Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ВСАСЫВАНИЯ ЗЕМЛЕСОСА

К основным вопросам, подлежащим разрешению при расчете всасывания, относятся:

определение допустимой высоты всасывания для условий нормальной работы землесоса заданной марки;

определение потерь напора при движении гидросмеси во всасывающей трубе.

Будем полагать, что при нормальной работе землесоса всасывающие устройства свободны от посторонних предметов. Область всасывания насыщается грунтом с помощью гидравлических струй, вращающейся фрезы или, если грунт рыхлый в своем естественном залегании, он в достаточном количестве поступает к устью всасывающей трубы. Если работает фреза, то ножи фрезы приводят в начальное движение грунт, подлежащий всасыванию, и направляют его частично к устью всасывающей трубы. Часть грунта увлекается за счет эрозионного воздействия на грунт засасываемого потока воды, причем иногда большие массы грунта обрушиваются в область всасывания землесоса.

Для определения вакуумметрической высоты всасывания, оценки потерь напора во всасывающей трубе, наивыгоднейшего угла наклона всасывающей трубы к горизонту и наибольшей глубины водоема, со дна которого можно разрабатывать грунт, рассмотрим схему разработки грунта, изображенную на рис. 51.

Напишем уравнение Бернулли для сечений II—II всасывающей трубы:


Полагаем, что площади живых сечений I I и II—II одинаковы и что плоскость отсчета 0—0 проходит через центр отверстия всасывающей трубы у входа. Поправками на неравномерность распределения скоростей по сечениям всасывающей трубы пренебрегаем. Пренебрегаем также неравномерностью распределения давления по сечению всасывающей трубы, возникающей за счет наличия в ней неравномерно распределенной по вертикали твердой фракции, т. е. полагаем:

При отсутствии данных о барометрическом давлении в ориентировочных расчетах для равнинной местности можно принимать:

Подставляя указанные выражения в уравнение (89), получим

Участок всасывающей трубы на высоте Н 1вс окружен водой, а на высоте Я2вс находится вне воды.

Кроме того, полагаем, что действительная плотность гидросмеси во всех участках всасывающей трубы одинакова.

При этих условиях и допущениях уравнение (88) перепишется в следующем виде (все члены уравнения выражены в м вод. ст.):


С. С. Руднев предложил следующую формулу для нахождения предельно допустимой высоты всасывания:


А. Н. Машин рекомендует следующую формулу пересчета предельно допустимой высоты всасывания в м вод. ст. для землесоса, работающего на гидросмеси, по допустимой ваку- умметрической высоте всасывания того же насоса при его работе на воде для условия, т. е. при одинаковых расходах гидросмеси и воды:


Для изменения частоты вращения землесоса рекомендуется следующая формула пересчета:

Суммарный коэффициент сопротивления всасывающей трубы можно определить, зная показание вакуумметра на всасывающей стороне землесоса:


Местные потери на всасывающей трубе обусловлены наличием нормальных колен и поворотов на угол 0 (к горизонту). Кроме того, на всасывающей линии могут иметься гибкие звенья в виде шаровых шарниров или шланговых звеньев. Общей формулой для оценки местных потерь напора служит формула


При определении потерь напора на вход гидросмеси во всасывающую трубу надо иметь в виду, что величина потерь будет зависеть от метода разработки грунта, т. е. от наличия или отсутствия механического рыхления. В первом случае работа на рыхление, сдвиг грунта с места и частично на его подгон к устью всасывающей трубы ложится на двигатель, приводящий фрезу в действие. Из этого следует, что сама фреза оказывает некоторое сопротивление потоку жидкости, направляющейся во всасывающую трубу.

Местные потери на всасывающей трубе следует определять по формуле Вейсбаха, умножая значения коэффициентов местных потерь (известных из курсов или справочников по гидравлике) на относительную плотность гидросмеси:


Для входа гидросмеси во всасывающую трубу без фрезы и без заглубления всаса в зернистый грунт можно принимать 0,5. При наличии фрезы и интенсивной разработке песчаного грунта следует брать ?0~3

При сильном заглублении фрезы или при упоре устья всасывающего наконечника в связный грунт.

Для нормального колена, встречающегося на всасывающих линиях стационарных землесосных установок, следует принимать; для шарового шарнира 0,4; для гибкого шланга 0,3.

Для ориентировочных расчетов потерь на вход во всасывающую трубу при наличии фрезы можно принять по рекомендации С. П. Огородникова, h потери на вход равна 3—5 м вод. ст.

Два предпоследних члена в правой части формулы (91) в сумме составляют полные потери напора на трение в прямых трубах и в местных сопротивлениях, находящихся на всасывающей линии. Полные потери напора на всасывающей линии можно представить следующей формулой:


Методы расчета удельных потерь напора при движении гидросмесей по трубам изложены в гл. XV.

Гидромеханизация. Учебное пособие для вузов. А. П. Юфин. Изд. 2-е, перераб и доп М., Стройиздат, 1974, 223 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики