अपशिष्ट जल की प्रवाह दर और न्यूनतम ढलानों को डिज़ाइन करें। गुरुत्व पाइपलाइनों की हाइड्रोलिक गणना निरंतर क्रॉस-सेक्शन की सरल पाइपलाइन

जैसे-जैसे तेल चलता है, उसमें दबाव कम हो जाता है, और गति जितनी अधिक होती है, पाइपलाइन की प्रति इकाई लंबाई में दबाव का नुकसान उतना ही अधिक होता है। यदि निरपेक्ष तेल का दबाव पीएक ही समय में किसी दिए गए तापमान पर डीएनपी के बराबर मूल्य तक पहुंच जाता है पी एस, तो प्रवाह के इस स्थान पर तीव्र वाष्पीकरण और गैसों की रिहाई होती है, जिससे गुहिकायन प्रक्रिया या प्रवाह की निरंतरता में व्यवधान हो सकता है। वर्णित मामले में तरल प्रवाह गुरुत्वाकर्षण स्तरीकृत हो सकता है या इसमें अधिक जटिल (प्लग) संरचना हो सकती है, जिसमें तरल के हिस्से वाष्प-गैस बुलबुले के साथ वैकल्पिक होते हैं।

गुरुत्वाकर्षण स्तरीकृत प्रवाह एक प्रकार का मुक्त-प्रवाह प्रवाह है जिसमें तरल गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में अपूर्ण क्रॉस-सेक्शन में चलता है, और पाइप क्रॉस-सेक्शन के बाकी हिस्से पर इस तरल के वाष्प का कब्जा होता है। जिन क्षेत्रों में ये धाराएँ उत्पन्न होती हैं उन्हें गुरुत्व प्रवाह कहा जाता है। इसी समय, गुरुत्वाकर्षण खंड की वाष्प-गैस गुहा में दबाव लगभग स्थिर और तेल के डीएनपी के बराबर रहता है। स्थिर गुरुत्वाकर्षण अनुभाग केवल पाइपलाइन के डाउनस्ट्रीम अनुभागों पर मौजूद हो सकते हैं। प्रत्येक गुरुत्वाकर्षण अनुभाग की शुरुआत, जो हमेशा प्रोफ़ाइल शीर्षों में से एक के साथ मेल खाती है, को पास बिंदु कहा जाता है, और ऐसे कई बिंदु हो सकते हैं। हालाँकि, हम ध्यान दें कि मार्ग का उच्चतम बिंदु हमेशा एक दर्रा नहीं होता है (चित्र 5.3 देखें)।

चावल। 5.3. तेल पाइपलाइन का क्रॉसिंग पॉइंट और अनुमानित लंबाई

चित्र से. 5.3. यह देखा जा सकता है कि गुरुत्वाकर्षण खंडों की उपस्थिति का कारण पाइपलाइन में प्रवाह दर में कमी हो सकता है, जो प्रारंभिक खंड में दबाव में कमी के कारण होता है पी” एनपहले पी एन(कम पंपिंग मोड में संक्रमण)। हालाँकि, पिछले दबाव पर लौटने पर, पिछली प्रवाह दर को प्राप्त करना संभव नहीं है, क्योंकि परिणामस्वरूप वाष्प-गैस संचय अतिरिक्त प्रतिरोध पैदा करता है, और उनके विघटन की प्रक्रिया लंबे समय तक जारी रहती है। इस प्रकार, पिछली खपत पर वापसी काफी लंबी अवधि में की जाएगी।

वाष्प-गैस संचय का विघटन तब होता है जब प्रवाह वेग गैस गुहा के निचले हिस्से से वाष्प-गैस के बुलबुले को अलग करने और नीचे की ओर ले जाने के लिए पर्याप्त होता है, जबकि जैसे-जैसे वे गुरुत्वाकर्षण खंड से दूर जाते हैं, तरल दबाव बढ़ता है और बुलबुले बढ़ते हैं पतन, जिससे गुहिकायन होता है। इससे पाइपलाइन में महत्वपूर्ण कंपन हो सकता है और शोर के स्तर में वृद्धि हो सकती है। प्रवाह वेग में एक निश्चित मूल्य तक और वृद्धि के साथ, संचय विस्थापित हो जाता है और प्रवाह द्वारा पूरी तरह से (एकल प्लग में) ले जाया जाता है और तेल पाइपलाइन के अंतिम बिंदु पर जलाशय तक पहुंच सकता है। इस घटना के साथ आने वाले पानी के हथौड़े से टैंकों और उनके उपकरणों को नुकसान होता है।

गुरुत्वाकर्षण वर्गों की उपस्थिति से पाइपलाइन की शुरुआत में दबाव में वृद्धि होती है, और इसलिए पंपिंग के लिए उच्च ऊर्जा लागत की आवश्यकता होती है। यदि हम हाइड्रोलिक ढलान रेखा को गुरुत्वाकर्षण खंड से परे प्रारंभिक खंड तक बढ़ाते हैं, तो हम निर्धारित कर सकते हैं पी’ एन, जो समान लंबाई और व्यास की पाइपलाइन के माध्यम से समान प्रवाह दर पर तेल पंप करने के लिए आवश्यक है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण खंडों के बिना। चित्र से. 2.3. यह स्पष्ट है कि पी’ एन < पी एन .

समान उत्पादकता के साथ, लेकिन गुरुत्वाकर्षण खंडों के बिना, पाइपलाइन के अंत में दबाव बढ़ाकर पंपिंग को व्यवस्थित किया जा सकता है पी एफ. उपयोगी और आवश्यक दबाव के बीच अंतर का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एक छोटे बिजली संयंत्र को चलाने के लिए (ऐसे बिजली संयंत्र का डिज़ाइन ग्रुशोवाया तेल डिपो के क्षेत्र में तिखोरेत्स्क-नोवोरोस्सिय्स्क तेल पाइपलाइन के लिए विकसित किया गया था)।

जब मध्यवर्ती पंपिंग स्टेशनों के बीच एक गुरुत्वाकर्षण खंड दिखाई देता है, तो पास बिंदु से पहले और बाद में मुख्य पाइपलाइन के खंड हाइड्रॉलिक रूप से जुड़े रहना बंद कर देते हैं। यदि किसी कारण से स्थानांतरण बिंदु के बाद अनुभाग की उत्पादकता बढ़ जाती है, लेकिन प्रारंभिक अनुभाग में समान स्तर पर रहता है, तो स्थानांतरण बिंदु के बगल में पंपिंग स्टेशन का चूषण दबाव कम होना शुरू हो जाएगा और निचली अनुमेय सीमा तक पहुंच सकता है।

तेल में सल्फर यौगिकों की बढ़ी हुई सामग्री तरल की मुक्त सतह के ऊपर पाइप की दीवार की आंतरिक सतह पर त्वरित संक्षारण प्रक्रियाओं का कारण बन सकती है।

गुरुत्वाकर्षण खंडों के साथ पाइपलाइन की हाइड्रॉलिक गणना करते समय, समीकरण (5.11) निम्नलिखित रूप में परिवर्तित हो जाता है

, (5.15)

कहाँ एल आर- एमटी की अनुमानित लंबाई, जिसे शुरुआती बिंदु से निकटतम स्थानांतरण बिंदु तक की दूरी के रूप में लिया जाता है, मी;

जेड’ =(जेड पी –जेड एन) - पास बिंदु और प्रारंभिक बिंदु के भूगणितीय चिह्नों के बीच अंतर, मी;

पी य =(पी एस –पी ए) - तेल वाष्प दबाव, जो सकारात्मक या नकारात्मक, पा हो सकता है। हालाँकि, एक नियम के रूप में, तेलों के लिए (साथ पी य <0) согласно третьим членом в уравнении (5.15) пренебрегают.

आइए सैडल बिंदु से परे द्रव के प्रवाह पर विचार करें (चित्र 5.4)।

चावल। 5.4. पास बिंदु से परे द्रव का प्रवाह

गुरुत्वाकर्षण अनुभाग में हाइड्रोलिक ढलान रेखा कुछ दूरी पर पाइपलाइन प्रोफ़ाइल के समानांतर चलती है पी य /( जी), जिससे यह निष्कर्ष निकलता है कि गुरुत्वाकर्षण खंड में हाइड्रोलिक ढलान क्षितिज के लिए पाइपलाइन प्रोफ़ाइल के झुकाव के कोण के स्पर्शरेखा के बराबर है मैं=tg α पी .

चूँकि समीकरण (5.1) के अनुसार

फिर गुरुत्वाकर्षण खंड में द्रव की गति की गति डब्ल्यूपाइपलाइन के भरे हुए हिस्सों में अधिक द्रव प्रवाह गति डब्ल्यू 0 क्योंकि समान प्रवाह दर पर क्षेत्र एसगुरुत्वाकर्षण अनुभाग में तरल का कब्जा पाइप के कुल क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र से कम है एस 0 . संकेतित क्षेत्रों का अनुपात

पाइपलाइन अनुभाग के भरने की डिग्री को कहा जाता है, जो पूरी तरह से भरे हुए अनुभाग के हाइड्रोलिक ढलान और गुरुत्वाकर्षण अनुभाग के हाइड्रोलिक ढलान के अनुपात पर निर्भर करता है

तालिका 5.3 में दी गई निम्नलिखित सन्निकटन निर्भरताओं में से एक द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।

तालिका 5.3

गुरुत्वाकर्षण खंड की लंबाई रेखांकन द्वारा या खंड एके के लिए बर्नौली समीकरण से व्यक्त करके निर्धारित की जा सकती है (चित्र 5.4 देखें)

गुरुत्वाकर्षण खंड के अंत का भूगणितीय चिह्न जेड एजानकर निर्धारित किया जा सकता है जेड पीऔर निकटतम मार्ग बिंदु के निर्देशांक एक्सऔर जेड एक्स, सरल ज्यामितीय संबंधों से

समीकरण (5.17) को (5.16) में प्रतिस्थापित करके व्यक्त करना एल एस.यू.हम पाते हैं

. (5.18)

सैडल बिंदु को खोजने के लिए, प्रोफ़ाइल के प्रत्येक शीर्ष पर अंत से शुरू करके अतिरिक्त दबाव निर्धारित करना पर्याप्त है: यदि पी<पी य, तो शीर्ष गुरुत्वाकर्षण खंड की शुरुआत है, इसे ध्यान में रखते हुए, निम्नलिखित शीर्षों पर अतिरिक्त दबाव पाए जाते हैं। तेल पाइपलाइन की शुरुआत के निकटतम शिखर, जो कि गुरुत्वाकर्षण खंड की शुरुआत है, पास बिंदु होगा।

गैर-दबाव (गुरुत्वाकर्षण) पाइपलाइनों में सीवर पाइप, जल निकासी चैनल (तूफान नालियां), गुरुत्वाकर्षण तेल और पानी के पाइप आदि शामिल हैं।

गैर-दबाव पाइपलाइनों के सबसे आम क्रॉस-अनुभागीय आकार हैं: गोल (चित्र 5), अंडाकार (चित्र 5) और गर्त (चित्र 5)। इन खंडों को एक दिलचस्प हाइड्रोलिक विशेषता की विशेषता है: उनमें उच्चतम प्रवाह दर और उच्चतम गति पूर्ण रूप से नहीं, बल्कि केवल आंशिक भरने के साथ होती है।

यह इस तथ्य से समझाया गया है कि जब ऐसे खंडों का ऊपरी हिस्सा भर जाता है, तो गीली परिधि क्षेत्र की तुलना में तेजी से बढ़ती है, और इसलिए हाइड्रोलिक त्रिज्या कम होने लगती है, जिससे एक साथ गति और प्रवाह दर में कमी आती है।

फ्री-फ्लो पाइपलाइनों की हाइड्रोलिक गणना खुले चैनलों की गणना के समान ही की जाती है, जो स्वाभाविक है, क्योंकि फ्री-फ्लो पाइपलाइन भी अनिवार्य रूप से एक खुला चैनल है; हाइड्रोलिक अर्थ में पाइपलाइनों और चैनलों के बीच एकमात्र अंतर पाइपलाइनों के हाइड्रोलिक त्रिज्या में उपर्युक्त कमी है जब इसका ऊपरी हिस्सा भर जाता है, जबकि एक चैनल का हाइड्रोलिक त्रिज्या बढ़ते भरने के साथ हर समय बढ़ता है।

चित्र.6 चित्र.7

गणना को सरल बनाने के लिए, पाइपलाइन विशेषताओं (अनुभागीय क्षेत्र, हाइड्रोलिक त्रिज्या और मान, भरने की गहराई के आधार पर) के मूल्यों की गणना कुछ क्रॉस-अनुभागीय आकृतियों के लिए पहले से की जा सकती है।

यदि हम द्वारा निरूपित करें डब्ल्यू 0 औरपूर्ण भरने पर गति मापांक और प्रवाह मापांक के मान ज 0पाइपलाइन, और बिना अनुक्रमणिका के समान अक्षर - कुछ आंशिक भरने पर उनके अर्थ एच,अनुपात मूल्यों की गणना की जा सकती है

