Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

36 страниц

319.00 ₽

Купить П 59-72 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Инструкция распространяется на гидравлические расчеты, связанные с выбором основного гидротранспортного оборудования (грунтовых насосов с электродвигателями переменного тока) и трубопроводов для гидравлического транспорта несвязных грунтов (песчаных, гравийных, галечниковых) и продуктов дробления крупнообломочных пород с удельным весом вещества 2,60 - 2,70 т/м3

 Скачать PDF

Оглавление

Предисловие

1. Основные положения

2. Характеристика гранулометрического состава грунта

3. Гидравлический расчет напорных трубопроводов

     А. Расчет критической скорости движения гидросмеси

     Б. Расчет удельных потерь напора на трение

     В. Расчет местных гидравлических сопротивлений

     Г. Расчет суммарных потерь напора в трубопроводах при гидравлическом транспорте

4. Пересчет рабочих характеристик грунтовых насосов с воды на гидросмесь

5. Определение наивыгоднейшего режима работы гидротранспортной системы

     А. Расчет наивыгоднейшего режима работы гидротранспортной системы по рабочим характеристикам насоса и трубопровода

     Б. Упрощенный расчет наивыгоднейшего режима работы гидротранспортной системы по паспортным (табличным) данным грунтового насоса

Приложение 1. Обоснование методики гидравлического расчета гидротранспортных систем, подающих грунтовые смеси

Приложение 2. Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов (по СНиП II-Б.1-62)

Приложение 3. Значения Co

Приложение 4. Примеры расчета

 
Дата введения01.06.1972
Добавлен в базу01.09.2013
Актуализация01.01.2019

Этот документ находится в:

Организации:

20.01.1972УтвержденГлавниипроект Минэнерго СССР17
ИзданИздательство Энергия1972 г.
РазработанМИСИ им. В.В. Куйбышева
РазработанТрест Гидромеханизация Минэнерго СССР
РазработанВНИИнеруд
РазработанИнститут гидромеханики АН УССР
РазработанВНИИГ им. Б.Е. Веденеева
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР ГЛАВНИИ ПРОЕКТ

ВСЕСОЮЗНЫЙ ордена ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

ИНСТРУКЦИЯ ПО ГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ СИСТЕМ НАПОРНОГО ГИДРОТРАНСПОРТА ГРУНТОВ

П 59-72

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР ГЛАВНИИПРОЕКТ

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

ИНСТРУКЦИЯ ПО ГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ СИСТЕМ НАПОРНОГО ГИДРОТРАНСПОРТА ГРУНТОВ
П 59-72

.ЭНЕРГИЯ* Ленинградское отделение 1972

мой взвеси) при одинаковых объемных расходах; Д/ — дополнительные (по сравнению с /в) удельные потери напора, обусловленные наличием твердых частиц в потоке гидросмеси.

Примечания. 1. При режиме заиления значения /в принимаются равными удельным потерям напора при движении чистой воды со скоростью Окр.

2. Определение /в можно производить.

а) с помощью графика рис. 4 — для Новых стальных трубопроводов или с/альных трубопроводов, ранее использовавшихся только для гидравлического транспорта;

Рис. 4. График для определения удельных потерь напора на трение при движении воды в трубопроводах из новых стальных труб.)

б) с помощью графика рис. 5 — для стальных труб, эксплуатировавшихся ранее как водопроводные, или для труб с корродированной внутренней поверхностью.

3.6.    Удельные потери напора в трубопроводе при движении чистой воды определяются по формуле

v2

h —    (5)

где Яв — коэффициент гидравлического трения трубопровода; g— ускорение силы тяжести 9,81 м/сек2.

3.7,    Коэффициент гидравлического трения для новых стальных трубопроводов или стальных трубопроводов, ра-

Рис. 5. График для определения удельных потерь напора на трение при движении воды в трубопроводах из стальных корродированных труб.

9

нее использовавшихся только для гидравлического транспорта, вычисляется по формуле

(6)

0,31

Ав ~ (lg Re — l)f1

где Re = ——, n — кинематический коэффициент вязкости воды, мЦсек\ при

температуре воды 20° v = 1*10“6 м21сек.

В случае использования для гидравлического транспорта стальных труб, эксплуатировавшихся ранее как водопроводные, или труб с корродированной внутренней поверхностью, коэффициент %в рекомендуется вычислять по формуле

Г 1<Ы 0” 6    1    I0'226

*. = 0.24[i££_ + iy ,    (7,

где D выражается в м.

Вычисленные по формулам (6), (7) величины коэффициентов сопротивления ЮОЛв в диапазоне скоростей 1,0—8,0 м/сек для стандартных диаметров труб приведены в табл. 3.

Таблица 3

Диаметры труб D, м

v, м(сек

1

1

0.10

0,20

0,30

0,40 |

| 0,50

0,60

0.70

0,80

0,90

Г идравлически

г л а д к

ие трубопроводы

1.0

1,93

1,66

1,54

145

1,40

1,35

1,32

1,30

1,25

1,5

1,66

1,54

1,43

1,35

1,30

1,29

1,23

1,20

1.17

2,0

1,68

1,46

1,35

1,29

1,24

1,19

1,16

1,14

1,12

2,5

1,60

1,40

1,30

1,23

1,19

1,15

1,12

1,10

1,08

3,0

1,54

1,35

1,26

1,19

1,15

1,12

1,09

1,07

1,05

3,5

1,51

1,32

1,23

1,16

1,12

1,09

1,06

1,04

1,02

4,0

1,47

1,29

1,19

U4

1,10

1,07

1,04

1,02

1,00

4,5

1,43

1,26

1Д7

1,11

1,08

1,04

1,02

1,00

0,98

5,0

1,40

1,23

1,15

1,10

1,06

1,03

1,00

0,98

0,97

5,5

1,37

1,21

1,13

1,08

1,04

1,02

0,99

0,97

0,95

6,0

1,35

1,20

1,12

1,07

1,03

1,00

0,98

0,96

0,94

8,0

1,29

1,14

1,07

1,02

0,98

0,96

0,94

0,92

0,90

Трубопроводы

ш еро

ховатые (с

к о р р 1

одированной

поверхностью)

1,0

2,27

1,93

1,77

1,66

1,58

1,51

1,46

1,42

1,38

1.5

2,20

1,88

1,72

1,61

1,53

1,47

1,42

1,38

1,34

2,0

2,17

1,85

1,70

1,59

1,51

1,45

1,40

1,36

1,32

2,5

2,15

1,83

1,68

1,57

1,49

1,44

1,39

1,34

1,31

3,0

2,14

1,82

1,67

1,56

1,48

1,43

1,38

1,34

1,30

3,5

2,13

1,81

1,66

1,55

1,48

1,42

1,37

1,33

1,20

4,0

2,12

1,80

1,65

1,55

1,47

1,41

1,37

1,32

1,29

4,5

2,11

1,80

1,65

1,54

1,47

1,41

1,36

1,32

1,28

5,0

2,11

1,79

1,64

1,54

1,46

1,41

1,36

1,32

1,28

5,5

2,10

1,79

1,64

1,54

1,46

1,40

1,36

1,31

1,28

6,0

2,10

1,79

1,64

1,53

1,46

1,40

1,36

1,31

1,28

8,0

2,10

1,79

1,63

1,53

1,46

1,40

1,35

1,31

1,28

3.8. Расчет дополнительных удельных потерь напора производится по формуле

и=ъуту^^'    (8)

VCM

где 5 — коэффициент, учитывающий влияние относительной крупности частиц грунта d$ l D и определяемый по табл. 4.

Таблица 4

Диаметр труб D

м

100

G,*0-0,35

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

0,05

0,050

0,051

0,052

0,053

0,054

0,055

0,056

0,10

0,090

0,100

0,110

0,125

0,140

0,150

0,160

0,15

0,120

0,130

0,155

0,180

0,210

0,230

0,250

0,20

0,140

0,170

0,205

0,240

0,270

0,300

0,330

0,30

0,180

0,210

0,260

0,300

0,340

0,375

0,410

0,4

0,215

0,275

0,325

0,370

0,400

0,435

р

сл

0,5

0,230

0,305

0,360

0,405

0,430

0,440

0,475

0,505

0,6

0,240

0,330

0,380

0,470

0,505

0,535

0,7

0,247

0,350

0.4Q0

0,450

0,490

0,530

0,560

0,8

0,250

0,365

0,410

0,465

0,510

0,545

0,580

0,9

0,255

0,375

0,420

0,480

0,530

0,565

0,605

1,0

0,260

0,385

0,430

0,490

0,540

0,580

0,615

1,5

0,270

0,402

0,460 1

0,530

0,580

0,630

0,665

2,0

0,280

0,415

0,470

0,550

0,595

0,650

0,690

2,5

0,285

0,425

0,480

0,565

0,605

0,665

0,705

3,0

0,290

0,430

0,490

0,575

0,620

0,675

0,715

3,5

0.295

0,435

0,500

0,585

0,630

0,680

0,725

4,0

0,300

0,450

0,510

0,595

0,635

0,685

0,730

4,5

0,300 !

0,450

0,520

0,600

0,640

0,690

0,735

5,0

0,300

0,450

0,530

0,600

0,640

0,690

0,735 |

Лри 100    <    0,05    коэффициент    5    =    100    -jj'

В. Расчет местных гидравлических сопротивлений

3.9. Суммарные потери напора h3 м вод. ст. (местные и на трение) при движении гидросмеси в напорных трубопроводах в пределах корпуса .земснаряда определяются по формуле

Аз = £з-§-.    (9)

1где Сз—коэффициент гидравлических сопротивлений, зависящий от консистенции гидросмеси и определяемый по табл. 5.

