完整word版-取水工程课程设计任务说明书
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取水工程课程设计计算说明书
一、已知设计参数和设计要求
1、工程所在地区:忻州
2、河流平、断面
见附图1。
3、河流水位:
最高水位(频率P=1%)73m;最低水位(保证率P=97%);常水位71m。
4、河水流量
最大流量630m3/s;最小流量550m3/s。
5、河流流速
最大流速s;最小流速s。
6、冰冻情况
无冰凌,无冰絮。
7、河流含沙量及漂浮物
最大含沙量m3;最小含沙量m3。
8、河宽
150m。
9、设计水量
万m3/d
10、扬程
17m
11、设计任务
设计一座取水量为d的河床式取水构筑物。
二、河床取水构筑物设计计算
1、河床式取水构筑物
由于主流离岸较远,岸边水深不足,选用河床式取水构筑物,用自流管深入河心取水,进水间与泵站合建,采用矩形结构。河床式取水构筑物的示意图见附图2。
2、取水头部设计计算
(1)取水头部形式选择
由于河面较宽,含沙量少,河流为通航河流,选择设计一个箱式取水头部,取水头部上设固定标志,在常水位时通航船只能观察到,以避免船只碰撞。
(2)取水头部进水孔面积计算
河床式取水构筑物的进水流速在有冰絮时为:,无冰絮时为:,所以设计中进水孔流速取s 。
227.82
.075.0833.00330.10210m v K K Q F =⨯⨯== 式中,Q ——设计流量,m3/s 。
K 1——堵塞系数,采用。
K 2——栅条引起的面积减小系数,
833.010
50502=+=+=s b b K b ——栅条间净距,mm 。
s ——栅条厚度,mm 。
v 0——过栅允许流速,m/s 。
进水孔设4个,设在两侧,每个进水孔面积:
20067.24
27.84m F f === 进水孔尺寸采用:21192.112001600m mm mm H B =⨯=⨯
格栅尺寸为:mm mm H B 13001700⨯=⨯
进水孔总面积为:2
68.792.14m =⨯ 实际进水孔流速为:s m v /215.068
.775.0833.00330.10=⨯⨯=' 通过格栅的水头损失一半采用,设计采用。
根据航道要求,取水头部上缘距最枯水位深取,进水孔下缘距河床底高度取,进水箱底部埋入河底下深。因此,取水头部设置在河流最小水深为处,此处与进水间距离为68m 。
取水头部的形式和尺寸见附图3和附图4。用隔墙分成两格,以便清洗和检修。头部周围抛石,防治河床冲刷。
进水孔位置设置要求,侧面进水孔的下缘至少高出河床,设计取;上缘在最枯水位时不小于,设计取。
(3)取水头部位置设置
取水头部设于河床主流神草除,以保证有足够的取水深度,根据取水头设计尺寸,取水头最小水深不应小于。为防止头部被水流冲刷,头部基础设在河床以下,在冲刷周围抛石加固。
3、自流管设计计算
自流管设置两条 每条自流管设计流量:s m Q /516.02
360024892503=⨯⨯=' 自流管流速采用s ,则自流管管径:m v Q D 854.09.0516.044=⨯⨯=⨯'⨯=
ππ 采用管径DN800的铸铁管,管内实际流速:s m v /906.08
.0516.042=⨯⨯=π 考虑到使用自流管后结垢及淤积情况,粗糙系数取,自流管长度为。
自流管水力半径
m D R 20.04
8.04===
流速系数 80.4720.0016
.01161
61====R n c 水力坡度 00180.020
.080.47906.022
22=⨯==R c v i 自流管的沿程水头损失
m il h y 122.06800180.0=⨯==
自流管上设喇叭进水口一个,焊接90°弯头一个,阀门一个,出口一个,区局部阻力系数分别为:
喇叭管进口:2.01=ξ
弯头:96.02=ξ
阀门:1.03=ξ
出口:0.14=ξ
自流管局部损失:
m g v h j 189.081
.9906.0)0.11.096.02.0()(2
24321=+++=+++=ξξξξ 正常工作时,自流管的总水头损失为:
m hj hy h 311.0189.0122.0=+=+=
自流管采用在河流高水位时单根重力流正向冲洗的方式。
4、进水间设计
进水间用隔墙分成进水室和吸水室,为便于清洗和检修,进水室用一道隔墙分成两部分,吸水室用三道墙分成四部分。见附图5。
进水间隔墙上设连通管DN600,连通管上设阀门。
(1)吸水室下部进水孔上的格网采用平板格网。
平板格网的面积
2211150.135
.051.075.04.00330.1m K K v Q F =⨯⨯⨯==ε 式中,Q ——设计流量,m 3/s
v 1——过网流速,一般采用,不应大于s 。
K 1——网似引起的面积减小系数
51.0)
25(5)(22
221=+=+=d b b K
式中,b ——网眼尺寸,mm ,采用5mm 。
d ——网丝直径,mm ,采用2mm 。
K 2——格网堵塞面积减小系数,一般为。
ε——收缩系数,可采用,取。
每个格网的面积
211375.34
m F f == 进水部分尺寸为B 2×H 2=1750mm ×2500mm 格网尺寸选为B ×H =1880mm ×
2630mm ,型号为C 13。
通过格网的水头损失一般采用,本次设计取。
(2)进水间平面尺寸见附图5。
(3)进水间高程计算。
进水间平台标高为
m h H H H 80.7350.060.02
100.7321=+⨯+=++=安全浪最高 进水室最低动水位标高为
河流最枯水位-冰盖厚度-取水头部进水格栅水头损失-自流管水头损失 69.400.3-0.1-0-50.69==m
吸水室最低水位标高为
进水室最低动水位-吸水室进水孔格网水头损失
m 20.692.0-40.69==
进水间井底标高
格网净高,其上缘应淹没在最低水位以下,取,共下缘应高出井底,取,故进水间井底标高为
m 10.665.01.050.2-20.69=++)(
进水间深度为
平台高度+室内与平台高差-井底标高
m 00.810.66-30.080.73=+=