Chương 10.3 - Bể lắng cát

Chia sẻ: Nguyen Khoi | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

283
lượt xem 115
download

Chương 10.3 - Bể lắng cát

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dòng chảy từ sông mang nhiều bùn cát (sông Hồng có rc = 2,5 ÷ 3kg/m3). Bùn cát có thể lắng đọng gây bồi lấp. Biện pháp: + Chống xói mòn bằng trồng rừng ở trung du, miền núi. + Tạo các công trình ngăn giữa bùn cát (đập dâng...). + Bố trí hợp lý công trình đầu mối. + Làm BLC để lắng đọng những hạt bùn cát có hại cho yêu cầu dùng nước.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 10.3 - Bể lắng cát

10.3: BỂ LẮNG CÁT
§ 10.3.1. Khái niệm và phân loại bể lắng cát I. Khái niệm chung - Dòng chảy từ sông mang nhiều bùn cát (sông Hồng có ρc = 2,5 ÷ 3kg/m3). - Bùn cát có thể lắng đọng gây bồi lấp. - Biện pháp: + Chống xói mòn bằng trồng rừng ở trung du, miền núi. + Tạo các công trình ngăn giữa bùn cát (đập dâng...). + Bố trí hợp lý công trình đầu mối. + Làm BLC để lắng đọng những hạt bùn cát có hại cho yêu cầu dùng nước. - Yêu cầu của BLC: + Lắng đọng những bùn cát có hại (với TTĐ: Hạt có hại là D ≥ 0,25mm) + Định kỳ hoặc thường xuyên tháo xả bùn cát đã lắng đọng về hạ lưu với tổn thất cột nước và lưu lượng nhỏ nhất. + Lấy nước vào kênh đảm bảo V và đáp ứng yêu cầu dùng nước.
§ 10.3.1. Khái niệm và phân loại bể lắng cát II. Phân loại 1) Theo nhiệm vụ: BLC của TTĐ, BLC của hệ thống tưới; BLC của cấp nước. 2) Theo địa điểm bố trí: BLC ở đầu mối, BLC trên hệ thống. 3) Theo số lượng buồng lắng: BLC một buồng, BLC hai buồng, BLC nhiều buồng 4) Theo phương thức xói rửa bể cát: BLC tháo xả liên tục, BLC xói rửa chu kỳ.
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ I. Kết cấu lắng cát bể - Quá trình BC lắng đọng, ω giảm, V tăng, BC không lắng đọng nữa khi đó cần xói rửa. - Chu kỳ xói rửa phụ huộc vào: KT bể lắng, c, Qc. t ρ - Có nhiều loại. a) BLC một buồng (18- 1a): 1. Các loại 1 8 5 6 5 2 3 4 9 7 Hi nh18 BÓ ¾ng étbuång 1a) l c¸tm 1. bª «ng r n íc;2. ®Ëp t t µn vµo kªnh h îng u phÇn ;3. t l ; 4. ®o¹n chuyÓn i ®Çu ®i tÕt;6.buång ¾ng;7.ç x¶ ;8. êng tÕp bÓ;5.cèng Òu i l l ®¸y c¸t ® dÉn íc kªnh h¹ u. n bïn;9. dÉn l
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ - Dùng khi Q ≤ 10 m3/s, lấy nước không liên tục. - Gồm: + Phần vào, ra: Thu hẹp và mở rộng dần cho thuận. + Khi bể lắng có > 0 thì miệng đường hầm xả cát i đặt dưới ước vào kênh. cửa lấy n - Khi xói rửa thì đóng cửa lấy nước vào kênh: Qdv = QK - Là loại BLCđơn giản, tiếtkiệm phải ngừng lấy nước khi xói rửa ; - Khắc phục: • Dùng loại BLC 1 buồng, có kênh phụ (hình 18 - 1b) 12 11 11 1 2 10 3 8 8 4 6 9 5 9 7 H i 18 ¾ng étbuång ã ª v nh 1b)BÓ l m c k nh ßng 1. ®Ëp c ;2. èng Ò tÕ ®i u i t®Çu èi; c ç ¶ ¸t;4 µ k nh m 3. ¸c l ®¸y x c v 5. ª dÉn µ ª c nh v k nh hÝ ; 6. ¾ng ¸tm étbuång 7. ª v bÓ l c ; k nh ßng v 9. öa an ña ¾ng ¸tv k nh ßng ;8 µ c v c bÓ l c µ ª v ; 10. êng ® dÉn bïn ¸t c Ò c nh ®Ëp . c ;11. ¸c ®ª ®i u hØ ;12. ®Êt
