыв дна. В случае, если VCТР < VHP , то можно говорить об отсутствии каких-либо деформаций, но поскольку с верхних участков русла поступают взвешенные и влекомые наносы, то они, попадая в зону низких скоростей, откладываются, т.е. прорезь будет неустойчивой.

Для количественной оценки устойчивости прорези необходимо вычислить начальные скорости деформаций дна переката для каждой струи, проходящей по прорези, соблюдая нижеприведенный порядок расчета.

1 . В каждом сечении струи вычисляется значение расхода влекомых наносов по формуле

2. Определяется приращение расхода влекомых наносов на каждом участке между двумя смежными сечениями

,

где i - номер граничного сечения по длине прорези (по течению).

3. Основываясь на уравнении деформации, рассчитывается начальная скорость деформации между смежными сечениями

, м/сут.

где 86400 - число секунд с сутках;

- коэффициент пористости грунта (для песка изменяется в пределах 0,33 - 0,35);

= ВСР · ?l,

где - площадь струи между сечениями в плане, м2;

ВСР - средняя ширина струи на участке между сечениями, м;

?l - расстояние между поперечными сечениями;

,

где - ширина струи в верхнем сечении, м;

- ширина струи в нижнем сечении, м.

Необходимо обратить внимание, что величина начальной скорости деформации получает тот же знак, что и величина , то есть положительным значением отвечает деформация намыва, а отрицательным - размыва. В случае, если VCТР VHP, то QТ = 0. После выполнения расчетов, результаты которых сводятся в таблицу 2.1, по всем расчетным участкам между сечениями для каждой струи, располагающейся в пределах прорези, строится график изменения скорости начальных деформаций.

Таблица 2.1

Пример заполнения таблица гидравлических элементов потока и вычисления начальных скоростей деформации дна

Стр№1

№ сеч

wстр

Встр

Тстр

Qстр

Vстр

dср

Vнр

Vp

1

24640

240

102,7

91,7

0,004

0,0012

0,5

0,11

0,143

2

32800

430

76,3

91,7

0,003

0,0012

0,5

0,104

0,135

3

35700

500

71,4

91,7

0,003

0,0012

0,5

0,103

0,134

4

41450

470

88,2

91,7

0,002

0,0012

0,5

0,107

0,139

5

41400

420

98,6

91,7

0,002

0,0012

0,5

0,109

0,142

№ сеч

Qт

1

0,036

0,00005

-0,106

-22*10-9

-7*10-9

3*10-9

-10*10-9

-4*10-9

335

465

486

445

1,7

2,5

1,9

1,8

-1,5*10-6

0,34*10-6

-1,4*10-6

-0,7*10-6

0,34

0,34

0,34

0,34

2

0,029

0,00002

-0,101

-15*10-9

3

0,029

0,00002

-0,1

-18*10-9

4

0,019

0,000007

-0,105

-8*10-9

5

0,018

0,000006

-0,107

-4*10-9

Vнр=0,3*(0,5*102,7)0,2*()0,0014+0,0012)0,3=0,11

Vнр=0,3*(0,5*76,3)0,2*(0,0014+0,0012)0,3=0,104

Vнр=0,3*(0,5*71,4)0,2*()0,0014+0,0012)0,3=0,103

Vнр=0,3*(0,5*88,2)0,2*()0,0014+0,0012)0,3=0,107

Vнр=0,3*(0,5*98,6)0,2*()0,0014+0,0012)0,3=0,109

Qт=0,015*240*0,0012*0,00005*(-0,106)=-22*10-9

Qт=0,015*430*0,0012*0,00002*(-0,101)=-15*10-9

Qт=0,015*500*0,0012*0,00002*(-0,1)=-18*10-9

Qт=0,015*470*0,0012*0,00007*(-0,105)=-8*10-9

Qт=0,015*420*0,0012*0,00006*(-0,107)=-4*10-9

-22*10-9-(-15*10-9)=-7*10-9

-15*10-9-(-18*10-9)=3*10-9

-18*10-9-(-8*10-9)=-10*10-9

-8*10-9-(-4*10-9)=-4*10-9

ж ==-1,5*10-6

ж = =0,34*10-6

ж = =-1,4*10-6

ж ==-0,7*10-6

Стр№2

№ сеч

wстр

Встр

Тстр

Qстр

Vстр

dср

Vнр

Vp

1

21300

100

213

91,7

0,004

0,0012

0,5

0,13

0,169

2

58000

670

85,6

91,7

0,0016

0,0012

0,5

0,11

0,143

3

9400

170

55,3

91,7

0,0097

0,0012

0,5

0,1

0,13

4

18400

110

167,3

91,7

0,005

0,0012

0,5

0,12

0,156

5

29900

130

230

91,7

0,0031

0,0012

0,5

0,13

0,169

№ сеч

Qт

1

0,031

0,00003

-0,126

-6*10-9

-2*10-9

21*10-9

-10*10-9

-13*10-9

385

420

140

120

2,6

2,0

1,6

1,8

-0,3*10-6

3,3*10-6

-5,8*10-6

-7,9*10-6

0,34

0,34

0,34

0,34

2

0,0145

0,00003

-0,11

-4*10-9

3

0,097

0,0009

-0,09

-25*10-9

4

0,042

0,00007

-0,115

-15*10-9

5

0,024

0,00001

-0,127

-2*10-9

Vнр=0,3*(0,5*213)0,2*()0,0014+0,0012)0,3=0,13

Vнр=0,3*(0,5*85,6)0,2*(0,0014+0,0012)0,3=0,11

Vнр=0,3*(0,5*55,3)0,2*()0,0014+0,0012)0,3=0,1

Vнр=0,3*(0,5*167,3)0,2*()0,0014+0,0012)0,3=0,12

Vнр=0,3*(0,5*230)0,2*()0,0014+0,0012)0,3=0,13

Qт=0,015*100*0,0012*0,00003*(-0,126)=-6*10-9

Qт=0,015*670*0,0012*0,00003*(-0,11)=-4*10-9

Qт=0,015*170*0,0012*0,0009*(-0,09)=-25*10-9

Qт=0,015*110*0,0012*0,00007*(-0,115)=-15*10-9

Qт=0,015*130*0,0012*0,00001*(-0,127)=-2*10-9

-6*10-9-(-4*10-9)=-2*10-9

-4*10-9-(-25*10-9)=21*10-9

-25*10-9-(-15*10-9)=-10*10-9

-15*10-9-(-2*10-9)=-13*10-9

ж ==-0,3*10-6

ж = =3,3*10-6

ж = =-5,8*10-6

ж ==-7,9*10-6

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧЕГО РЕЖИМА И РАСЧЕТОВ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЗЕМЛЕСОСНОГО СНАРЯДА

Грунт, извлеченный землесосным снарядом со дна реки, отводится в отвал смеси с водой. Смесь твердых частиц с водой называется пульпой. Путь, по которому движется смесь, состоит из приемника, всасывающего трубопровода, насоса и напорного трубопровода. Совокупность этих элементов образует грунтовый тракт землесосного снаряда.

Расходом смеси, или производительностью землесосного снаряда по смеси, называется суммарный объем воды и твердых частиц, проходящий через поперечное сечение трубопровода в единицу времени.

Совместная работа приемника, всасывающего трубопровода, насоса и напорного трубопровода и двигателя может быть определена с учетом следующих условий:

1. Расход пульпы (воды), проходящий через насос, должен быть равен расходу по трубопроводу, т.е.

Qвс = Qmp

2. Напор, создаваемый насосом, полностью потребляется трубопроводом при преодолении пульпой (водой) его сопротивления и подъеме пульпы (воды), т.е.

Hн = Нmp

3. Для работы насоса, создающего напор Hн , при расходе пульпы (воды) Q потребляемая мощность NН, которая должна обеспечиваться двигателем, т.е NН = NДВ

4. Скорость движения пульпы должна быть не меньше критической, при которой все частицы грунта находятся во взвешенном состоянии.

х хкр

Задача расчета рабочих режимов землесоса сводится к нахождению на характеристиках насоса, двигателя и трубопровода таких точек, для которых одновременно выполнялись бы все условия при работе на гидросмеси и первые три условия при работе на воде.

Расчет по определению рабочих режимов землесоса выполняют графоаналитическим способом, для чего используют характеристики насоса Hн = f (Q, n) (n - количество оборотов вала двигателя); мощности двигателя NДВ = f (Q, n) и его к.п.д.

з = f(Q), потерь напора в напорной части трубопровода Нmp = f (Q, n) , вакуумного насоса во всасывающей части трубопровода.

Порядок работы:

1. Находим рабочую точку системы «насос - гидросопротивления» при заданных np и Hn и устанавливаем производительность Qp , напор Нр и потребную мощность Np при работе снаряда на воде.

Q м3

Ннас, м

Нтр, м

Нвак, м

N, лс

N, квт

2000

22

12,6

1,1

268

196,98

3000

19,9

15,2

2,0

322

236,7

4000

17,1

18,5

3,3

384

282,2

Q, м3

Vвс, м/с

Re

л

(), м

Нвс, м

2000

2,4

129600

0,0094

0,12

0,62

3000

3,6

1944000

0,0085

0,25

0,75

4000

4,8

2592000

0,0079

0,43

0,93

Двс=(1,05…..1,10)*Д=0,54

Ннас=f(Q)

1 л.с=0,735 квт

Q/3600-переводим часы в секунды

= м3

??=10-6 м2

hz=0.5 м

Нвс=0,12+0,5=0,62

Нвс=0,25+0,5=0,75

Нвс=0,43+0,5=0,93

2. Выполняем перерасчёт характеристик насоса Нн=f(Q) N=f(Q) с воды на гидросмесь. Пересчёт делаем для расчётного числа оборотов np при пяти значениях удельного веса гидросмеси:

, кВт

На чертеж наносятся также линии напорной и мощностной характеристик при работе насоса на воде с числом оборотов .

3. Выполняем пересчет с воды на гидросмесь характеристики потерь напора от подачи гидросмеси в напорный трубопровод, которые состоят из местных потерь и потерь на геодезический подъем.

Потери в напорной части трубопровода при работе на гидросмеси определяются:

, м

где в>1 - коэффициент увеличения потери энергии по длине при переходе от воды к гидросмеси;

,

где Dтр =0,5 м - диаметр трубопровода;

хкр - вычисляется по формуле А.С.Старикова:

м/с,

D, м

0,30

0,40

0,50

0,70

0,90

?/D

2,9·

2,2·

хсм - скорость движения смеси по трубопроводу:

м/с,

где Qi - соответствующий расход мі/с.

Средняя скорость гидросмеси, при которой начинается выпадение твердых частиц, называется критической скоростью. Значение критической скорости в одном и том же трубопроводе будет разным для разных консистенций гидросмеси и разной крупности частиц грунта. Режим больших скоростей и переходный режим более точно определяются как режимы больших и умеренных сверхкритических скоростей, а режим заиления - как режим докритических скоростей.

Чем меньше скорость гидросмеси по отношению к критической, тем сильнее расслоение потока по вертикали. При скорости меньше критической поток воды сосредоточивается в верхней половине трубы, а поток твердых частиц - в нижней.

Критическая скорость представляет собой сложную функцию многих факторов, влияющих на движение гидросмеси. На первом месте стоит влияние диаметра трубопровода. Чем больше диаметр, тем выше критическая скорость. Кроме того, на значение критической скорости влияют: консистенция смеси, гидравлическая крупность частиц грунта и шероховатость внутренней поверхности трубопровода.

Определяем потери напора во всасывающей части грунтопровода при работе на гидросмеси:

, м

где Тс - глубина опускания всасывающей трубы;

hщ - потери напора в щели всасывания. h щ =1,5м.

значение вакуума, устанавливаемое по графику.

У современных речных землесосов предельный вакуум в рабочем диапазоне расходов составляет 7,0-7,5 м.

Всасывающая труба наклонная, движение гидросмеси в ней сильно отличается от движения гидросмеси в горизонтальном напорном трубопроводе. Максимум консистенции располагается не в нижней точке поперечного сечения, а между этой точкой и осью трубы - тем дальше от стенки, чем больше наклон трубы. Хотя гидравлическая крупность твердых частиц имеет в наклонном трубопроводе составляющую, направленную против течения. При наклоне трубы к горизонту более слой осевших частиц сразу же по стенке трубы вниз. В этих условиях само понятие критической скорости утрачивает смысл. Сложность и недостаточная изученность движения затрудняет расчет теряемого в ней напора. Длина всасывающего трубопровода невелика, переход с воды на смесь увеличивает во всасывающем трубопроводе как местные потери, так и потери по длине пропорционально плотности смеси. Процесс забора и транспорта грунта создает во всасывающем трубопроводе два новых вида затрат энергии, отсутствующих при движении воды.

Первый из них составляют так называемые потери в щели всасывания. Они обусловлены экранированием приемного отверстия откосов разрабатываемого грунта и затратой энергии на вовлечение частиц грунта в приемное отверстие.

