- Vẽ đường tần suất kinh nghiệm
B Tiêu ra sông Hồng
6.10.2 Thiết kế bể tháo
Bể tháo là công trình quan trọng của trạm bơm, bể tháo có nhiệm vụ:
- Nối ống đẩy với kênh tháo nước, tiêu hao năng lượng thừa, đảm bảo dòng chảy thuận vào kênh tháo.
- Khi máy bơm đột nhiên ngừng chạy, ngăn được dòng chảy ngược từ bể tháo vào ống đẩy
- Tổn thất ở bể tháo là ít nhất, và phải đảm bảo tiêu hao hết năng lượng trước khi dòng chảy vào kênh tháo.
* Thiết kế ống đẩy
+ Nắp ống đẩy.
Để ngăn dòng chảy ngược từ bể xả về bể hút khi máy bơm ngừng làm việc thì phải có nắp đậy miệng ống đẩy , theo sơ đồ lắp đặt của máy bơm đường kính miệng ra ống đẩy Do = 0,9m < 1m , dùng nắp đậy có bản lề ở phía trên có lắp thêm đối trọng để giảm lực mở và lực đóng nắp đậy.
* Trụ pin
Để cho dòng chảy ra khỏi miệng ống đẩy được thuận dòng vào bể tháo không sinh ra nước chảy xoáy và sóng trong bể tháo , đảm bảo khi sửa chữa được thuận lợi thì bố trí thêm trụ pin
- Chiều dày trụ pin dp=0,8m
- Cao trình trụ pin : Ztp =Zbxmax + a Trong đó:
a: chiều cao dự trữ từ mực nước lớn nhất trong bể đến mép trên tường bể tháo Dựa vào giáo trình MB&TB, trang 229 tra được a=0,5m
→ Ztp = 9,7 + 0,5 = 10,2 (m)
- Chiều dài của trụ pin phải đảm bảo đủ rộng để bố trí các thiết bị trên đó Trên trụ pin bố trí hai khe phai. Sơ bộ lấy Ltp = 4,5 (m)
+ Lỗ thông khí
Khi dùng nắp ống đẩy để tránh hiện tượng tạo ra chân không trong ống đẩy lúc máy bơm ngừng hoạt động cần đặt ống thông khí trước ống đẩy, xuyên qua tường bể
tháo để đưa không khí vào. Đường kính lỗ thông khí xác định theo nguyên lý phá chân không, sơ bộ có thể lấy
dtk = 1 1 5 6 ÷ : Do Chọn dtk=0,2 m
* Tính toán thủy lực bể tháo
Nhiệm vụ:
- Xác định chiều sâu ngập miệng ống đẩy dưới mực nước nhỏ nhất của bể tháo, bảo đảm dòng chảy ra ngập lặng.
- Xác định chiều dài giếng tiêu năng của bể tháo.
- Xác định hình dạng, độ dốc thềm ra khỏi giếng tiêu năng.
- Xác định chiều dài cần bảo vệ mái kênh, đáy kênh nối với bể tháo. - Xác định kích thước hợp lý nhất theo quản lý kỹ thuật bể tháo. Tính toán thủy lực bể tháo thẳng dòng có thiết bị nắp ống đẩy.