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ • Khi xói rửa, thì lấy n ước qua kênh phụ. • Khi xói rửa, chất ượng lấy n l ước không đảm bảo . • Qdv = QK + Qx b) BLC hai buồng (hình 18-1c): 1 8 5 5 6 2 3 6 4 9 10 7 H i 181c) l nh BÓ ¾ng c¸thaibuång 1. bª «ng r n íc;2. ®Ëp t t µn cöa Êy íc kªnh h îng u l n ;3. t l ; 4.®o¹n chuyÓn i ®Çu tÕp bÓ;5.cèng Òu i ®i tÕt;6.buång ¾ng;7. l cöa van c¸t x¶ ; ® êng c¸t kªnh 8. x¶ ;9. h¹ r gi dÉn l u;10.t ô ÷a
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ - Đảm bảo lấy ước liên tục n - Chú ý: + Qdv1buồng = QK Như thế đảm bảo yêu cầu dùng ước. n + Qdv2buồng = QK . Khi xói rửa buồng này, thì buồng kia ước. không đủ cấp n . Khắc phục bằng cách: dùng Qnhỏ . x + Chung nhất Q = QK + Qx = (1,5 ÷ 2) QK. dv c) BLC nhiều buồng (Hình 18- 1d) - Đảm bảo lấy nước liên tục, giảm kích thước mỗi buồng, kích thước bể lắng cát. - Gồm: ng S« • Nhiều buồng . 6 4 • Q dẫn vào mỗi buồng là Q= QK/n. t b c¸ 9 3 n C å • Nếu các buồng luân phiên xói rửa thì Q = QK/ (n-1) b 7 8 khi đó Qdv = (n-1) Qb + Qx. 5 1 2 -Chú ý: Đảm bảo Vđể xói. 8 H i 18 Ætb»ng nh 1d)M t × ®Çu èil n íc l c«ng r nh m Êy víibÓ ¾ng Òu nhi buång 1. bª «ng r n íc ®Ëp ;3. l ®Ëp t t µn ;2. c¸t c¸c ç c¸të ìng l ®Êt bÓ ¾ng ;4. l x¶ ng bÓ ¾ng; 5. c¸c cöa van cña chóng;6. èng Êy n íc c l vµo nh íi kªnh íi c¸c quaikhi kª t ;7. t ;8. ®ª ®ang hic«ng;9. t cèng öa l xãir bÓ ¾ng
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ 2. Các bộ phận của BLC (hình 18-2) L L1 L1 Lb H × 18 S¬ cÊu ¹o l c¸txãir t chu nh 2: ®å t bÓ ¾ng öa heo kú
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ a) Cửa vào, cửa ra: - Bố trí mở rộng và thu hẹp dần . - Có thể bố trí thêm mố trụ . - Có van, phai và các thiết bị. b) Buồng lắng: - Tuyến thẳng, có thể cong. - Mặt cắt ngang chữ nhật, hoặc thu hẹp đáy. - Đáy thường làm dốc thuận: Với = (0,02 ÷ 0,05) i -Cửa vào đường hầm xói cát nằm ưới cửa ra BLC nên xói rửa thuận d lợi. Cửa vào hạt to có h nhỏ, V nên thuậnlợi. lớn - Cũng có khi làm dốc nghịch (hình 18-3). • Cửa vào đường hầm xói cát nằm ưới cửa vào BLC. d • Thuận lợi tháo rửa hạt to, nh kết cấu phức tạp. ưng
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ A C 1 2 3 B D 3 H × 18 :BÓ ¾ng ®é ng îc nh 3 l c¸tcã dèc 1. êng n íc;2. íi®i hoµ u èc;3. êng c¸t ® hÇm dÉn l Òu l t ® x¶
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ c) Đường hầm tháo xả cát: - Xả cát từ buồng lắng về hạ lưu. - Chú ý cửa ra của đường hầm để đảm bảo xói được. 3. Giải pháp tăng hiệu quả xói rửa bùn cát • Cửa ra đường hầm tháo xả bùn cát không bị ngập dưới MNHL. • Xây tường cao hơn cao trình bùn cát, dọc theo buồng lắng. • Buồng lắng làm dốc. • Cửa van ở hệ thống tháo xả bùn cát phải đóng mở nhanh.