По грубой оценке при консистенциях до 20-25% =1,0-1,5 м вод. ст. В засоренных и гравелистых грунтах значения могут быть выше.

Вторая добавочная затрата энергии состоит в работе по подъему твердых частиц во всасывающей трубе от приемного отверстия до уровня воды в водоеме.

Характеристика

Относительная плотность гидросмесь отношения

=1,0

=1,1

=1,2

=1,3

=1,4

Q

2000

3000

4000

2000

3000

4000

2000

3000

4000

2000

3000

4000

2000

3000

4000

Ннас см

22

19,9

17,1

23,1

20,9

17,9

24,2

21,9

18,8

25,3

22,9

19,7

26,4

23,9

20,5

Нтр см

14,7

15,9

18,9

15,2

16,6

19,7

15,8

17,3

20,6

16,4

17,9

21,4

16,9

18,6

22,2

Нвак см

1,3

1,1

10,4

0,43

0,21

0,14

-0,44

-0,7

-0,75

-1,31

-1,6

-1,65

-2,2

-2,5

-2,5

Нвс см

3,9

5,1

6,3

3,35

4,7

6,00

2,81

4,25

5,7

2,3

3,8

5,4

1,72

3,4

5,1

Nсм

196,98

236,7

282,2

212,7

255,6

304,8

228,5

274,6

327,3

244,2

293,5

349,5

206,01

312,4

372,5

Ннас=0,5*(1+1,0)*22=22

Ннас=0,5*(1+1,0)*19,9=19,9

Ннас=0,5*(1+1,0)*17,1=17,1

Ннас=0,5*(1+1,1)*22=23,1

Ннас=0,5*(1+1,1)*19,9=20,9

Ннас=0,5*(1+1,1)*17,1=17,9

Ннас=0,5*(1+1,2)*22=24,2

Ннас=0,5*(1+1,2)*19,9=21,9

Ннас=0,5*(1+1,2)*17,1=18,8

Ннас=0,5*(1+1,3)*22=25,3

Ннас=0,5*(1+1,3)*19,9=22,9

Ннас=0,5*(1+1,3)*17,1=19,7

Ннас=0,5*(1+1,4)*22=26,4

Ннас=0,5*(1+1,4)*19,9=23,9

Ннас=0,5*(1+1,4)*17,1=20,3

Нтр см=(0,55*1,3+0,45*1,0)*12,6=14,

Нтр см=(0,55*1,1+0,45*1,0)*15,1=15,9

Нтр см=(0,55*1,04+0,45*1,0)*18,5=18,9

Нтр см=(0,55*1,3+0,45*1,1)*12,6=15,2

Нтр см=(0,55*1,1+0,45*1,1)*15,1=16,6

Нтр см=(0,55*1,04+0,45*1,1)*18,5=19,7

Нтр см=(0,55*1,3+0,45*1,2)*12,6=15,8

Нтр см=(0,55*1,1+0,45*1,2)*15,1=17,3

Нтр см=(0,55*1,04+0,45*1,2)*18,5=20,6

Нтр см=(0,55*1,3+0,45*1,3)*12,6=16,4

Нтр см=(0,55*1,1+0,45*1,3)*15,1=17,9

Нтр см=(0,55*1,04+0,45*1,3)*18,5=21,4

Нтр см=(0,55*1,3+0,45*1,4)*12,6=16,9

Нтр см=(0,55*1,1+0,45*1,4)*15,1=18,6

Нтр см=(0,55*1,04+0,45*1,4)*18,5=22,2

Нвак см=1,0*1,3-(10-0)*(1,0-1)=1,3 ; Нвак см=1,0*1,1-(10-0)*(1,0-1)=1,1

Нвак см=1,0*1,04-(10-0)*(1,0-1)=1,04; Нвак см=1,1*1,3-(10-0)*(1,1-1)=0,43

Нвак см=1,1*1,1-(10-0)*(1,1-1)=0,21; Нвак см=1,1*1,04-(10-0)*(1,1-1)=0,14

Нвак см=1,2*1,3-(10-0)*(1,2-1)=-5,44; Нвак см=1,2*1,1-(10-0)*(1,2-1)=-0,7