निर्भर करना ; गोल, अंडाकार और गर्त खंडों की पाइपलाइनों के लिए परिणामी निर्भरता चित्र 6, 7, 8 में ग्राफ़ के रूप में प्रस्तुत की गई है। इन ग्राफ़ का उपयोग करके, गति मान और आंशिक भरने के लिए प्रवाह दर Q को सूत्रों का उपयोग करके पाया जा सकता है

8.5. लामिनायर मोड में दबाव मुक्त आंदोलन

व्यवहार में, उदाहरण के लिए, जब बहुत चिपचिपे तेल और पेट्रोलियम उत्पादों को निकाला जाता है और उन्हें खुले ढलानों और गुरुत्वाकर्षण पाइपों में प्रवाहित किया जाता है, जब रासायनिक और रिफाइनरी इंजीनियरिंग के क्षेत्र में कुछ समस्याओं को हल किया जाता है, तो कभी-कभी किसी को लामिना के मुक्त-प्रवाह द्रव आंदोलन का सामना करना पड़ता है।

इस मामले में, सैद्धांतिक रूप से दबाव हानि (दबाव पाइप में लामिना प्रवाह के समान) निर्धारित करना और प्रवाह दर के लिए गणना की गई निर्भरता प्राप्त करना संभव है। यहां संबंधित समाधान प्रस्तुत किए बिना, जो आमतौर पर गणितीय रूप से बहुत जटिल और बोझिल होते हैं, हम खुद को केवल सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले क्रॉस-अनुभागीय आकार के चैनलों के लिए कुछ गणना सूत्रों के सारांश तक सीमित रखेंगे। आई.ए. चार्नी के अनुसार, प्रवाह गहराई पर आयताकार क्रॉस-सेक्शन के एक चैनल के लिए एचऔर चौड़ाई बीद्रव प्रवाह की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है

कहाँ मैं-नहर के तल की ढलान; जी- गुरुत्वाकर्षण का त्वरण; v तरल की गतिक श्यानता है।

यदि प्रवाह की गहराई चौड़ाई की तुलना में बहुत छोटी है, तो

एक समलम्बाकार चैनल के लिए, एक कोण के साथ हाइड्रॉलिक रूप से सबसे लाभप्रद क्रॉस-सेक्शन

अर्धवृत्ताकार नहर के लिए

गुरुत्वाकर्षण और सक्शन पाइपलाइनों के व्यास पानी के सेवन की सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत गणना की गई प्रवाह दर द्वारा निर्धारित किए जाते हैं और पाइपों में पानी की गति की गति सूत्र (16) द्वारा निर्धारित की जाती है:

कहाँ
- एक खंड की अनुमानित प्रवाह दर;

- पाइपलाइन में अनुमेय डिजाइन गति (1 तालिका 2.2, 2.3)।

गुरुत्वाकर्षण पाइपों में वेग की जाँच की जानी चाहिए:

ए)  (किलो/मीटर 3) की मात्रा में व्यास डी (एम) के साथ एक पाइप के माध्यम से ले जाए गए छोटे तलछट की गैर-सिल्टिंग पर, जिसका भारित औसत हाइड्रोलिक आकार  (एम/एस) होता है। (तालिका 9):

, मैसर्स, (17)

कहाँ
;

c चेज़ी गुणांक है।

गाद-रहित गति
सूत्र (18) द्वारा भी निर्धारित किया जा सकता है:

(18)

कहाँ = 8जी/सी 2 - हाइड्रोलिक घर्षण का गुणांक।

हाइड्रोलिक आकार के साथ कण आकार d = 1 मिमी वाले निलंबित कणों के लिए

= 0.094 मी/से मान इस प्रकार हैं:

बी) आकार में नाली में प्रवेश करने वाले गुरुत्वाकर्षण तलछट की गतिशीलता पर मिमी:

, मैसर्स (19)

1.7 तत्व धुलाई प्रणाली की विधि और गणना का चयन

यद्यपि गुरुत्वाकर्षण-प्रवाह जल पाइपलाइनों में गति गैर-सिल्टिंग से अधिक निर्धारित की गई है, लेकिन निलंबित पदार्थ के अवसादन को पूरी तरह से खत्म करना असंभव है, इसलिए पाइपलाइनों की फ्लशिंग प्रदान की जाती है।

आवश्यक फ्लशिंग गति सुनिश्चित करने के लिए
आवश्यक व्यय (
), गुरुत्वाकर्षण रेखा के सामान्य संचालन से अधिक। जंग लगे फिल्टर पानी के सेवन के लिए
नीचे से ऊपर तक पानी के सेवन वाले फिल्टर के लिए
एक ऊर्ध्वाधर विमान में स्थित खुले स्थानों के लिए और मलबे को पकड़ने वाली झंझरी से घिरा हुआ
एक ऊर्ध्वाधर विमान में स्थापित मछली-अवरोधक कैसेट को फ़िल्टर करने के लिए
गुरुत्वाकर्षण रेखा की फ्लशिंग सीधी हो सकती है - टिप से कुएं तक फ्लश पानी की गति के साथ, रिवर्स - कुएं से टिप तक फ्लश पानी की गति और स्पंदित।

प्रत्यक्ष फ्लशिंग के लिए, फ्लशिंग के दौरान ऑपरेटिंग ग्रेविटी लाइनों की संख्या को कम करके फ्लशिंग पाइपों में पानी की गति को बढ़ाना आवश्यक है। जब आप दो लाइनों में से एक को बंद कर देते हैं और उसी मात्रा में पानी लेते हैं जो फ्लशिंग से पहले लिया गया था, लेकिन 1 गुरुत्वाकर्षण लाइन के माध्यम से, पाइप में फ्लशिंग की गति 2 गुना बढ़ जाती है; जब तीन ग्रेविटी पाइपों में से एक को बंद कर दिया जाता है, तो दो फ्लशिंग पाइपलाइनों में गति 1.5 गुना बढ़ जाती है। जब जल स्रोत और किनारे के कुएं के बीच एक लाइन बंद होने पर सीधी फ्लशिंग होती है, तो जल स्तर में एक निश्चित अंतर पैदा होता है। फिर इस लाइन का वाल्व जल्दी से खुल जाता है, और इसके माध्यम से पानी तेज गति से तटीय कुएं में चला जाता है, जिससे इसमें से सभी तलछट निकल जाते हैं, जिन्हें बाद में हाइड्रोलिक लिफ्ट द्वारा हटा दिया जाता है। धोने की यह विधि जल स्रोत के उच्च स्तर पर की जाती है।

बैकवाशिंग करते समय, गुरुत्वाकर्षण रेखाएं फ्लशिंग लाइनों द्वारा दबाव पाइपलाइनों एनएस I से जुड़ी होती हैं। लाइनें 350 ÷ 600 मिमी और 600 मिमी से अधिक जल-वायु अथवा नाड़ी विधि से धोएं। ऐसा करने के लिए, गुरुत्वाकर्षण रेखा के आउटलेट पर कुएं में एक भली भांति बंद करके सील किया गया वाल्व स्थापित किया जाता है। इसके सामने, 6 ÷ 8 मीटर की ऊंचाई और फ्लशिंग लाइन के व्यास का 1.5 ÷ 3 गुना व्यास वाला एक दबाव स्तंभ लाइन से जुड़ा हुआ है। स्तंभ के शीर्ष पर, इसमें वैक्यूम बनाने के लिए एक पाइप का उपयोग करके एक वैक्यूम पंप जोड़ा जाता है। यदि आप फ्लशिंग अवधि के दौरान गुरुत्वाकर्षण रेखा में वाल्व बंद कर देते हैं और दबाव स्तंभ में एक वैक्यूम बनाते हैं, तो पानी वैक्यूम स्तर की डिग्री के अनुसार बढ़ जाएगा। जब स्तंभ में वैक्यूम टूट जाता है, तो उसमें मौजूद पानी गुरुत्वाकर्षण रेखा में चला जाता है और परिणामी धारा सिर के छिद्रों को धो देती है। धुलाई कई बार दोहराई जाती है और स्रोत में कम जल स्तर की अवधि के दौरान की जाती है। जब फ्लशिंग के लिए पानी की खपत 5% से अधिक हो
रिवर्स वॉटर-एयर वाशिंग या स्पंदित, संपीड़ित हवा का उपयोग करें।

आइए टैंक ए में तरल की मुक्त सतह के साथ खंड 1-1 चुनें, टैंक बी में तरल की मुक्त सतह के साथ खंड 2-2 चुनें (चित्र 7)। तुलना तल धारा 2-2 के साथ संगत है।

चित्र 7 - गुरुत्वाकर्षण पाइपलाइन के व्यास की गणना के लिए योजना

आइए अनुभाग 1-1 और 2-2 के लिए बर्नौली समीकरण बनाएं:

इस मामले में:

चूंकि टैंक ए और बी में स्तर स्थिर हैं, वेग दबाव शून्य के बराबर हैं।

बर्नौली समीकरण (7.1) में सभी मानों को प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

शीर्ष क्षति:

स्थिर स्थिति की स्थिति में, टैंकों में स्तर स्थिर होता है, फिर गुरुत्वाकर्षण पाइपलाइन के माध्यम से तरल प्रवाह बराबर होता है। इसलिए, गुरुत्वाकर्षण पाइपलाइन में औसत द्रव गति:

(7.4) को ध्यान में रखते हुए अभिव्यक्ति (7.3) को (7.2) में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

हम ग्राफ़िक-विश्लेषणात्मक विधि का उपयोग करके समीकरण (7.5) को हल करते हैं। गुरुत्वाकर्षण पाइपलाइन के व्यास के मूल्य को देखते हुए, हम आवश्यक दबाव की निर्भरता का एक ग्राफ बनाएंगे

रेनॉल्ड्स संख्या:

परिणामस्वरूप, प्रवाह व्यवस्था अशांत है। फिर लंबाई के साथ घर्षण हानि गुणांक अल्टस्चुल सूत्र का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है:

कहा पे: - कच्चा लोहा (प्रयुक्त) पाइप की खुरदरापन।

आइए हम गुरुत्वाकर्षण पाइपलाइन के व्यास के मूल्य पर प्रवाह दर को पारित करने के लिए आवश्यक दबाव के सूत्र (7.5) का उपयोग करके गणना करें:

चूंकि प्राप्त मूल्य प्राप्त हो गया है, इसलिए बाद के व्यास मूल्यों को कम करने की आवश्यकता है।

आइए कई अन्य व्यास मानों के लिए समान गणना करें। हम गणना परिणामों को तालिका 2 में संक्षेपित करते हैं।

तालिका 2 - आवश्यक दबाव की गणना के परिणाम

तालिका 2 में डेटा के आधार पर, हम एक निर्भरता ग्राफ (छवि 8) बनाते हैं और, मूल्य के आधार पर, गुरुत्वाकर्षण पाइपलाइन का व्यास निर्धारित करते हैं।

चित्र 8 - निर्भरता ग्राफ

हम इसे शेड्यूल के अनुसार प्राप्त करते हैं।

नेटवर्क विशेषताओं का निर्माण

स्थापना की स्थिर-स्थिति परिचालन स्थितियों के तहत, जब पाइपलाइन प्रणाली में प्रवाह दर समय के साथ नहीं बदलती है, तो पंप द्वारा विकसित दबाव स्थापना के आवश्यक दबाव के बराबर होता है

फिर, सूत्र (4.2) के अनुसार, आवश्यक स्थापना दबाव है:

मुख्य दबाव:

आइए हम निर्भरता (8.1) और (8.2) और पैराग्राफ 2 में निर्धारित दबाव हानि का निर्धारण करने की विधि का उपयोग करके एक नेटवर्क विशेषता का निर्माण करें।

चलिए खर्च के बारे में सोचते हैं.

आइए पाइपलाइन के प्रत्येक खंड के लिए औसत गति, प्रवाह व्यवस्था और घर्षण प्रतिरोध गुणांक निर्धारित करें।

सक्शन लाइन व्यास के लिए:

रेनॉल्ड्स संख्या:

नतीजतन, सक्शन लाइन में प्रवाह व्यवस्था अशांत है।

पाइपलाइन व्यास के लिए:

औसत द्रव गति:

रेनॉल्ड्स संख्या:

पाइपलाइन व्यास के लिए:

औसत द्रव गति:

रेनॉल्ड्स संख्या:

नतीजतन, व्यास वाली पाइपलाइन में प्रवाह व्यवस्था अशांत है।

पाइपलाइन व्यास के लिए:

औसत द्रव गति:

रेनॉल्ड्स संख्या:

नतीजतन, व्यास वाली पाइपलाइन में प्रवाह व्यवस्था अशांत है।

सक्शन लाइन में दबाव का कम होना

कहां: - लंबाई के साथ घर्षण के कारण दबाव में कमी;

स्थानीय दबाव हानि;

और - क्रमशः, घर्षण प्रतिरोध का गुणांक और सक्शन लाइन में स्थानीय प्रतिरोध के गुणांक का योग।

आइए हम अल्टस्चुल सूत्र का उपयोग करके हाइड्रोलिक प्रतिरोध का गुणांक निर्धारित करें:

सक्शन लाइन स्थानीय प्रतिरोधों के लिए:

प्रतिरोध गुणांक के साथ चेक वाल्व के साथ सक्शन बॉक्स;

वाल्व (जब पूरी तरह से खुला हो)।

हम पाते हैं:

आइए सक्शन लाइन में दबाव हानि की गणना करें:

इसी प्रकार, हम डिस्चार्ज लाइन में दबाव हानि का निर्धारण करते हैं:

चूंकि डिस्चार्ज लाइन में प्रवाह व्यवस्था सभी वर्गों में अशांत है, और हाइड्रोलिक प्रतिरोध का क्षेत्र संक्रमणकालीन है, हम अल्टशूल सूत्र का उपयोग करके घर्षण प्रतिरोध गुणांक निर्धारित करेंगे:

डिस्चार्ज लाइन का स्थानीय प्रतिरोध:

प्रतिरोध गुणांक के साथ दो रोटरी मोड़

प्रतिरोध गुणांक के साथ नियंत्रण वाल्व

ड्रैग गुणांक के साथ घूमने वाली कोहनी

व्यास के साथ पाइपलाइन के एक खंड पर:

ड्रैग गुणांक के साथ घूमने वाली कोहनी

व्यास के साथ पाइपलाइन के एक खंड पर:

ड्रैग गुणांक के साथ घूमने वाली कोहनी

ड्रैग गुणांक के साथ वेंचुरी फ्लो मीटर

आइए डिस्चार्ज लाइन में दबाव हानि की गणना करें:

पाइपलाइन में कुल दबाव हानि:

आवश्यक स्थापना दबाव:

मुख्य दबाव:

आइए अन्य प्रवाह दरों के लिए गणना करें। हम तालिका 3 में गणना परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत करते हैं।

दबाव पाइपलाइन पंप जलाशय

तालिका 3 - नेटवर्क विशेषताओं के निर्माण के लिए गणना परिणाम

सीवर नेटवर्क में अपशिष्ट जल इतनी गति से चलना चाहिए कि ठोस सामग्री मार्ग के साथ बाहर न जमा हो जाए। अन्यथा, समय के साथ यह अनिवार्य रूप से परिवहन तत्वों - पाइपलाइनों या ट्रे में गाद जमने का कारण बनेगा।

लेकिन प्रवाह दर की एक ऊपरी सीमा भी है। पानी में तेज गति से चलने वाले ठोस कण संग्राहक सतह के यांत्रिक घर्षण को बढ़ाते हैं।

डिज़ाइन की गति

अधिकतम डिज़ाइन गति चैनलों और पाइपों में अपशिष्ट जल प्रवाह की अधिकतम गति है जिस पर संग्राहकों की सामग्री को यांत्रिक क्षति नहीं होती है।

न्यूनतम डिजाइन गति (महत्वपूर्ण) - पाइप और कलेक्टरों की गाद को रोकने के लिए आवश्यक न्यूनतम प्रवाह गति।

अपशिष्ट जल की औसत गति लाइन में अपशिष्ट जल की प्रवाह दर Q और उसके खुले क्रॉस-सेक्शन के मान का अनुपात है ω:

v = Q/ω मी/सेकंड।

प्रवाह अनुप्रस्थ काट में विभिन्न स्थानों पर प्रवाह वेग वास्तव में भिन्न होते हैं। प्रवाह के मध्य (कोर) के जितना करीब, वे नीचे और दीवारों की तुलना में उतने ही बड़े होते हैं। नीचे और निकट-दीवार वेग न्यूनतम हैं। ऐसी गणनाओं की उच्च जटिलता के कारण नीचे और निकट-दीवार वेग के लिए सीवर नेटवर्क की गणना करना असंभव है। इसलिए, जिस मूल मूल्य पर डिज़ाइन आधारित है वह प्रवाह की परिवहन क्षमता है। यह अनुमानित प्रवाह गति के माध्यम से निर्धारित किया जाता है। इस गति को निर्धारित करने का मुख्य मानदंड कलेक्टरों और पाइपों की स्वयं-सफाई सुनिश्चित करना है।

गुरुत्वाकर्षण प्रवाह रेखाओं के लिए, आवश्यक गति सही ढलान द्वारा सुनिश्चित की जाती है। जहां ढलान संभव नहीं है, वहां इनका उपयोग किया जाता है सीवेज पंपउचित शक्ति.

डिज़ाइन गति डिज़ाइन (अधिकतम) प्रवाह दर पर अपशिष्ट जल की प्रवाह दर है और, तदनुसार, भरना। गणना की गई गति चैनल में अधिकतम अनुमेय मूल्यों - अधिकतम और न्यूनतम के बीच होनी चाहिए।

मानकों के अनुसार अपशिष्ट जल के संचलन की अधिकतम डिज़ाइन गति को लिया जाना चाहिए

• धातु पाइप - 8 मीटर/सेकंड से अधिक नहीं;
• गैर-धातु (प्रबलित कंक्रीट, कंक्रीट, एस्बेस्टस-सीमेंट, सिरेमिक और अन्य) - 4 मीटर/सेकंड तक।

अपशिष्ट जल संचलन गति की गणना की गई स्व-सफाई चैनलों और पाइपों का मूल्य हाइड्रोलिक त्रिज्या या भरने की डिग्री और अपशिष्ट जल में मौजूद निलंबित ठोस पदार्थों के आकार जैसे मापदंडों से प्रभावित होता है।

डिज़ाइन भरने के मूल्य पर अनुपचारित घरेलू और वर्षा जल अपशिष्ट जल की पाइपलाइनों में न्यूनतम डिज़ाइन प्रवाह वेग प्रासंगिक एसएनआईपी में दर्शाया गया है।

यदि सीवर नेटवर्क पाइपों को भरने की गणना नहीं की जाती है, तो उनकी स्वयं-सफाई vн की दर (सूचकांक "एन" का अर्थ है "गैर-सिल्टिंग") की गणना प्रोफेसर एन.एफ. फेडोरोव द्वारा प्रस्तावित सूत्र के अनुसार की जाती है:

• R, m में हाइड्रोलिक त्रिज्या है;
• n मूल घातांक (3.5 + 0.5R) है।

जैविक विधियों द्वारा स्पष्ट या शुद्ध किए गए अपशिष्ट जल के लिए ट्रे और पाइपों में न्यूनतम डिज़ाइन गति 0.4 मीटर/सेकंड के बराबर ली जा सकती है।

800 मिमी तक व्यास वाले साइफन में, 1 मीटर/सेकंड का मान अस्पष्ट अपशिष्ट जल के लिए डिज़ाइन गति की निचली सीमा के रूप में लिया जाता है। 80 सेमी से अधिक व्यास के लिए, वीएन भी फेडोरोव के सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है।

अपशिष्ट जल को साइफन के पास ऐसी गति से आना चाहिए जो साइफन में डिज़ाइन की गति से अधिक न हो। इस मामले में, उन न्यूनतम मूल्यों का पालन करना आवश्यक है जो ऊपर बताए गए थे या फेडोरोव के सूत्र का उपयोग करके गणना की गई थी।

संग्राहकों को स्वयं-स्वच्छ करने के लिए, प्रवाह पथ पर गति लगातार बढ़नी चाहिए। आवश्यक गति मान पाइपलाइनों के ढलानों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। किसी भी सीवरेज सिस्टम के लिए न्यूनतम ढलान मान जब वे निम्नलिखित व्यास वाले पाइपों से भरे होते हैं:

• 150 मिमी - 0.007;
• 200 मिमी - 0.005;
• 1250 मिमी और ऊपर - 0.0005।

200 मिमी या उससे कम की पाइपलाइनों वाले सीवरेज नेटवर्क के प्रारंभिक खंडों का भार लगभग कभी भी डिज़ाइन मूल्य तक नहीं पहुंचता है। अत: इनमें गति की गणना नहीं की जाती और इन्हें अगणित कहा जाता है।

200 मिमी से अधिक व्यास वाली सीवर पाइपलाइनों के लिए, आवश्यक न्यूनतम ढलानों की गणना प्रवाह गति को ध्यान में रखते हुए की जानी चाहिए जो कलेक्टर की स्वयं-सफाई की गारंटी देती है। इसके लिए सबसे सरल अनुभवजन्य सूत्र काफी संतोषजनक परिणाम देता है:

यहां पाइप का व्यास d मिमी में लिया गया है।