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ II. Tính toán BLC làm việc theo chu kỳ 1. Quá trình lắng chìm của bùn cát(hình 18-4). a) v d) 1 v 2 3 h ω h 5 4 b) c) e) ρQ P d h h L H × 18 :Q u¸ r nh m ¾ng bïn . nh 4 t × ch× l cña c¸t
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ - Là quá trình phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố. - Đặc điểm: • ρc, dc không đều theo chiều sâu (hạt nhỏ ở trên, hạt lớn ở dưới). • Tổng lượng bùn cát, giảm dần theo chiều dài. • Dòng chảy trong buồng lắng là dòng rối, có mạch động v, p lớn. - Xét một hạt cát: Chịu Vn, Vđ = ω . • Có Vn = const thì hạt cát chuyển động theo đường 1-3. • Nhưng Vn không đều, nên hạt cát chuyển động theo đường 1-2. • Nếu kể mạch động thì là đường 1-4. • Hàm lượng bùn cát giảm dần nên hạt cát chuyển động trong thực tế là đường 1-5. - Chú ý: + Trong quá trình lắng chìm, các yếu tố ảnh hưởng đến lắng chìm đều thay đổi. + Chưa có nghiên cứu đầy đủ, chỉ tính gần đúng. + Không phải tất cả các hạt bùn cát lắng đọng ở BLC, chỉ hạt cần lắng mới lắng.
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ 2. Tính toán BLC * Nhiệm vụ: • Chọn hình thức và kích th ước. • Số l ượng buồng,đường tháo xả. • Hình thức và kích thước tháo bị điều khiển. • Thời gian bồi lắng và số lần xói rửa theo chu kỳ. *Bỏ qua mạch động, chiều dài rơi L của hạt bùn cát tính theo ( 1) 18 : h L = v, ( 1) 18 ω nhưng thực tế chuyển ười động cửa hạt bùn cát phức tạp, nên ng ta +x dùng phương pháp tính toán xác L suất chìm lắng của hạt bùn cát (hình 18-5). x A B x2 1 − y= e 2σ , 2 y f x) = ( ( 2) 18 h σ 2π x H × 18 S¬ ® êng ng nh 5: ®å co ph©n phèim Ët®é Çn uÊt t s .