Hình 6 -5 : Mặt cắt dọc bể tháo
- Tính toán đường kính miệng ra ống đẩy, để giảm tốc độ nước ra khỏi ống đẩy, đường kính miệng ra lấy theo kinh ngiệm như sau:
D0 (1,1 ~ 1,2).D, với D = 0,9 (m) ta chọn D0 = 1,0 (m)
- Tính tốc độ nước chảy ra ở miệng ống đẩy theo lưu lượng ứng với mực nước nhỏ nhất bể tháo: Vra = 2 4 o D Q π (m/s) Trong đó :
Do : đường kính miệng ra của ống đẩy Do = 1,0 (m)
Hmin = 4,3 (m) tra trên đường đặc tính của máy bơm xác định Q= 9,2 m3/s. Thay số: Vra = 4.9,2 11,72
3,14.1= ( m/s)
- Độ sâu ngập nhỏ nhất của mép trên miệng ra của ống đẩy dưới mực nước thấp nhất ở bể tháo đảm bảo dòng chảy ra ngập lặng:
hngmin = (3÷4). 2 2. ra V g (m) Chọn hngmin = 3. 2 2. ra V g =4,28 (m) > 0,1 (m)
- Chiều sâu nhỏ nhất trong giếng tiêu năng của bể tháo Hgimin = Do + hngmin + P
P = (0,2 ~ 0,3) m: khoảng cách từ mép duới miệng ra ống đẩy đến đáy bể tháo, chọn P = 0,3 (m)
→ Hgimin =1,0 + 4,28 + 0,3= 5,58 (m) - Cao trình đáy giếng tiêu năng n
đ t
Z
Được tính theo công thức: min min
tn bt đ g Z =Z −Z = 7,2 – 4,28 = 2,92 m Với min bt
Z cao trình bể tháo nhỏ nhất min
bt
Z = 7,2 m - Chiều sâu lớn nhất của giếng tiêu năng g
max
H
Được áp dụng theo công thức: g bt tn
max max đ
H =Z −Z = 9,7 – 2,92 = 6,78 (m) Trong đó max
bt
Z cao trình mực nước bể tháo lớn nhất max
bt
Z = 9,7 m - Chiều cao thành bể Hb
Được tính theo công thức: Hb = g max
H + a = 6,78 + 1 = 7,78 (m)
Trong đó: a chiều cao dự trữ từ mực nước lớn nhất trong bể đến mép tường bể tháo. ứng với Qtk = 49 m3/s thì a =1 m => Cao trình đỉnh thành bể : Zđỉnh thành bể = Hb + n đ t Z = 7,78 + 2,92 = 10,7 m - Xác định chiều dài giếng tiêu năng Lg
Chiều dài giếng tiêu năng được xác định theo công thức: Lg = K. g
max
H
Trong đó:
K : Hệ số phụ thuộc vào dạng thềm ra khỏi giếng tiêu năng, hình dạng tiết diện của miệng ra ống đẩy, hình dạng và chiều cao của thềm. Với thềm đứng chọn K = 0,85
ng max
ng max H = g max H - Do = 6,78 – 1 =5,78 m => Lg = 0,85.5,78 = 4,913 (m)
Theo như trên ta chọn kích thước trụ pin Ltp = 4,5 (m), vậy nên t chọn lại kích thước chiều dài giếng là L = 7 (m)
bk Ltp L Lmr Lbv Ltp L Lmr Lbv Bbt Hình 6 - 6 : Mặt bằng giếng
- Khoảng cách giữa các tâm miệng ra ống đẩy B
Khoảng cách giữa các tâm miệng ra ống đẩy được xác định theo công thức : B = D0 + 2b + d
Trong đó :
b là khoảng cách từ mép ống đẩy đến trụ pin tùy theo loại ống đẩy lấy b =5(m) d là chiều dày trụ pin ở bể tháo, d = 0,8 m.
Vậy b = (5,0 – 1,0 – 0,8)/2 = 1,6 (m).
Như vậy tổng chiều rộng phía trong bể tháo với đường kính ống đẩy bằng nhau: Bb = (n – 1)B + Do + 2b
Với n là số đường ống đẩy nối với bể tháo, n = 7.
B là khoảng cách giữa các tâm miệng ra ống đẩy, B = 5,0 m. b là khoảng cách từ mép ống đẩy đến mép bể, b = 1,6 m.
Vậy Bb = (7 – 1).5,0 + 1,0 + 2.1,6 = 34,2 (m).
- Phần chuyển tiếp thu hẹp có dạng hình thang có đáy nhỏ là chiều rộng đáy kênh tháo bk, đáy lớn là chiều rộng tổng cộng phía trong của bể tháo Bb và chiều cao chính là chiều dài đoạn thu hẹp được tính theo công thức :
Lth = 2 g cot 2 b Bb − k α Trong đó α là góc thu hẹp, chọn α = 40o. bk= 17 m
Thay các giá trị vào ta có :
Lth = 34,2 17cot g40 23,69(m)
2 2
− =