Проектирование оросительной сети при поливе дождеванием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Сооружения на закрытой оросительной сети.

 

7.1 Арматура на  закрытой оросительной сети

Для управления движением воды в закрытой оросительной сети и обеспечения нормальной ее работы применяем различную водопроводную арматуру: предохранительную, регулирующую, запорную и аэрационную.

 

7.1.1 Задвижки

Задвижки используем для частичного или полного перекрытия трубопровода и для регулирования напора в них. Задвижки устанавливаем в камерах и колодцах.

Задвижки на трубопроводе устанавливаем в  любом рабочем положении.

 

7.1.2 Обратные клапаны

  Обратные приемные  клапаны  используем в насосных установках для предотвращения возникновения обратного потока жидкости при заполнении насоса водой перед пуском, для предохранения насоса от попадания в него крупных твердых тел и на трубопроводах для смягчения гидравлических ударов.

   Закрытие обратного клапана  на насосной станции при внезапной  остановке насоса вызывает гидравлический удар в напорном трубопроводе. Для устранения этого недостатка разработаны конструкции обратных клапанов, в которых посадка диска на гнездо замедляется амортизатором.

На напорных трубопроводах обратные клапаны устанавливаем около насосных станций для предохранения их от затопления (при разрушении обратных клапанов, установленных в насосной станции у насосов). Применять обратные клапаны  как отсекающую арматуру при расчленении длинных трубопроводов на отдельные участки, а также на трубопроводах в местах разрыва сплошности потока для впуска и защемления воздуха.

Обратный клапан устанавливаем между напорным патрубком насоса и задвижкой.

 

7.1.3 Вантузы

Для автоматического удаления воздуха, скапливающегося в магистральном и распределительных трубопроводах в процессе его работы под давлением, а также для впуска в них небольших объемов воздуха применяются клапаны, называемые эксплуатационными вантузами.

 Устанавливаем вантузы в конце трубопроводов ОТ- 1-1и ОТ-1-2, где скапливается воздух и образуются воздушные пробки, в концевых частях трубопроводов. Для установки вантуза на трубопроводе монтируем тройник, обращенный отростком вверх; между отростком тройника и вантузом располагаем ремонтную задвижку.

Диаметр вантуза следует принимаем-50мм (на трубах диаметром до 500 мм).

 

7.1.4 Предохранительные клапаны

Предохранительные клапаны применяем для защиты от повышения давления. Они снижают или устраняют действие гидравлического удара вследствие отвода части воды из водовода в атмосферу. Предохранительные      клапаны бывают пружинные и рычажно-грузовые. Их устанавливаем в данном проекте: на насосных станциях или камерах около здания станции, в тупиках сети, перед водоразборными гидрантами.

 

7.1.5 Гидранты-водовыпуски

Гидранты-водовыпуски предназначены для подачи воды из стационарных трубопроводов к дождевальным машинам, установкам или разборным переносным трубопроводам. Устанавливаем гидранты-водовыпуски для ДМУ «Фрегат» Б542 в конце трубопровода, а для ДФ-120 «Днепр» на протяжении всего поля через каждые 54 м.

Гидранты используем - наземные.

 

7.1.6 Водовыпуски

Чтобы не  происходило  разрушения  оросительных трубопроводов в период морозов, воду из них на зимний период сбрасывают. Сбрасывать воду из трубопроводов приходится также при ремонте и промывке трубопроводов между поливами. Сбрасывание воды осуществляем через опоражнивающие водовыпуски, устанавленные в пониженных точках профиля трубопровода или на отдельных (ремонтных) его участках.

В данном проекте используется самотечное опорожнение трубопроводов.

 

 

7.1.7 Распределительные (смотровые) колодцы

Для регулирования распределения воды между отдельными участками стационарной закрытой оросительной сети устраиваем распределительные колодцы.  В данном проекте спроектированы четыре колодца. В распределительных колодцах размещены водопроводная арматура (задвижки, вантузы, обратные предохранительные клапаны, водовыпуски, гидранты и др.). Распределительные колодцы устроены из сборного железобетона.

Размеры и форму распределительного колодца устанавлены из условий размещения в нем арматуры и производства монтажных и ремонтных работ.

В проекте используем круглые колодцы диаметром 2м.

7.1.8. Упоры на  трубопроводах

На поворотах трубопроводов в вертикальной или горизонтальной плоскости, когда возникающие усилия не могут быть восприняты стыками труб, должны предусматриваться упоры. Размеры упоров определяем статическим расчетом в зависимости от качества грунтов и глубины укладки трубопровода.

Упоры на стальных трубопроводах предусматриваем при расположении угла поворота в колодце и при поворотах в вертикальной плоскости на 30º и более.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Гидравлический  расчёт оросительной сети

 

8.1 Трубы для устройства закрытых  оросительных сетей

    При выборе материала труб для устройства закрытых оросительных сетей, подающих оросительную воду на севооборотные участки руководствуемся указаниями СНиП П-31-74 «Водоснабжение, наружные сети и сооружения. Нормы проектирования». М., 1976.

    Согласно указаний этих  СНиП для устройства закрытых  оросительных сетей применяем - трубы стальные электросварные, изготовляемые по ГОСТ 10704-76 на максимальное давление до 2,4 МПа;

.

 

8.2 Определение  расчетных расходов воды закрытой  оросительной сети

Согласно указаний СНиП П-52-74 «Сооружения мелиоративных систем, нормы проектирования» расчетный расход оросительной сети при дождевании определяем в соответствии с графиком полива (график водоподачи на севооборотный участок).

Расчетные расходы воды определяем на случай, когда максимально возможное количество одновременно действующих дождевальных машин работает на самых удаленных позициях от насосной, станции.

Расходы полевых и распределительных трубопроводов в пределах каждого севооборотного участка принимаем равными сумме расходов всех одновременно  работающих на каждом трубопроводе дождевальных машин и установок.

Исходя из этого определения, можно записать:

Расчетный расход открытого трубопровода, на котором установлены дождевальные машины или установки, будет равен:

                            

   ,                                                                                                                               (8-1)

 

        ,                                                                                           (8-2)

   где  , – расчетные расходы соответственно нетто и брутто открытого трубопровода, л/с;

       Qм – расход воды, подаваемый дождевальной машиной, л/с;

        n – число дождевальных машин, установленных на полевом трубопроводе, шт;

        η=0,98 – коэффициент полезного действия трубопровода.

Для ДФ-120 «Днепр»:

л/с,    л/с.

Для ДМУ «Фрегат» 518-90:

л/с,    л/с.

 

Расчетный расход в голове распределительного трубопровода будет равен:

 

 

  ,                                                                                                                     (8-3)

    ,                                                                                            (8-4)      

 

 

       

 

л/с. 

 

Расчетный расход насосной станции определяется по формуле:

= =624*1=624 л/с.                                             (8-5)

 

 

8.3 Гидравлический  расчет закрытой оросительной сети

Гидравлический расчет закрытой оросительной  сети проводят с целью определения диаметров труб.   При этом определяем скорость движения воды и потери напора в трубах.

 Диаметр трубопровода, в зависимости  от протекающего через него  расхода, можно подсчитать по  формуле:                      

, мм                                                                             (8-6)

где  Q - расчетный расход для данного участка трубопровода, м/с;

       v-скорость воды в трубопроводе, м/с, принимаем 1,5 м/с.

Затем найденный диаметр труб уточняем по ГОСТ и округляем до стандартного. По расчетному расходу трубопровода и его уточненному диаметру определяем фактическую скорость движения воды в трубопроводе:

     , м/с                                                                                (8-7)

где v - фактическая скорость движения воды в трубопроводе, м/с;

      Q -  расход трубопровода, м/с;

      Дст  - стандартный диаметр трубопровода, м.

Минимальная допустимая скорость не должна допускать заиления труб наносами (если они содержатся в оросительной воде). При этом, во избежание заиления трубопровода необходимо, чтобы транспортирующая способность потока воды в нем (Р, кг/м3) была больше мутности транспортируемой воды (ρ, кг/ м3).

Потери напора по длине в трубах круглого сечения определяются по формуле Дарси-Вейсбаха.

,                                                                                    (8-8)

где  hl – потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений по длине трубы, м;

 λ – коэффициент сопротивления по длине (коэффициент гидравлического трения, коэффициент Дарси);

;                                                                                                 (8-9)

l – длина расчетного участка трубопровода, м;

d – диаметр трубопровода, м;

v – скорость движения воды в трубопроводе, м/с;

g=9,81 м/с² - ускорение свободного падения.

Потери напора, вызываемые резким изменением конфигурации границ потока (местные сопротивления), определяются по формуле Вейсбаха:

  hм=(0,05-0,1)*hl,                                                                                   (8-10)

hм - потери напора в местных сопротивлениях, м;

Полные потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений на участке трубопровода будут определяться по следующей зависимости:

  hпол = ∑hl + ∑hм                                                                                     (8-11)

где hпол - полные потери напора на преодоление гидравлических сопротивлении, м;

∑hl - сумма потерь напора по длине всего трубопровода, м;           

∑hм - сумма потерь напора на преодоление   местных сопротивлений, м.

Гидравлический расчет закрытой оросительной сети выполняем по расчетной трассе.

Трассу трубопровода принимаем за расчётную.

Результаты гидравлического расчёта закрытой оросительной сети на орошаемом севооборотном участке сводим в таблицу (Гидравлический расчёт закрытой оросительной сети).

 

Гидравлический расчёт закрытой оросительной сети

 

Номенклатура	Участки трубопровода	Длина трубопровода l, м.	Расчётный расход, Q, м3/л	Диаметр трубы, Д, м	Скорость движения воды V, м/с	Потери напора в трубопроводе, м			Материал и марка труб.
						h	h	h
РТ	0-1	634	0,62	0,63	2,02	4,9	0,49	15,4	Трубы стальные электросварные, Гост 10704-76
РТ	1-2	58	0,436	0,48	2,4	0,89	0,09	10,9
РТ	2-3	925	0,314	0,37	2,8	27,4	2,74	40,1
РТ	3-4	58	0,13	0,273	2,3	1,7	0,17	11,9
ОТ	4-5	523	0,13	0,273	2,3	15,1	1,51	26,6
ОТ	5-6	1041	0,065	0,219	1,7	20,6	2,06	32,7
ОТ	3-7	1053	0,122	0,273	2,2	28,9	2,89	41,8