Билет 6

1) Методы определение потерь напора в водопроводных сетях

После того как выполнена трассировка внутренней водопроводной сети, ее делят на участки и по расходу воды на этих участках определяют расчетный расход воды, диаметры труб на участках и потери напора всей системы.

При определении диаметров труб расчетная скорость движения воды принимается в соответствующих трубопроводах не более 1,5-1,75 м/сек, а в пожарных водопроводах — до 2,5 м/сек.

Хозяйственно-противопожарную сеть рассчитывают для двух случаев: 1) определяют расход в сети при хозяйственно-питьевом водоразборе; 2) определяют дополнительный расход на нужды внутреннего пожаротушения.

В наружных сетях обычно опред-ся только потери напора по длине,т.к. местные потери в фасонных частях и арм-ре незначительны. Потери напора при движении воды по трубам пропорциональны их длине и зависят от диаметра труб, расхода воды (скорости течения), характера и степени шероховатости стенок труб (т. е. от типа и материала труб) и от области гидравлического режима их работы.

Основной формулой инженерной гидравлики, связывающей все указанные характеристики, является формула Дарси — Вейсбаха:

где h – потери напора; λ – коэффициент гидравлического сопротивления; l и d – длина и диаметр трубы; v – скорость движения воды; g – ускорение свободного падения.

Для практич расчетов в/пров систем более удобной явл-ся модификация этой фор-лы, в к-ой ν выр-ся через расход: Q=w*v по м-ду Лобачева-Кросса h=Alq² =sq² где А- уд. сопр-ие тр-да, l- длина тр-да, q- расч. расход уч-ка сети,s- полное сопр-ие уч-ка длиной l. Шевелев вывел фор-лы для опр-ия величины потерь напора на ед-цу длины в виде безразмерной величиныны гидр. уклона. I=h/l, h= i∙l= Alq².

Потери напора можно также определять по таблицам, составленным Ф.А.Шевелевым, в которых для диаметров условного прохода d даны значения 1000i, соответствующие потере напора в мм на 1 м или в м на 1 км длины при различных расходах. По этим же таблицам можно найти движение воды на участках.

2). Фильтрующие материалы для фильтров водоподготовки. Способы промывки. Дренажно-распределительные системы фильтров.

Ф-ем воды наз-ся пропускание её через пористые мат-лы, в р-те чего вода освобождается от взв-х, а иногда и растворённых ч-ц. Фильтрующие материалы: кварцевый песок, антрацит, керамзит, горелые породы, вулканические и доменные шлаки, пенополистерол и др. Фильтрующий материал проходит санитарно-гигиеническую оценку на микроэлементы, переходящие из материала в воду (бериллий, мышьяк, алюминий, хром, серебро, марганец и др.)

Механическую прочность фильтрующих материалов оценивают 2мя показателями:

- истераемостью, т.е. процентом износа материала вследствие трения зерен друг о друга во время промывок; - измельчаемостью, т.е. процентом износа из-за растрески-вания зерен материала. Химическая стойкость характеризует способность фильтрую-щего материала не растворяться в фильтруемой воде.

Промывка скорых фильтров является вспомогательной, но весьма ответствен­ной операцией в работе фильтров.

От качества промывки фильтров зависит его дальнейшая работа и эффектив­ность.

Если промывка осуществляется недостаточно полно, то площадь поперечного сече­ния из-за оставшихся загрязнений в порах уменьшается, скорость фильтрования в порах при этом увеличивается и возможно ухудшение качества фильтрации. Кроме того, оставшееся загрязнение является благоприятной средой для развития микроорганиз­мов, что неизбежно приводит к ухудшению вкуса, запаха воды. Кроме того, накапливание остаточных загрязнений в фильтре приводит к увеличению потерь напора и сокращению продолжительности фильтроцикла, а следовательно увеличива­ется частота промывок.

Способы промывки:

Водяная промывка; Водовоздушная промывка; Последовательная с чередованием водяной и водовоздушной промывок.

1. Водяная промывка. Подача воды на промывку промывочными насосами. Промывка производится уже очищенной водой. Водная промывка осуществляется с такой интенсивностью, чтобы создать расширение загрузки не менее 15%. Недостатком является вынос мелких частиц в верхний слой, что увеличивает потери напора. Верхний мелкий слой быстрее засоряется и фильтр необходимо выводить на промывку.

II. Водовоздушнаясмесь используется как с расширением, так и без расшире­ния фильтрующего слоя. Второй способ называется также способом промывки с горизон­тальным отводом воды. Наиболее распространенной является следующая схема, со­стоящая из 3 фаз: 1 фаза – барботирование загрузки воздухом без подачи воды, приво­дит к разрушению грязевых скоплений, которые в дальнейшем легко удаляются; 2 фаза – совместная подача в загрузку воды и воздуха, при этом благодаря фильтрую­щему действию, разрушенные на 1 фазе загрязнения поднимаются к верху и удаля­ются в соответствующие устройства. На 3 фазе осуществляется прополаскивание водой (воздух отключается). Кроме того подача воды в загрузку обеспечивает удаление защемлённого в порах фильт­рующего материала пузырьков воздуха. Водовоздушная провывка обеспечивает более высокое качество отмывки фильт­рующей загрузки, отсутствие грязевых шаров при уменьшении общего расхода воды на промывку на 20-30% по сравнению с водяной.

Экономия воды связано с тем, что не требуется расширение фильтрующего мате­риала и поэтому используется значительная интенсивность промывки.

III. Последовательная промывка используется для очень лёгких фильтрую­щих материалов (антрацит, акт. уголь), для многослойных фильтров, верх­ними слоями которых служат также лёгкие материалы. Для таких фильтров исполь­зуют водовоздушную промывку в таком режиме, когда на каждой фазе промывка осуществ­ляется либо водой либо воздухом.

При водовоздушной промывке, для обеспечения горизонтальности движе­ния грязной промывной воды в сторону канала дополнительно подаётся исходная или осветлённая вода через специальные желоба.

В зависимости от конструкции дренажной системы скорые фильтры подразделя­ются на фильтры с трубчатым дренажом, фильтры с дренажом, в котором мон­тируются фильтрующие колпачки, фильтры с дренажом в виде водонепроницае­мого днища, на котором непосредственно укладывается слой фильтрующей загрузки.

Д ренаж должен обеспечить равномерный по всей площади фильтра отвод фильтруемой воды, предотвратить унос зерен фильтрующего материала и, что важнее всего, обеспечить равномерное распределение по всей площади фильтра промывной воды (в связи с чем эти системы называют также распределительными).

-с трубчатым дренажом: представляет собой систему труб (чугунных или стальных), укладываемых на дно фильтра в нижних слоях гравия. Обычно по дну каждого отдельного фильтра укладывается одна магистральная труба с присоединенными к ней с обеих сторон ответвлениями из труб меньшего диаметра. В ответвлениях имеются отверстия, направленные вниз под углом около 45° к вертикали. Струи воды, вытекающие из отверстий при промывке, ударяются о дно фильтра и, отражаясь, создают равномерно восходящие токи воды в толще поддерживающего материала и песка.

К олпачковый дренаж:

для распределения промывной воды используются колпачки той или иной конструкции, которые или навинчиваются на присоединенные к трубчатой системе, подобной обычному дренажу, вертикальные штуцера, или укрепляются в верхнем днище фильтра, отделяющем фильтр от междудонного пространства, или ввинчиваются в заложенные в бетонные плиты закладные детали.

-с дренажом в виде водопроницаемого днища, на кот непосредственно укладывается фильтрующая загрузка