Нвак см=1,2*1,04-(10-0)*(1,2-1)=-0,75; Нвак см=1,3*1,3-(10-0)*(1,3-1)=-1,31

Нвак см=1,3*1,1-(10-0)*(1,3-1)=-1,6; Нвак см=1,3*1,04-(10-0)*(1,3-1)= -1,65

Нвак см=1,4*1,3-(10-0)*(1,4-1)=-2,18; Нвак см=1,4*1,1-(10-0)*(1,4-1)=-2,5

Нвак см=1,4*1,04-(10-0)*(1,4-1)=-2,5

Нвс см=1,0*2,4-(1,0-1)*7,85+1,5=3,9

Нвс см=1,0*3,6-(1,0-1)*7,85+1,5=5,1

Нвс см=1,0*4,8-(1,0-1)*7,85+1,5=6,3

Нвс см=1,1*2,4-(1,1-1)*7,85+1,5=3,3

Нвс см=1,1*3,6-(1,1-1)*7,85+1,5=4,7

Нвс см=1,1*4,8-(1,1-1)*7,85+1,5=6,0

Нвс см=1,2*2,4-(1,2-1)*7,85+1,5=2,8

Нвс см=1,2*3,6-(1,2-1)*7,85+1,5=4,25

Нвс см=1,2*4,8-(1,2-1)*7,85+1,5=5,7

Нвс см=1,3*2,4-(1,3-1)*7,85+1,5=2,3; Нвс см=1,3*3,6-(1,3-1)*7,85+1,5=3,8

Нвс см=1,3*4,8-(1,3-1)*7,85+1,5=5,4; Нвс см=1,4*2,4-(1,4-1)*7,85+1,5=1,7

Нвс см=1,4*3,6-(1,4-1)*7,85+1,5=3,4; Нвс см=1,4*4,8-(1,4-1)*7,85+1,5=5,1

Nсм=(0,2+0,8*1,0)*196,98=196,98

Nсм=(0,2+0,8*1,0)*236,7=236,7

Nсм=(0,2+0,8*1,0)*282,2=282,2

Nсм=(0,2+0,8*1,1)*196,98=212,74; Nсм=(0,2+0,8*1,1)*236,7=255,64

Nсм=(0,2+0,8*1,1)*282,2=304,8

Nсм=(0,2+0,8*1,2)*196,98=228,5

Nсм=(0,2+0,8*1,2)*236,7=274,6

Nсм=(0,2+0,8*1,2)*282,2=327,3

Nсм=(0,2+0,8*1,3)*196,98=244,2

Nсм=(0,2+0,8*1,3)*236,7=293,5

Nсм=(0,2+0,8*1,3)*282,2=349,9

Nсм=(0,2+0,8*1,4)*196,98=260,01

Nсм=(0,2+0,8*1,4)*236,7=312,4

Nсм=(0,2+0,8*1,4)*282,2=372,5

N=380 *0,735=279,3

Примечание если лини Р-Р и М-М пресекаются то рабочую точку принимаем ()р

Q г-производительность

м3

Qсм- снимаем значение расходов по графику

Р- пористость

Sp-расходная консистенция

E=0.33…0.35 песок

S0- объемная консистенция

Vсм р- скорость передачи пульпы

p=1,1

S0=0.61*((1.1)-1)=0.061

Д=0,5

м3

м3

6. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДНОУГЛУБЛЕНИЯ НА ПОЛОЖЕНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ НА ПЕРЕКАТНОМ УЧАСТКЕ

)дон=0,05 м -допустимые изменения уровня воды

- изменение уклона

R=Тср

* -площадь считается по сечению без учета сечения

Расчет ведется окончание подготовительного периода.

-Среднее превращение глубины по сечению

=103.6

7. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ РУСЛА РЕКИ

1) Число Лохтема

2) Коэффициент устойчивости Маккавеева

3)Коэффициент устойчивости Карасева

для оценки устойчивости.

Характеристика русла реки

Характеристика потока

Коэффициент устойчивости

Л

Кс

Ку

1.Не устойчивое

С повышенной транспортной способностью

<2

<6

<0.05

2.Слабо устойчивое

2-5

6-15

0.05-0.1

3. Относительно устойчивое

Устойчивое

5-10

15-20

0,1-0,2

4. Устойчивое

Сбалансированное

10-50

20-100

0,2-0,3

5. Абсолютно устойчивое

С пониженной транспортирующей способностью

>50

>100

>0.03

Вывод:

При произведении расчетов я получил, что мое русло реки является повышенной транспортной способностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Отличительной чертой перспективных работ по увеличению габаритных размеров пути - учет того, что за последние годы в результате проведения землечерпательных работ на некоторых реках, особенно в верхнем их течении, практически достигнуты глубины, предельно возможные по гидравлическим условиям потока. Помимо этого, на ряде участков рек в связи с интенсивным землечерпанием и забором из русла реки гравия и песка для строительных нужд, значительно снизился меженный уровень воды, что повлекло за собой уменьшение глубин у причалов портов и в районе подводных переходов, серьезно осложнилась работа водозаборных сооружений, а также ряда других ГТС.

Эти обстоятельства заставляют выполнение работ по коренному улучшению судоходных условий на каком - либо участке реки вести только на основе проектов, в которых должны быть детально проработаны возможные последствия выполнения тех или иных мероприятий. Осуществлять такие работы следует лишь в том случае, если очевидна экономическая эффективность увеличения пропускной способности пути с учетом затрат на проведение мероприятий, предупреждающих снижение меженных уровней воды.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ботвинков В.М., Зернов С.Я., Кабанов А.В. - Методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине «Водные пути», часть 1, Н.,2008.

2. Кабанов А.В.- Методические указания к выполнению курсового проекта «Подводные грунтозаборные работы»…., часть 2, Н.-2009.

3. Гришанин К.В., Дегтярев В.В. - «Водные пути», Москва- «Транспорт» 2006.

4. Единые правила охраны недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых. - М., Недра,2007.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Анализ русловых деформаций по сопоставленным и совмещенным планам. Построение продольного профиля по оси судового хода. Исследование скоростного режима участка съемки. Анализ экологического состояния участка реки с учетом влияния господствующих ветров.

    курсовая работа [137,5 K], добавлен 21.11.2010

  • Физико-географическая характеристика участка реки Ангары, рельеф и геологическое строение бассейна. Транспортная характеристика и расчет экономических показателей использования флота. Факторы русловых деформаций, методика вычисления просадки уровня.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 09.06.2016

  • Анализ геолого-гидрологических условий района реки Назарбай, строение рельефа, особенности питания. Планирование работ по разработке подземных источников реки. Определение положения и размеров участка проведения работ на стадии "Оценка месторождения".

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.04.2009

  • Определение географического положения, морфометрических и морфологических характеристик бассейна реки Амур. Изучение гидрологического режима реки Амур: сток, типы питания, фазы водности и степень загрязнения реки. Использование реки в народном хозяйстве.

    курсовая работа [78,9 K], добавлен 25.12.2010

  • Вывод уравнения для аналитического описания эпюры температуры воды. Изучение неоднородности температуры воды по глубине рек. Анализ распределения температуры воды по ширине рек. Оценка эффективности использования уравнения теплового баланса реки.

    дипломная работа [4,1 M], добавлен 22.12.2010

  • Оценка состояния малой реки Западный Маныч. Определение ее расчетных гидрологических характеристик. Определение приоритетных видов водопользования р. Западный Маныч. Расчет объемов водопотребления и водоотведения. Сезонно-годичное регулирование стока.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 27.05.2010

  • Расчет производительности и парка карьерных экскаваторов. Определение параметров буровзрывных работ. Производительность и парк буровых станков. Отвалообразование при автомобильном транспорте вскрыши. Расчет углов откоса нерабочего борта карьера.

    курсовая работа [104,3 K], добавлен 07.08.2013

  • Описание бассейна реки Чулым (Новосибирская область). Определение влагозапасов почвогрунтов водосбора. Расчет стока в реальных и естественных условиях. Вынос биогенных элементов с сельскохозяйственных угодий. Оценка качества воды с учетом ее самоочищения.

    курсовая работа [969,6 K], добавлен 15.04.2012

  • Анализ технологического процесса на выемочном участке лавы и выбор основного оборудования. Расчет скорости подачи очистного комбайна по силовым и энерготехническим характеристикам, режимов его работы и производительности. Определение нагрузки на забой.

    курсовая работа [213,8 K], добавлен 19.01.2013

  • Построение батиграфических кривых водохранилища. Определение минимального уровня воды УМО. Расчет водохранилища сезонно-годичного и многолетнего регулирования стока. Определение режима работы водохранилища балансовым таблично-цифровым расчетом.

    курсовая работа [152,5 K], добавлен 23.05.2008

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.