Файл: Бородулин, Я. Ф. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 164
Скачиваний: 1
где частоте вращения nt соответствует расход QBl, а частоте вра щения п2 — расход QB2 .
При работе с грунтопроводом, имеющим подъем, влияние частоты вращения на расход сказывается сильнее, чем это отражает формула (118). Чем больше подъем, тем резче падение расхода. Это влияние можно установить по характеристикам Н—Q насоса и грунтопровода (см. рис. 156).
Например, |
если для грунтопровода длиной 470 м с подъемом 6 м расход |
|||||||||||||||
при 325 об/мин |
составляет |
2950 м3/ч, |
то при снижении частоты |
вращения |
||||||||||||
до 280 |
об/мин величина будет 2400 м3/ч. |
|
|
|
|
|
||||||||||
По формуле (118) расход должен сни |
а,м3/ч |
|
1 |
|
||||||||||||
зиться только до |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
280 |
|
м3/ч. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
2950 — = 2540 |
|
|
то |
|
|
||||||||
По |
характеристике |
насосной |
п~325о6/мин |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
установки с грунтопроводами |
раз |
|
> |
|
|
|
||||||||||
ной |
длины |
(см. рис. 156) |
можно |
3500 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
построить график зависимости |
рас |
|
|
|
|
|
||||||||||
хода |
|
длины |
и |
высоты |
подъема |
3800 |
|
|
|
|
||||||
грунтопровода |
(рис. 158). Напри |
|
|
|
|
|||||||||||
мер, |
|
при |
длине |
грунтопровода |
|
|
|
|
|
|||||||
400 м расход |
составляет 3500 м31ч |
2500 |
|
|
|
|
||||||||||
[кривая |
Q = |
/ ( £ п л ) ] . |
При |
увели |
|
|
|
Нд,М |
||||||||
чении |
длины |
|
грунтопровода |
до |
|
|
|
|
||||||||
|
200 |
W0 |
600 |
|
800 Ln„,M |
|||||||||||
600 |
|
м |
расход |
снижается |
до |
|
||||||||||
3125 мгЫ. При длине |
грунтопрово |
Рис. 158. График зависимости расхо |
||||||||||||||
да 300 |
м |
[см. семейство |
|
кривых |
||||||||||||
|
да воды от длины и высоты подъема |
|||||||||||||||
Q = |
/ (Н0)], |
с увеличением |
высоты |
грунтопровода |
типового |
дизельного |
||||||||||
подъема грунтопровода с 4 до 6 м, |
электрифицированного |
землесоса |
||||||||||||||
величина |
расхода |
снижается с |
|
|
|
|
|
|||||||||
3500 до |
3300 |
м3/ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
К. п. д. насосной установки изменяется с износом рабочего |
колеса |
|||||||||||||||
и облицовки |
насоса. Перед |
ремонтом грунтового |
насоса |
его |
к. п. д. |
снижается на 12—15%, а расход на 4—5% по отношению к их величи нам после ремонта. Поэтому к. п. д. определяют для разного состояния насоса.
Если к. п. д. изменился от % до у]2, ТО при сохранении мощности двигателя при работе на воде с грунтопроводом, без его подъема,
соответствующие расходы |
QB l и QB 2 |
окажутся |
связанными зависи |
мостью |
|
|
|
QBl |
= QB,yf^ |
м3/ч. |
(119) |
Влияние к. п. д. на величину расхода тем сильнее, чем больше высота подъема и меньше сопротивление грунтопровода.
Для определения режима работы грунтового насоса на пульпе характеристики на воде пересчитываются по следующим формулам (существуют и другие формулы для пересчетов):
297
1. Напор грунтового насоса с переходом на пульпу определяют по формуле
|
|
Я п = Я В (0,5 -^-+0,5^ м вод. cm, |
(120) |
|||
|
|
|
\ |
VB |
/ |
|
где |
Я в — полный напор, создаваемый насосом на воде, м вод. ст.; |
|||||
|
уп |
—• удельный |
вес пульпы, т/м3; |
|
||
|
ув |
— удельный |
вес воды, |
гп/м3. |
|
Формула (120) не учитывает влияния крупности частиц грунта. 2. Характеристика напорного грунтопровода пересчитывается с во ды на пульпу по формулам, приведенным в «Технических указаниях по
расчету |
напорного гидравлического |
транспорта грунтов» (ВНИИГ |
|||||
им. Веденеева, «Энергия», 1967). |
|
|
|
|
|
||
|
|
1 + 2 |
|
|
|
м вод. ст., |
(121) |
где |
|
расчетная скорость |
движения пульпы, м/сек; |
|
|||
|
V0 |
оптимальная скорость в напорном грунтопроводе; |
опре |
||||
|
|
деляется по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
0 |
^ м/мин, |
(122) |
|
|
t> —5,5-/ с |
Ч>* |
|
здесь
со — У2—1м.— насыщение пульпы грунтом (123) в плотном теле;
7т — Ув
—коэффициент транспортабельности.
ВТехнических указаниях рассматриваются только песчано-гра- вийные смеси и поэтому принимается постоянная величина удельного веса песка в плотном теле (без пор) ут = 2,65 т/м3.
Величины г1>*0 для стандартных фракций грунта принимаются по табл. 12.
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
12 |
Фракция |
|
|
|
1,0—2,0 |
2 - 3 |
3 - 5 |
5 - 1 0 10 и более |
|
грунта. мм 0,05—0,10 0,10—0,2s|o,25—0,500,50—1,0 |
||||||||
0,02 |
0,2 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1,5 |
1,8 |
1,9 |
2,0 |
В |
случае разнородного грунта |
вычисляется осредненная величина |
|
*о |
100 |
где |
i|>f — средняя величина для г-й стандартной фракции; |
Pt — процент содержания г-й фракции по весу в составе пробы грунта.
298
Потерю напора в грунтопроводе |
при пересчете с воды на |
илистые |
|
и глинистые смеси можно ориентировочно принимать |
|
||
Нп = УпНв м вод. ст. |
(124) |
||
Критическая скорость |
вычисляется по формуле |
|
|
у к Р |
= 8 Р d Vco |
"Ф*0 м/мин. |
(125) |
3. Мощность, которую рабочее колесо грунтового насоса передает потоку воды при определенной частоте вращения, пересчитывается на пульпу по формуле
Л^ = л Ц 0 , 8 ^ + 0,2] л. с. |
(126) |
4. Пересчет характеристики всасывающей трубы с воды на пульпу связан с трудностями определения местных потерь напора при входе во всасывающую трубу при работе на пульпе.
Рекомендуется следующая формула пересчета:
/ / в |
= |
( Я в с + Я „ ) ^ - Я В |
0 + ^ - ( | м + 1 ) ^ + Я В с . „ |
м вод. ст., (127) |
||
|
|
|
7в |
2g |
7в |
|
где |
Я в с |
— глубина опускания |
грунтоприемника, |
м; |
||
|
|
| м |
— суммарный |
коэффициент местных потерь; |
||
|
НЕС |
п |
— потери на трение |
во всасывающей трубе, м вод. ст.; |
||
|
|
Нн |
— превышение |
центра насоса над ватерлинией (знак из |
||
|
|
|
менить на обратный при положении центра насоса ниже |
|||
|
|
|
ватерлинии), |
м. |
|
|
Для определения суммарного коэффициента местных потерь при
меняется |
формула |
|
|
|
|
ZM = if~~)F2Bc2g~t1I~l, |
(128) |
||
где Я п |
— вакуум на воде, м вод. |
ст.; |
|
|
Q — расход, |
м3/сек; |
|
|
|
FEC |
— площадь сечения всасывающей трубы, ж2 ; |
|||
ЕС |
коэффициент линейных |
потерь |
|
|
|
|
|||
|
|
|
«ВС |
|
здесь L B C — длина всасывающего грунтопровода, |
м; |
|||
dBC |
— диаметр |
всасывающего |
грунтопровода, |
м; |
Кв |
— коэффициент сопротивления для чистой воды (табл. 13). |
299
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
13 |
||
|
Коэффициент |
сопротивления для |
|
Коэффициент |
сопротивления для |
|||||||
Ско |
чистой воды на 100 л* грунтопрово |
Ско |
чистой воды на 100 м грунтопрово |
|||||||||
да |
(100 % ) при диаметре труб, мм |
да |
(100 X ) при диаметре труб, мм |
|||||||||
рость, |
рость, |
|||||||||||
м/сек |
|
|
|
|
|
м/сек |
|
|
|
|
|
|
|
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
|
Гидрав лически е |
гладьcue тр убы |
Трубо |
гроводь i шеро.коваты е |
(с ко рроди- |
|||||||
|
рое анной |
поверх чостыс |
стене к) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
3,0 |
1,15 |
1,12 |
1,09 |
1,07 |
1,05 |
3,0 |
1,48 |
1,43 |
1,38 |
1,34 |
1,30 |
|
4,0 |
1,10 |
1,07 |
1,04 |
1,02 |
1,00 |
4,0 |
1,47 |
1,41 |
1,37 |
1,32 |
1,29 |
|
5,0 |
1,06 |
1,03 |
1,00 |
0,98 |
0,97 |
5,0 |
1,46 |
1,41 |
1,36 |
1,32 |
1,28 |
|
6,0 |
1,03 |
1,00 |
0,98 |
0,96 |
0,94 |
6,0 |
1,46 |
1,40 |
1,36 |
1,31 |
1,28 |
По аналогии с формулой (121): |
|
|
|
|
1 + 2 |
м вод. ст., |
(130) |
|
5,5 YdBC |
со г|)*0 м/сек; |
(131) |
|
Q |
м/ сек, |
(132) |
|
|
||
где Я в |
— потери напора во всасывающем грунтопроводе |
при рабо |
|
те на |
воде. |
|
|
5. Величины предельного вакуума определяют в ходе испытаний; ориентировочные значения можно получить по формуле