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ - Các hạt qua A, đi theo AB, trên quãng đường L, các hạt lệch so với đường AB một đoạn: Quan hệ giữa mật phân bố y vớiđộ lệch thẳng độ đứng x tuân theo đường cong Gause (hình 18-5) và biểu thức (18 -2). - Điều kiện cần và để hạt cát chìm xuống đủ đáy là (18-3). L.ω L.ω x +h ≤ hoÆc x ≤ −h . ( 3) 18 v v - Với mỗi trị số xđều có một tần suất P tính theo (18 -4) ωL −h x2 1 v − 1 λ −t 2 P = σ 2π ∫ −∞ e 2 σ2 dx = ∫ e . , ( 4) π −∞ dt 18 x t=; σ 2 với t, λ tính heo 18 : t ( 5)  ω. L   − h λ= . v σ 2
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ Từ thực nghiệm có (186) từ đó có λ theo (18-7). - 1 2, 73 ω L h  = , 18 = 2,  ( 6) λ 73 − . σ 2 Lh v h L  ( 7) 18   - Quan hệ λ ~ p đã được lập.Có p tra ra λ, có λ tính ra L. - Để tiệ tính toán, coi tại mặt cắt ban n đầu bùn cát phân bốđều Tính . ra λ p (p là tỷ số % tính theo trọng ượng giữa bùn cát lắngđọng so với , l ω toàn bộ bùn cát vào. Đã lập quan hệ p = f  ứng với các H   . L  v * Xác định các kích thước: a) Xác định chiều sâu bể và ưu tốc trung bình trong BLC l ÷ - Chiều sâu toàn bộ bể H = 4,5 6,5 (m). - Chiều sâu nước trong BLC theo (18-8) H t H b 18 t = h , ( 8) hb chiều sâu bùn cát. Sơ bộ h .= (0,25÷ b 0,3)H. - V tùy theo kích thước hạt V = 0,25 ÷ : 0,5 m/s khi d = 0,25÷0,4 mm V = 0,7÷0,8 m/s khi d = 0,4÷0,7mm
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ b) Chiều dài BLC: - Chiều dài toàn bộ theo (18 -9). b= + 1 L2 L L L + , (189)  H tt  - Chiều dài công tác của buồng lắng L tính từ quan hệ P =f  .  L  ÷ + Xác suất P = 0,8 0,9. + Các bước xác định L: • Xác định tài liệu tính toám: i, Q, thành phần hạt. • Xác định kích thước nhóm hạt nhỏ nhất cần lắng lại trong buồng lắng. • Xác định lưu lượng các nhóm: (G1)o, (G2)o... (Gn)o và tổng ∑ (Gi)o , Mỗi nhóm có ω τ i ω • Tính τ . V H tt • Giả thiết một số (bằng 0,2; ...0,15; 0,1 ...;0,025) L ωτ Với một H /L tra biểu đồ ra (P K ứng với mỗi tt i) (i: chỉ số V nhóm; K: chỉ số Htt/L )
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ H H × 18 Bi ®å nh 6: Óu quan P% ( hÖ =f ) L
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ • Tính lưu lượng của các nhóm lắngđọng trong BLC ứng với mỗi H tt theo (18-10). L P k ( i) ( i ) = G k .G i ) ( s ( 0 kg/ ) ( 10) 18 100 • Xác định lưu lượng tổng cộng của các nhóm hạtđã bồi lắng ∑ τ (Gi)K và xác định xác suất chung của các nhóm hạt theo (18 -11). Pk = ∑ i k . % G ( ) 100 ( 11) 18 ∑ G 0 ( i) H tt H tt Như vậy mỗi có một P . Lập quan hệ P ~ K K . Tùy Htt, PK ta L L có L. c) Chiều rộng của BLC: Chiều rộng công tác của bể lắng tính theo (18 -12) Q B = , ( 12) 18 H tt . v
§ 10.3.2. Bể lắng cát làm việc theo chu kỳ 3. Xói rửa bùn cát theo chu kỳ - Khi BC lắng động, V tăng, đến lúc BC không lắngđọng được nữa, phải xói rửa. - Trình tự xói rửa (hình 18-7): 1 3 2 5 4 5 H×nh18 : ®å ãir bïn ¸tk 7 S¬ x öa c háibuång. 1.c v bÓ l öa µo ¾ng ¸t c x c ;3. öa èng c ;2. öa ¶ ¸t c c dÉn íc n ; 4.ph¹m ix öa; v ho¸tn íc v ãir 5. Ëtt • Đóng van 3, đợi MN trong BL cân bằng với MN th ượng lưu. • Đóng 1 phần van 1. • Mở van 2, để tháo xả bùn cát. • Khi xói rửa kết thúc, thao tác ng ược quá trình trên.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD