Chuong 3 hướng dẫn bài tập toán lưu lượng và thủy lực

hướng dẫn giải bài tập tính toán lưu lượng và thủy lực

1/2/2014 1 Thiết kế MLTN cho một khu dân cư biết các dữ liệu sau: - Mặt bằng quy hoạch như hình vẽ Bài 2: 10 Diện tích các tiểu khu: - 1,2,3,4,5,6a,b,c,d = 4 ha, - 7a = 4 ha, 7b = 3,5 ha, 7c = 3 ha, 7d = 3 ha, - 8a = 2,5 ha, 8b = 3,0 ha, 8c = 1,5 ha, 8d = 2,5 ha T G Bài 2 (tt): Thiết kế MLTN cho một khu dân cư biết các dữ liệu sau: - Mặt bằng quy hoạch như hình vẽ - Mật độ dân số 220 người/ha - Tiêu chuẩn thải nước: q 0 = 273L/người.ngđ - Các công trình công cộng: + 3 trường học, mỗi trường có q tt = 1,17 L/s + 1 nhà tắm công cộng, q tt = 2,5 L/s + 1 xưởng giặt là, q tt = 7,5 L/s - Các XNCN, q tt = 55 L/s, NTSX của XNCN sau xử lý đạt QCVN 40:2010/BTNMT (loại A) cho phép chảy vào MLTN chung của thành phố. 1/ Tính lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống: Giải bài tập 2: - Giả sử tính toán lưu lượng cho tuyến cống góp chính về trạm xử lý, tức đoạn từ nút số 16 đến TXL. - Lập bảng tính lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống: Thứ tự đoạn ống Ký hiệu Tiểu khu Diện tích (ha) Mod un lưu lượn g (l/s) Lưu lượng trung bình của khu dân cư (l/s) K ch Lưu lượng lớn nhất (l/s) Dọc đường Nhánh bên Dọc đường Nhánh bên Dọc đường Nhánh bên Vận chuyển Tổng cộng Khu dân cư Lưu lượng tập trung Lưu lượng tính toán (l/s) Cục bộ Chuyển qua 16 - 15 15 - 14 14 - 13 13 - 12 12 - 11 11 - 10 10 - TXL 694,0 400.86 220273 400.86 0      Pq q tc - Xác định modun lưu lượng: (l/s.ha) - Xác định q vận chuyển (tiểu khu): q vc n = q dđ n-1 + q nb n-1 + q vc n-1 = q tổng n-1 - Xác định q chuyển qua (XNCN, công cộng, …): q chuyển qua n = q cục bộ n-1 + q chuyển qua n-1 Thứ tự đoạn ống Ký hiệu Tiểu khu Diện tích (ha) Modun lưu lượng (l/s) Lưu lượng trung bình của khu dân cư (l/s) K ch Lưu lượng lớn nhất (l/s) Dọc đường Nhánh bên Dọc đường Nhánh bên Dọc đường Nhánh bên Vận chuyển Tổng cộng Khu dân cư Lưu lượng tập trung Lưu lượng tính toán (l/s) Cục bộ Chuyển qua (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) 16 - 15 0 0 0 0 0,694 - - - - - - 55,00 - 55,00 15 - 14 5d 1a, 5a 4 8 0,694 2,78 5,55 - 8,33 2,80 23,32 - 55,00 78,32 14 - 13 6d 1b, 1c, 1d, 2a, 5b, 5c, 6a 4 28 0,694 2,78 19,43 8,33 30,54 1,80 54,88 2,34 55,00 112,22 13 - 12 7d 2b, 2c, 2d, 3a, 6b, 6c, 7a 3 28 0,694 2,08 19,43 30,54 52,05 1,70 88,27 10,00 57,34 155,61 12 - 11 8d 3b, 3c, 3d, 4a, 7b, 7c, 8a 2,5 25 0,694 1,74 17,35 52,05 71,14 1,66 117,92 1,17 67,34 186,43 11 - 10 0 4b, 4c, 4d, 8b, 8c 0 16,5 0,694 - 11,45 71,14 82,59 1,63 135,01 - 68,51 203,52 10 - TXL 0 0 0 0 0,694 - - 82,59 82,59 1,63 135,01 - 68,51 203,52 - Bảng tính lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống: (+) (+) 2/ Tính toán thủy lực cho từng đoạn ống: - Giả sử tính toán lưu lượng cho tuyến cống góp chính về trạm xử lý, tức đoạn từ nút số 16 đến TXL. - Những thông số thủy lực đã biết: + Lưu lượng tính toán, L/s + Đường kính ống, mm + Chiều dài đoạn ống tính toán, m + Độ dốc i, ‰ + Vận tốc, m/s + Độ đầy h/d + Độ sâu chôn cống đầu tiên, (1,5 ÷ 2m) + Cao độ mặt đất tại điểm đầu và điểm cuối của mỗi đoạn ống, m. 1/2/2014 2  Thông số thủy lực cần tính toán: + Chiều cao mực nước trong cống, m + Tổn thất áp lực theo chiều dài đường ống, m + Cao độ: • Cốt mực nước: tại điểm đầu, điểm cuối • Cốt đáy ống: tại điểm đầu, điểm cuối • Chiều sâu chôn ống: tại điểm đầu, điểm cuối. 2/ Tính toán thủy lực cho từng đoạn ống: - Chiều cao mực nước trong ống = độ đầy * đường kính ống. - Tổn thất áp lực = độ dốc * chiều dài đoạn ống. - Cốt mặt đất = đường đồng mức trên bản đồ. - Cốt mực nước = cốt đáy ống + chiều cao mực nước trong ống. - Cốt đáy ống cuối = cốt đáy ống điểm đầu – tổn thất áp lực đoạn ống. - Chiều sâu chôn ống = cốt mặt đất – cốt đáy ống. Đoạn ống Chiều dài (m) Lưu lượng tính toán (L/s) Đường kính D (mm) Độ dốc i, ‰ Tốc độ (m/s) Độ đầy, h/d Chiều cao mực nước (m) Tổn thất áp lực theo chiều dài (m) Cao độ (m) Chiều sâu chôn ống (m) Mặt đất Mực nước Đáy ống Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối 16 - 15 280 55 350 0,003 0,87 0,62 96,5 96,20 2,00 15 - 14 400 78,32 400 0,0025 0,87 0,63 96,2 95,60 14 - 13 400 112,22 500 0,002 0,9 0,62 95,6 95,00 13 - 12 410 155,61 500 0,002 0,94 0,77 95 94,20 12 - 11 410 186,43 600 0,0017 0,94 0,65 94,2 93,00 11 - 10 200 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 93 92,00 10- TXL 500 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 92 91,50 Đoạn ống Chiều dài (m) Lưu lượng tính toán (L/s) Đường kính D (mm) Độ dốc i, ‰ Tốc độ (m/s) Độ đầy, h/d Chiều cao mực nước (m) Tổn thất áp lực theo chiều dài (m) Cao độ (m) Chiều sâu chôn ống (m) Mặt đất Mực nước Đáy ống Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối 16 - 15 280 55 350 0,003 0,87 0,62 0,217 0,84 96,5 96,20 2,00 15 - 14 400 78,32 400 0,0025 0,87 0,63 0,252 1 96,2 95,60 14 - 13 400 112,22 500 0,002 0,9 0,62 0,31 0,8 95,6 95,00 13 - 12 410 155,61 500 0,002 0,94 0,77 0,385 0,82 95 94,20 12 - 11 410 186,43 600 0,0017 0,94 0,65 0,39 0,697 94,2 93,00 11 - 10 200 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 0,414 0,36 93 92,00 10- TXL 500 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 0,414 0,9 92 91,50 Đoạn ống Chiều dài (m) Lưu lượng tính toán (L/s) Đường kính D (mm) Độ dốc i, ‰ Tốc độ (m/s) Độ đầy, h/d Chiều cao mực nước (m) Tổn thất áp lực theo chiều dài (m) Cao độ (m) Chiều sâu chôn ống (m) Mặt đất Mực nước Đáy ống Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) 16 - 15 280 55 350 0,003 0,87 0,62 0,217 0,84 96,5 96,20 94,717 93,877 94,5 93,66 2,00 2,54 15 - 14 400 78,32 400 0,0025 0,87 0,63 0,252 1 96,2 95,60 14 - 13 400 112,22 500 0,002 0,9 0,62 0,31 0,8 95,6 95,00 13 - 12 410 155,61 500 0,002 0,94 0,77 0,385 0,82 95 94,20 12 - 11 410 186,43 600 0,0017 0,94 0,65 0,39 0,697 94,2 93,00 11 - 10 200 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 0,414 0,36 93 92,00 10- TXL 500 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 0,414 0,9 92 91,50 (15) = (14) – (9) (14) = (10) – (16) (13) = (15) + (8) (12) = (14) + (8) - Xét đoạn ống đầu tiên: - Chiều sâu chôn cống = cốt mặt đất – cốt đáy cống + (16) = (10) – (14) + (17) = (11) – (15) Đoạn ống Chiều dài (m) Lưu lượng tính toán (L/s) Đường kính D (mm) Độ dốc i, ‰ Tốc độ (m/s) Độ đầy, h/d Chiều cao mực nước (m) Tổn thất áp lực theo chiều dài (m) Cao độ (m) Chiều sâu chôn ống (m)Mặt đất Mực nước Đáy ống Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) 16 - 15 280 55 350 0,003 0,87 0,62 0,217 0,84 96,5 96,20 94,717 93,877 94,5 93,66 2,00 2,54 15 - 14 400 78,32 400 0,0025 0,87 0,63 0,252 1 96,2 95,60 14 - 13 400 112,22 500 0,002 0,9 0,62 0,31 0,8 95,6 95,00 13 - 12 410 155,61 500 0,002 0,94 0,77 0,385 0,82 95 94,20 12 - 11 410 186,43 600 0,0017 0,94 0,65 0,39 0,697 94,2 93,00 11 - 10 200 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 0,414 0,36 93 92,00 10- TXL 500 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 0,414 0,9 92 91,50 93,625 92,877 92,625 2,575 2,97 (14) = (12) - (8) (15) = (14) - (9) (13) = (15) + (8) 93,877 - Xét đoạn ống kế tiếp: - Chiều sâu chôn cống = cốt mặt đất – cốt đáy cống + (16) = (10) – (14) + (17) = (11) – (15) Đoạn ống Chiều dài (m) Lưu lượng tính toán (L/s) Đường kính D (mm) Độ dốc i, ‰ Tốc độ (m/s) Độ đầy, h/d Chiều cao mực nước (m) Tổn thất áp lực theo chiều dài (m) Cao độ (m) Chiều sâu chôn ống (m) Mặt đất Mực nước Đáy ống Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối 16 - 15 280 55 350 0,003 0,87 0,62 0,217 0,84 96,5 96,20 94,717 93,877 94,5 93,66 2,00 2,54 15 - 14 400 78,32 400 0,0025 0,87 0,63 0,252 1 96,2 95,60 93,877 92,877 93,625 92,625 2,575 2,97 14 - 13 400 112,22 500 0,002 0,9 0,62 0,31 0,8 95,6 95,00 92,877 92,077 92,567 91,767 3,033 3,23 13 - 12 410 155,61 500 0,002 0,94 0,77 0,385 0,82 95 94,20 92,077 91,257 91,692 90,872 3,308 3,33 12 - 11 410 186,43 600 0,0017 0,94 0,65 0,39 0,697 94,2 93,00 91,257 90,56 90,867 90,17 3,333 2,83 11 - 10 200 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 0,414 0,36 93 92,00 90,56 90,2 90,146 89,786 2,854 2,21 10- TXL 500 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 0,414 0,9 92 91,50 90,2 89,3 89,786 88,886 2,214 2,61 Bảng tính thủy lực cho các tuyến ống: Bảng tính thủy lực cho các tuyến ống cho tuyến cống với chiều sâu chôn cống > 6m.: Đoạn ống Chiều dài (m) Lưu lượng tính toán (L/s) Đường kính D (mm) Độ dốc i, ‰ Tốc độ (m/s) Độ đầy, h/d Chiều cao mực nước (m) Tổn thất áp lực theo chiều dài (m) Cao độ (m) Chiều sâu chôn ống (m) Mặt đất Mực nước Đáy ống Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối 16 - 15 280 55 350 0,003 0,87 0,62 96,5 96,20 15 - 14 400 78,32 400 0,0025 0,87 0,63 96,2 95,60 14 - 13 400 112,22 500 0,002 0,9 0,62 95,6 95,00 13 - 12 410 155,61 500 0,002 0,94 0,77 95 94,20 12 - 11 410 186,43 600 0,0017 0,94 0,65 94,2 93,00 11 - 10 200 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 93 92,00 10- TXL 500 203,52 600 0,0018 0,98 0,69 92 91,50 Chiều cao mực nước (m) Tổn thất áp lực theo chiều dài (m) 0,217 0,84 0,252 1 0,31 0,8 0,385 0,82 0,39 0,697 0,414 0,36 0,414 0,9 94,717 93,877 94,5 93,66 2,00 2,54 93,877 92,877 93,625 92,625 2,575 2,97 92,877 92,077 92,567 91,767 3,033 6,23 2,00