|
|
|
|
|
|
|
_4_ |
|
|
|
|
|
Я,пр |
|
'nVQ |
х |
3 |
|
2 |
|
|
|
|
10 |
1 —Фз |
|
|
|
|
Уве м вод. ст., |
(133) |
|
где |
с = |
1000 — коэффициент |
кавитации, |
|
2g |
|
||||
|
зависящий от коэффици |
|||||||||
|
|
|
ента быстроходности; |
|
|
|
||||
Фзап = |
1,1 |
1,3 — коэффициент |
запаса. |
|
|
|
||||
Пересчет |
предельного вакуума, |
развиваемого грунтовым |
насосом |
|||||||
с воды на пульпу, |
следует производить по формуле |
|
||||||||
|
|
|
|
Yn |
|
|
Y n - Т в |
м вод. ст., |
(134) |
|
|
• ^ п р • п |
^ п р . в |
атм |
, |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
7в |
|
\ |
Ув |
/ |
|
|
где |
|
Я п |
р - В |
— предельный вакуум на воде, м вод. cm; |
||||||
Я а т м = |
10 мвод. ст. |
атмосферное |
давление. |
|
§ 96. Оптимальный режим работы якорного землесоса
На режим работы якорного землесоса существенное влияние ока зывают конструкция грунтоприемника и способы рабочих переме щений.
На речных землесосах находят применение грунтоприемники без разрыхлителей траншейного и папильонажного типов, иногда их на-
300
зывают грунтоприемниками простого типа; они применяются при ра боте только на несвязных грунтах.
Рассмотрим |
работу землесоса с |
грунтоприемниками траншейного |
и папильонажного типов. |
|
|
Наибольшая |
производительность |
землесоса не всегда дает возмож |
ность выполнить заданную работу при наименьшей затрате времени. Это объясняется тем, что объем грунта, извлекаемый земснарядами, слагается из кубатуры, извлечение которой необходимо для получения
заданных габаритов пути, и |
|
|||||||
из |
кубатуры, |
обусловленной |
|
|||||
неровностями |
|
выработки — |
|
|||||
допусками. |
|
|
|
|
|
|
||
|
Траншейный |
способ рабо |
|
|||||
ты. Ширина |
траншей, разра |
|
||||||
батываемых |
землесосом |
с ще- |
|
|||||
левидными |
грунтоприемника |
|
||||||
ми, |
обычно |
|
равна |
ширине |
|
|||
корпуса |
и |
колеблется |
при |
|
||||
мерно от 7 до 10 ж. Для по |
Рис. 159. Поперечное сечение траншеи |
|||||||
лучения |
таких |
траншей при |
с мгновенными и установившимися отко |
|||||
работе |
землесосом |
с |
узким |
сами |
||||
грунтоприемником |
приходит |
|
||||||
ся опускать |
грунтоприемник |
на глубину больше проектной и снимать |
грунт ниже проектного дна, или, как говорят, работать с переуглуб лением.
Землесос по траншее перемещается сравнительно быстро, поэтому в процессе извлечения грунта откосы траншей не успевают приобрести свойственные для данного грунта углы — естественные откосы. Это происходит после перемещения землесоса на некоторое расстояние вперед.
Поперечное сечение траншеи (рис. 159), вместо установившегося откоса с коэффициентом ту, после прохода грунтоприемника через данное поперечное сечение, т. е. в момент прекращения извлечения грунта, имеет мгновенные откосы с коэффициентом тш. Для того чтобы при установившихся откосах на гребнях траншеи была требуемая глубина, площадь поперечного сечения траншеи с мгновенными отко сами должна равняться площади сечения траншеи с установившимися откосами, если последние сохранятся в дальнейшем. Однако этого не бывает. Откосы под влиянием течения и волн (ветровых и судовых) обычно трансформируются, гребни сглаживаются и глубины в преде лах разрабатываемого участка увеличиваются. Если такое увеличение глубин не учитывать, то прорезь после работы землесоса окажется переуглубленной.
При определении технологии работы траншейного землесоса исхо дят из того, что заданная глубина должна быть на гребнях между тран шеями с установившимися откосами. В этом случае заглубление грун топриемника определяют, исходя из равенства поперечных сечений траншей с установившимися и мгновенными откосами.
301