3.10. Удельные суммарные (местные и на трение) потери напора 7см • п в плавучем трубопроводе с полноповоротными шарнирными сочленениями вычисляются по формуле

^см.п “ Р7СМ,    (1®)


Таблица 5

Марка

земснаря

да

консистенция гидросмеси

Сo=Q.05

Са=0.10

Со*0Л5

1000-80

0,90

1,05

1,20

500-60

1,30

1,45

1,70

300-40

1,65

1,90

2,20

Примечание. Коэффициент С3 для консистенций с0>0Д5 определяется экстраполяцией.


11


где р — коэффициент, зависящий от угла между сочленениями трубопровода, и изменяющийся от 1,2 до 2,8, в расчетах рекомендуется принимать р — 2,0 3 11 Потери напора в отводах трубопровода при гидравлическом транспорте hu м вод ст следует определять по формуле

(П>

где £u — коэффициент местных гидравлических сопротивлений в отводах, определяемый по табл. 6

Таблица 6

Плавное закругление оси

Резкий поворот оси

!

я

II

<£>

О

о

а=т60°

о

О

ОС

II

8

■§- = 1 1,5

3,0

1

1.5

з.и

1

1.5

3,0

а=60°

О

сл

О

0,24

0,30

0,20

0,16

0,10

0,07

0,05

0,50

0,16 г

П р и м е ч а*н и е. R — радиус закругления оси отвода, D — диаметр отвода.

3.12 Удельные потери напора /см а на трение в наклоненных к горизонту трубопроводах вычисляются по формуле

/сма = /в -j- (/см /в) COS а,    (12)

где а — угол наклона оси трубопровода к горизонту

Примечание Расчет потерь напора в наклоненных к го-ризонту участках трубопровода по формуле (12) выполняется только тогда, когда длина этих участков превышает 10% общей* длины трубопровода и угол наклона составит более 25°.

313 Удельные суммарные (местные и на трение) потери напора /см. в разводящих на карте намыва трубопроводах, монтируемых на быстроразъемных соединениях, рекомендуется вычислять по формуле

/смр = 1,5/см.    (13)

Г. Расчет суммарных потерь напора в трубопроводах при гидравлическом транспорте

3.14. При работе земснаряда общие потери напора складываются из потерь напора во внутренних трубопроводах и арматуре, в плавучем трубопроводе, в магистральном трубопроводе, за счет местных сопротивлений, потерь напора на преодоление геодезического подъема по трассе трубопровода, а также, обычно пренебрегаемых, потерь напора на кинетическую энергию при выбросе гидросмеси из трубы. Суммарные потери напора выражаются формулой

Я«£[Л3 + ЛМ +

/см.п^п /см®^“ “Ь    А:м.р^р]    “Ь    hт*    (14)

k — 1,15, рекомендуемый коэффициент „запаса"; /п, /а, Л /р — длины плавучего, наклоненного, магистрального и разводящего трубопроводов; /г3 — потери напора в напорном трубопроводе в пределах земснаряда; Лм — потери напора в местных сопротивлениях; hT — потери напора на преодоление геодезического подъема.

Величина hr м вод. ст. вычисляются по формуле

Тем

Тв


= 4: Д 2


(15>

здесь Дz — разность геодезических отметок оси грунтового насоса и оси трубопровода в месте выпуска гидросмеси, м Знак ( + ) берется в случае подъема трубопровода, знак (—) в случае понижения

ЗЛ5 Потери напора за счет всех местных сопротивлений в расчетах на стадии проектного задания разрешается принимать в размере 10% от потерь напора на трение

3    16 Потери напора во всасывающем трубопроводе определяются особенностями конструкции грунтозаборного устройства земснаряда. Потерями напора на геодезический подъем гидросмеси во всасывающей трубе можно пренебрегать

4. ПЕРЕСЧЕТ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВЫХ НАСОСОВ С ВОДЫ НА ГИДРОСМЕСЬ

4.1. Расчеты гидравлической системы выполняются с помощью расходнонапорной (Q— Н) и расходно-мощностной (Q— N) характеристик грунтовых насосов при работе на гидросмесях различной консистенции и разной степени износа рабочего колеса насоса

4    2. Характеристики грунтовых насосов определяются специальными испытаниями на воде и приведены в «Альбоме оборудования для гидромеханизации» (Том 1, Грунтовые насосы и землесрсы, Информэнерго, Москва, 1970 г). При работе на гидросмеси характеристики насоса изменяются в зависимости от консистенции и грануломе1рического состава грунта. Кроме того, характеристика насоса изменяется во времени вследствие абразивного износа рабочего колеса.

4.3. Определение напора, создаваемого новым грунтовым насосом при работе на гидросмеси, производится по формуле-

где Нв — напор, развиваемый новым насосом при работе на воде; k0 — безразмерный коэффициент, принимаемый равным единице для грунтовых на-.сосов всех типов кроме 20Р-11 и 500-60.

Для грунтовых насосов типа 20Р-11 и 500-60 коэффициент k0 принимается

при QCM < Q0    k0 = 1,0,

при QCM > Q0    k = 1 -f 25c0 lg Jp-,    ^

Vcm

где Q0 = 0,8QCM.MaKC; Оом.макс — максимальный расход нового грунтового насоса при работе на гидросмеси;

^см.макс — Фв.макс П “ 1»65cq];    (18)

QB макс — максимальный расход при работе насоса на воде принимается равным

для насоса типа 20Р-11    4800 мЩч\

для насоса типа 500-60    10500 м*1ч.

Для прочих насосов QBtMaKC принимается по рабочим характеристикам,


(19)


^в.из — Ив [1    ’    ОцЧдЬ],


3 ВМеСТО QB макс


(20)

13


Qb макс из — Qb макс [1 аь]>


4.3. При пересчете рабочих характеристик частично или полностью изношенного грунтового насоса в формулу (16) вместо Нв следует подставлять

где d\ и а2 — опытные коэффициенты (табл. 7); q — доля перекаченного насосом грунта от общего нормативного количества грунта, определяющего-срок службы рабочего колеса

Примечания. 1. Количество пе-Таблииа 7 рекаченного насосом грунта, определяющее ц срок службы (ресурс работы) рабочего колеса, рекомендуется принимать по статистическим данным производственных предприятий

2 Приведенные формулы не рекомендуется применять для расчета работы грунтовых насосов, реставрированных с помощью электросварки в производственных условиях

4.4. Пересчет коэффициента полезного действия грунтового насоса при работе на гидросмеси осуществляется по формуле

т]см = ^Ib (1 — 0,33с0),    (21)


Наименование

ах

Да

грунтов

Песчаный . .

0,15

0,30

Гравийный . .

0,10

0,14


где г] см — к. п д. грунтового насоса при работе на гидросмеси консистенции с0; Tin—к п. д грунтового насоса при работе на воде (принимается по соответствующей характеристике насоса в «Альбоме оборудования для гидромеханизации»).

4 5 Пересчет мощности на валу при работе на гидросмеси выполняется по формуле


NCM = Nn


Я,


см

в Чем


(22)

где Nn и Nqm — мощность грунтового насоса на валу при работе на воде и на гидросмеси.

Примечание. К. п. д. для изношенного насоса принимается как для нового насоса по формуле (21).


5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИВЫГОДНЕЙШЕГО РЕЖИМА РАБОТЫ ГИДРОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ


А. Расчет наивыгоднейшего режима работы гидротранспортной системы по рабочим характеристикам насоса и трубопровода

5.1. Расчетом совместной работы грунтового насоса и трубопровода* определяются энергетически наивыгоднейшие для данной гидротранспортной системы консистенции и расходы гидросмеси, т. е. такие, при которых затраты энергии на транспортирование единицы объема грунта (удельное затраты энергии) будут наименьшими. Одновременно должно быть выдержано условие устойчивой работы системы без опасности закупорки трубопровода.

Примечание В дальнейшем, под словом «наивыгоднейший» следует понимать «энергетически наивыгоднейший».

5 2. Совместная работа грунтового насоса и трубопровода возможна при режимах, когда их расходно-напорные (Q — Н) характеристики пересекаются (рис. 6).

Примечания. 1. Пересчет (Q — Н) характеристики грунтового насоса с воды на.гидросмесь выполняется по формулам раздела 4.

2 (Q — Н) характеристика трубопровода на воде и гидросмеси строится для принятых диаметра и длины трубопровода с учетом геодезического подъема по формулам (1)—(15).


14


3. В качестве расчетной рекомендуется принимать характеристики средние между характеристиками нового и изношенного насосов.


Рис. 6. Расходно-напорные характеристики насоса и трубопровода.


Q


5 3. По точкам пересечения (Q — Я) характеристик насоса и трубопровода определяют расход, который может подать насос в данный трубопровод, уложенный по проектируемой трассе, при той или иной консистенции гидросмеси Консистенция гидросмеси, определяемая точкой касания (Q —Я) характеристик (точка е на рис. 6), является предельной, при ко-

торой возможна работа грунтового насоса в данных условиях гидравлического транспорта (левее точки е все режимы работы насоса неустойчивы).

5.4. Наивыгоднейшая консистенция вычисляется так:

а)    для каждой точки пересечения расходно-напорных характеристик насоса и трубопровода находятся расходы гидросмеси для принятых величин консистенции с0 (рис. 6);

б)    для каждой точки пересечения расходно-напорных характеристик насоса и трубопровода по расходно-мощностным характеристикам определяется мощность Ясм для принятых величин консистенций Со (рис. 6);

в)    для найденных величин ЯСм и Qcm и принятых величин с0 вычисляется производительность гидротранспортной системы по грунту Qt и удельные затраты энергии Есм:

15

Qt - QcmV    (23)    £CM    -    NCMjQT,    (24)

гдеТ^р — расходная консистенция гидросмеси, определяемая^ зависимости от с0 по табл. 1.

Примечание. Зависимости QCM = /х0); NCM = /20); Qt = = /з(со) и £ш=/40) представляются в графической форме (рис. 7).

5.5. Консистенция с0 наив» соответствующая £см М1Ш, являете» наивыгоднейшей для данной гидротранспортной системы. При отсутствии минимума £см=/4(со) расчетное значение консистенции СоНа*ив принимается из условия устойчивой работы гидротранспортной системы:

С0 наив ^ 0»8^о.пр>

где спр — консистенция, определяемая по точке касания (Q — Н) характеристик насоса и трубопровода.

Тип грунтового насоса

Диаметр

колеса,

мм

Расход

Напор, м вод. ст.

К. п. д.

%

Число

оборотов,

об/мин

мг

л сек

1000-80

2310

14000

3900

78

78

300

500-60

1330

8500

2370

62

68

500

20Р-11 (300-40)

1230

4200

1170

52

57

495

ЗГМ-2М

850

2160

600

50

65

735

ЗГМ-1-350А

865

1900

527

61

69

740

910

1900

527

43

70

590

20Гру-8л

1360

5200

1450

63

70

500

16Гру-8л

1030

2000

555

60

68

590

10Гру-8л

700

900

250

38

72

730

16

5 6. Для принятого значения с0 Наив и соответствующего ему QCM наив определяется статическая высота всасывания Явс грунтового насоса:

явс = (Иг + як) -- - Як + ясм.вс, м,    (25)

где Нт — геодезическая высота всасываний (разница отметок оси насоса и уровня воды), Нк — глубина погружения всасывающего наконечника под уровень воды, м\ #см вс — суммарные потери напора местные и на трение при движении гидросмеси во всасывающем трубопроводе, м

5.7. Ориентировочная предельная статическая высота всасывания НвСЛ1р вычисляется по формуле:

явс.пр = 10 [l -    JSL.J, л    (26)

4400


(27)


х —


715


+ 0,2т2


где п — число оборотов рабочего колеса землесоса об)мин; х—„кавитационная* быстроходность насоса. Для грунтовых насосов современной конструкции х можно определить по формуле

где D0—входной диаметр рабочего колеса, м; QC4—расход гидросмеси

мг\мин.

При Нвс > Явс.пр необходимо изменить условия всасывания или уменьшить расчетную величину с0.

Б. Упрощенный расчет наивыгоднейшего режима работы гидротранспортной системы по паспортным (табличным) данным грунтового насоса

5.8 Для временных трубопроводов, прокладываемых на период строительного сезона, и для коротких магистральных трубопроводов определение режима работы гидротранспортной системы разрешается выполнять упрощенно с помощью паспортных ^табличных) данных грунтового насоса (табл. 8).

Таблица 8

Допустимая высота всасывания, м вод. ст.

Наибольшие размеры крутых включений грунта, мм

Мощность, кет

Рекомендуемый тип электродвигателя

Диаметры патрубков» мм

на валу

электро

двигателя

всасываю

щего

напорного

5,0

350

4300

4400

ДАП 260/99-20

854

672

4,8

350

2200

2440

СМ 3000-500

600

600

5,0

220

1150

1250

СДН 16-41-12

500

500

5,2

190

520

630

А К-13-62-8

350

300

4,5

210

520

630

АК-13-62-8

350

350

5,5

210

375

500

А К-13-62-10

350

350

7,5

300

1450 <

1600

СДНЗ-16-51-12

500

450

7,2

230

ЬОО 1

t 630

АКИ-14-46-10

400

350

7,6

150

150

200

АК-112-8

250

200

17

5.9 Диаметр стандартного трубопровода, в котором движение гидросмеси должно осуществляться в режиме скоростей, близких к критическим, определяется по формуле

2

Qe.nacn

Р

(29)

где Qb пасп— паспортный (табличный) расход по воде выбранного грунтового насоса; инр — критическая скорость, вычисленная по формуле (1).

5 10. Величина нормативной по ЕРЕР консистенции при расчете критической скорости по формуле (1) принимается в зависимости от группы грунта по ЕРЕР (при пористости 35%) согласно табл. 9.

Таблица 9

Группа грунта по ЕРЕР

Наименование грунта по СНиП П-Б. 1-62

Т : Ж по ЕРЕР

Со

I

Песок пылеватый

1 :7

0,088

И

Песок мелкий и средний

1:9

0,068

II]

Песок крупный

1 :11

0,056

IV

Песок гравелистый

1; 14

0,044

V

Грунт гравийный

1:18

0,035

VI

Грунт гравийно-галечни-

ковый

1:22

0,028

Примечания. 1. Определение диаметра трубопровода производится подбором с помощью формул (1) и (29) или по номограмме (рис 8).

2. При несовпадении вычисленного диаметра трубопровода со-стандартным следует принимать ближайший^ стандартный диаметр по сортаменту труб.

5.11. Ориентировочно диаметр трубопровода можно определить в зависимости от используемого оборудования и наименования транспортируемого грунта по данным табл. 10.

Таблица 10

Тип грунтового насоса

Категория грунта по ЕРЕР

I, И, III | IV, V, VI Диаметр трубопровода, мм

1000-80

1000

900

500-60

700

600

20Р-11 (300-40)

600

500

ЗГМ-1-350А

400

350

8Г р-8

300

250


18


Излагается методика гидравлического расчета системы «гру*-товый насос—трубопровод» при гидравлическом транспорте несвязных грунтов.

Инструкция по гидравлическому расчету систем напорного гидротранспорта грунтов

П 59-72

«Энергия», Ленинградское отделение, 1972 г, стр. 32 с рис. Научный редактор — И. А. Гиршкан Редактор Е. Я, Боравская

Сдано в производство 20/IV 1972 г. Подписано к печати 28/VI 1972 г. М-06503. Печ. л. 2,0 + 2 вкл. Уч.-изд. л. 2,87. Бум. л. 1,0. Формат 605<90/16-    Зак. 210. Тираж 1000 Цена 29 коп.

Типография Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники имени Б. Е. Веденеева. 194220. Ленинград, Гжатская ул., 21.

%9    0,3    0,7    0,S    0,5    0/+    0,3    0,2    0,1

ПРЕДИСЛОВИЕ

Трубопроводный транспорт грунтов и различных материалов получил в СССР широкое распространение. Существующие многочисленные эмпирические методы и формулы инженерного гидравлического расчета гидр о-транспортных систем зачастую противоречивы, поэтому создание нормативных документов в этой области, основанных на заслуживающих доверия исследованиях, является настоятельной необходимостью. Исходя из этого в 1967 г. были выпущены «Технические указания по расчету напорного гидравлического транспорта грунтов» Настоящая инструкция является переработанным и дополненным изданием «Указаний» 1967 г. В ней, помимо гидравлического расчета незаиленных трубопроводов, изложены вопросы проектирования гидротранспортной сисхемы «грунтовый насос—трубопровод» и включены отсутствующие в первом издании разделы по пересчету рабочих характеристик грунтовых насосов с воды на гидросмесь и определению наивыгоднейшего режима работы гидротранспортной системы.

В приложениях даны обоснования методики расчета, некоторые справочные материалы и примеры расчетов. Настоящая инструкция разработана следующими организациями и лицами

1)    ВНИИГ им Б. Е. Веденеева: М А Дементьев, В. А Мелентьев, В. П. Щербаков;

2)    МИСИ им. В. В. Куйбышева: А. П. Юфин, Н Т. Белова, Л И. Гусаку

3)    институт гидромеханики АН УССР. Н А Силин , Ю. К. Витош-кин, В М Карасик;

4)    ВНИИНЕРУД. В К- Супрун, Б В. Михайлов;

5)    треста «Гидромеханизация» Минэнерго. Н. А Лопатин, Г. Н. Масляков, И П. Ефимов, Н. В Ивановская.

морниипроекте — В. Н. Песочинским.

Инструкция утверждена Главниипроектом Минэнерго СССР (решение № 17 от 20 января 1972 года) и отнесена согласно СН 395-69 к разделу пособий и руководств


Рукопись Инструкции была просмотрена начальником Отдела дальнего гидротранспорта УкрНИИГидроуголь Н Е. Офенгенденом. Рецензирование рукописи было выполнено в Институте «Гидропроект» имени С. Я. Жука — Б. М. Шкундиным, в ЛПИ им. М. И. Калинина [ В. С Кнорозом | и в Лен-

1.1. Настоящая Инструкция распространяется на гидравлические расчеты, связанные с выбором основного гидротранспортного оборудования, (грунтовых насосов с электродвигателями переменного тока) и трубопроводов для гидравлического транспорта несвязных грунтов (песчаных, гравийных, галечниковых) и продуктов дробления крупнообломочных пород с удельным весом вещества 2,60—2,70 г/ж3. Расчет гидравлического транспорта углей, золошлаковых материалов, связных глинистых грунтов, различных, структурных смесей и других материалов в настоящей Инструкции не рассматривается.

12. Приведенные формулы применяются для расчета гидравлического* транспорта грунтов ^средневзвешенной крупности d0—0,254-70 мм при <*о/£г^О,15, наибольшей относительной крупности частиц грунта daаиб"'0,3/> и объемной консистенции гидросмеси не более 0,3 (D — диаметр трубопровода)

1 3. В Инструкции учитывается зависимость потерь напорр от следующих основных факторов диаметра трубопровода и шероховатости его-внутренней поверхности, скорости движения гидросмеси и ее консистенции, средневзвешенной крупности и коэффициенту разнозернистости грунта. Инструкция не распространяется на гидросмеси с твердыми частицами, которые имеют форму пластинок, игл и т. д

1.4. В Инструкции принята следующая терминология и обозначенияг

трубопровод (пульпопровод) — система труб, по которой транспортируется гидросмесь,

гидросмесь (-пульпа) — механическая смесь твердого материала* с водой;

земснаряд — агрегат, включающий грунтовый насос с двигателем», грунтозаборнное устройство на подъемной раме и механизмы для перемещений в процессе разработки грунта;

расход гидросмеси QCM, мг!сек\ м*1ч — суммарный объем воды и твердого материала, проходящий через поперечное сечение трубопровода' за единицу времени;

Инструкция по гидравлическому расчету систем напорного гидротранспорта грунтов


МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР


Взамен

ВСН-02-66


1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ


ВНЕСЕНА Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидротехники имени Б. Е. Веденеева, Московским инженерно-строительным институтом имени В. В. Куйбышева, Институтом гидромеханики АН УССР, Всесоюзным научно-исследовательским институтом нерудных материалов. Трестом Гидромеханизация


УТВЕРЖДЕНА: ГЛАВНИИПРОЕКТОМ МИНЭНЕРГО СССР


СРОК ВВЕДЕНИЯ 1 июня 1972 г.


4


расчетная скорость v, м/сек — средняя п© поперечному сече-гишо трубы скорость гидросмеси,

критическая скорость vKp, м/сек —средняя по поперечному се* ^чению трубы скорость движения гидросмеси, соответствующая началу выпадения частиц грунта из потока на дно трубы.

действительный удельный вес гидросмеси уем, кг/мг — вес „движущейся гидросмеси в объеме между двумя поперечными сечениями трубы, деленный на этот объем;

действительная объемная консистенция гидросмеси сь (величина безразмерная) — отношение суммы объемов движущихся твердых <частиц в объеме то\бы между двумя ее поперечными сечениями к величине этого объема; связь между величинами уем и с0 выражается формулой

__ Тем — 7в С°~ 7т — 7в ’

где 7т» кГ1мв; тВ) кГ/м3 — удельные веса материала частиц взвеси и воды;

Расходный удельный вес гидросмеси тр, кГ/мъ — вес гидросмеси, протекающей в единицу времени через поперечное сечение трубы GCWt деленный на объемный расход гидросмеси QCM:

*>=ЙГ’ кПмК

Qt

Ср- Qch

Таблица 1

с0

V

II о, 1

V

г'кр = 1.26

« и

11 5

1 Qu

V _

*кр-

-2,5

0,02

0,012

0,012

0,012

0,012

0,012

0,04

0,022

0,023

0,024

0,025

0,026

0,06

0,036

0,037

0,039

0,042

0,045

0,08

0,051

0,053

0,057

0,061

0,065

0,10

0,068

0,072

0,076

0,082

0,086

0,12

0,037

0,091

0,097

0,103

0,107

0,14

0,107

0,112

0,118

0,124

0,128

0,16

0,128

0,134

0,139

0,146

0,150

0,18

0,150

0,155

0,161

0,167

0,171

0,20

0,171

0,177

0,183

0,189

0,192

Примечание. При расчете расхедной объемной консистенции в режиме гидротранспорта с неподвижным слоем отложений рекомендуется принимать v : v — 1.

Расходная объемная консистенция гидросмеси ср {величина безразмерная) — отношение объемного расхода твердого материала QT к объемному расходу гидросмеси QCM:

1.5.    Величина расходной объемной консистенции определяется по действительной объемной консистенции при различных vjvKp по табл. 1.

1.6.    Консистенцию гидросмеси разрешается выражать отношением веса движущегося грунта в объеме между двумя поперечными сечениями трубы к весу воды Рв в этом объеме:

_    _ 7т 7см —7в

s рв 7в 7т 7см

Консистенция гидросмеси выражается также отношением объема движущегося грунта (взятого в естественном сложении с порами между частицами) между двумя поперечными сечениями трубы к объему гидросмеси между этими поперечными сечениями трубы*

Со' — С0

7т    с0

7т.п 1 — т9

где 7Т п — объемный вес грунта в естественном сложении; т — пористость «грунта в естественном сложении (в долях единицы).

5

График зависимости между величинами консистенций с0, cs, c0f изображён на рис. 1.

Рис. 1, График зависимости консистенции от удельного веса

гидросмеси.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ГРУНТА

2 1. Результаты гранулометрического анализа грунта рекомендуется изображать на полулогарифмической сетке в виде кривой гранулометрического состава, а также в виде гистограммы и кривой распределения (рис. 2). По характеру гистограммы или кривой распределения гранулометрического состава все песчаные, гравийные и галечниковые грунты, а также материалы,, образовавшиеся в результате механического дробления крупнообломочных пород, разделяются с достаточным приближением на две группы: одномодальные грунты и двухмодальные грунты.

Для одномодальных грунтов распределение фракций но крупности в со-efaae может быть принято близким к логарифмически нормальному закону распределения случайных величин. Двухмодальные грунты можно представить как смесь двух одномодальных грунтов при различном их'"содержании'.' в составе.

2 2. В качестве расчетной крупности грунта следует принимать средневзвешенную крупность d0, мм:

I diDi do ^ iQQ » мм,

где (// — среднеарифметическое значение крупности i-ой стандартной фракции, мм; р — процентное содержание /-ой фракции по весу в составе пробы грунта.

2 3 Способность грунта транспортироваться потоком воды следует характеризовать коэффициентом ф, являющимся функцией гидравлической крунности частицы грунта. Величины ф для стандартных фракций грунта, приведены в табл 2.

б


Для многофракционного грунта вычисляется средневзвешенное значение этого коэффициента

I _ 1 ^iPi гср    100 ’

где ф/ — средняя величина для /-ой стандартной фракции; pi — процентное содержание /-ой фракции по весу в составе пробы грунта.

Рис. 2.

л) одномодальный грунт: /—кривая гранулометрического состава; 2—кривая распределения; 3—гистограмма; б) двухмодальный грунт: /—кривая гранулометрического состава, 2—кривая распределения, 3—гистограмма.


2.4. Если в одномодальном грунте содержится не более 10% сравнительно крупных фракций, то при определении d0 и фср наличие их в составе грунта рекомендуется не учитывать; например, при определении dQ и фср мелкого песчаного-грунта можно не учитывать фракции крупнее 2 лш, если их содержится менее 10%.

2.5 Ра зяззерн истое ть грунта определяется коэффициентом разнозернн-стостж:

7

^    ^9в

где diQ и d9о —крупности частиц грунта, меньше которых в составе содержится соответственно 10 и 90%; и dопределяются по кривой гранулометрического состава грунта

26. Если транспортируемый грунт представляет смесь двух грунтов и кривая распределения фракций по крупности является двухмодалыюй, то разнозернистость /ср определяется как средневзвешенная величина разнозер-нистости каждого грунта в отдельности, т. е.:

.    JiPi +JiPt

Jcp    Pi + Рг    ’

где pi и /?3 — процентное содержание каждой составляющей грунта по весу в составе пробы грунта, j\ и /2 — коэффициенты разнозернистости каждой составляющей грунта.

2.7. Расчеты гидротранспортных систем выполняются по осредненному (средневзвешенному\ гранулометрическому составу грунтового массива: карьера, штабеля и т. п. В случаях, когда в грунтовом массиве содержатся разновидности грунта, гранулометрический состав которых существенне отличается от осредненного, рекомендуется выполнять поверочный расчет запроектированной системы на транспортирование указанных разновидностей грунта.

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ А. Расчет критической скорости движения гидросмеси

3.1.    Критическая скерость движения гидросмеси определяется по формуле:

£*кр ^    ^ У" c0t>cpi м/сек,    (1)

где D — диаметр трубопровода, м. Критическую скорость можно определять также по номограмме рис. 3

3.2.    Расход гидросмеси при критической скорости транспортирования, определяется по формуле

Рсм.кр — 4 ^кр*    (2)

3.3.    ’Высота неподвижного слоя отложения грунта АЯ3 в горизонтальном трубопроводе при QCM < Qtu,кр определяется по формуле:

ДЯ3 = 0,4£)^/%£Р_1 . л.    (3)

Г VCM

3.4 Диаметр трубопровода гидротранспортной системы рекомендуется подбирать с учетом обеспечения режима работы системы без заиления. Работа системы в режиме заиления должна быть обоснована технико-экономическим расчетом

Б. Расчет удельных потерь напора на трение

3.5. Удельные потери напора при гидравлическом транспорте грунта в горизонтальных напорных трубопроводах определяются по формуле

/см =    АД    (4)

где /См и / в — удельные потери напора при движении в одном н том же трубопроводе, соответственно, гидросмеси и чистой воды (бее тр а испорти руе-

3