Меню

Определить давление воды в гидромониторе

РАСЧЕТ ГИДРОМОНИТОРОВ

Эффективность гидравлического разрушения пород зависит прежде всего от давления струи гидромонитора на забой и характеристики размываемых пород. Поэтому расчет начинают с установления величины этого давления. В общем виде может быть рекомендована такая его последовательность.

Большую роль в формировании структуры струи играет воздух. Чем меньше диаметр струи, тем больше ее относительная поверхность и тем сильнее воздух влияет на ее движение. При повышенных скоростях струй обмен между воздушной средой и жидкостью струи становится активным, воздух в большом количестве вовлекается в движение и влияние его на состояние струи становится настолько значительным, что струи высоких и сверхвысоких давлений быстро распадаются в воздухе.

Струи низкого давления в гидромеханизации применяют для разработки несвязных грунтов и для смыва насыпных материалов. Струи среднего давления составляют основную категорию гидромониторных струй при выполнении земляных и в редких случаях горных работ. Скорость на поверхности этих струй такова, что сила трения струи о воздух оказывается преобладающей над силой поверхностного натяжения. На поверхности тангенциального разрыва образуются вихри, биение которых заметно в дымке, окружающей струю. Дымка представляет собой водную пыль, находящуюся в вихревом движении.

К основным параметрам, определяющим эффективность гидравлической разработки, относят осевое динамическое давление струи на забой, диаметр насадки гидромонитора, высоту разрабатываемого уступа, ширину забоя.

Для гидромониторов с расходом воды до 2000 м3/ч оптимальные условия работы создают при высоте уступа 10. 18 м, а для мощных гидромониторов — 20. 40 м. Как правило, оптимизацию высоты уступа проводят только при гидровскрышных работах, когда мощность вскрыши составляет 20. 30 м и более. В остальных случаях высоту уступа определяют по условиям разработки.
В соответствии с породами, подлежащими размыву, устанавливают оптимальное осевое динамическое давление струи на забой. Для плотного суглинка оно равно 0,63. 0,68 МПа, плотных трудноразмываемых глинистых пород — 0,8 МПа, полускальных пород — 0,87 МПа. По оптимальному осевому динамическому давлению находят необходимый удельный расход напорной воды (табл. 5.1.3) и рассчитывают расход воды, обеспечивающий заданную производительность объекта по горной массе.

При давлении перед насадкой порядка 60 МПа и выше скорость истечения жидкости становится равной или большей по значению, чем скорость распространения звука в воздухе. При подобной скорости возникают особые явления, такие как разрыв сплошности подтекающего к струе воздуха и образование в связи с этим вакуумных областей. Условия турбулентного перемешивания в толше струи изменяются. Струи высокого и сверхвысокого давления обладают огромной разрушительной силой. Они режут твердые (изверженные) породы и даже сталь.

Струи высокого и сверхвысокого давления применяют при добыче полезных ископаемых гидравлическим способом и в других случаях, когда возникает необходимость разрушения очень крепких пород. Диаметр струи на всем протяжении начального участка, т.е. от выхода из насадки до конца ядра, можно принимать одинаковым и равным диаметру выходного отверстия насадки dQ. Далее диаметр струи начинает увеличиваться.

Длину начального участка струи определяют по формуле

откуда видно, что максимальная теоретическая дальность полета струи достигается при наклоне ствола гидромонитора к горизонту под углом a = 45° (в действительности из-за влияния воздуха принимают a = 30. 35°).

Целесообразно располагать гидромонитор как можно ближе к забою. Неэффективно размывать грунт разрушенной частью струи. Необходимо стремиться к тому, чтобы струя достигала разрабатываемого массива своей компактной частью.

Размываемый гидромониторной струей грунтовый или горный массив является трудной преградой для струи, на разрушение которой расходуется ее энергия, при этом струя полностью распадается и представляет собой поток капелек в воздухе.

Каждая категория грунта и породы требует для своего эффективного размыва более или менее определенного оптимального значения удельных давлений струи и удельных расходов воды. В табл. 5.1.4 приведены водопроизводительность гидромониторов (при различных диаметрах насадок) и скорость струи при вылете из насадки в зависимости от напора перед насадкой.

Оптимальным принимают то давление, при котором требуется минимальное количество воды на разработку 1 м3 грунта.

Читайте также:  Как измеряется внутричерепное давление у детей

Потери напора в гидромониторе

Число одновременно действующих гидромониторов устанавливают после определения необходимого диаметра насадки. Когда расчетное значение последнего больше стандартного, его подбирают с таким расчетом, чтобы оно было примерно кратным dH. Исходя из этого, находят число одновременно действующих гидромониторов.

Движение гидросмеси от забоя до зумпфа (зумпф — это углубление на площадке уступа, в которое поступает пульпа от забоя, иначе аккумулирующая емкость, где собирается вода, уголь или порода для всасывания и перекачки их землесосом) происходит по уклону, создаваемому в процессе ведения горных работ. Технологические схемы гидромониторного размыва приведены на рис. 5.1.9.

При движении от забоя к зумпфу гидросмесь стремится стекать рассредоточенными потоками, имеющими небольшую глубину. Рассредоточенный поток не в состоянии перемещать крупные куски грунта, и они остаются на подошве забоя. В результате происходит уменьшение уклона и скорости потока, что приводит к резкому снижению транспортирующей способности потока. В подошве забоя из потока начинают откладываться даже мелкие частицы грунта, и наблюдается замыв рабочей площадки.

Для предотвращения этого необходимо, чтобы поток пульпы был сосредоточенным, а уклоны подошвы забоя обеспечивали необходимые скорости движения, при которых потоком перемещалось наибольшее количество грунта. Создание сосредоточенного потока достигается путем устройства в подошве рабочей площадки забоя пульпоотводной канавы, располагаемой обычно так, чтобы обеспечить транспортирование пульпы по наикратчайшему пути от забоя до зумпфа.

При работе в забое нескольких гидромониторов целесообразно, чтобы потоки пульпы от каждого гидромонитора объединялись в единый поток и попадали в пульпоотводную канаву на возможно близком расстоянии от места размыва грунта в забое.

Устройство пульпоотводных канав обычно выполняется струей гидромонитора, экскаватором или бульдозером.

клон канавы так же, как и подошвы рабочей площадки забоя, зависит от типа разрабатываемого грунта и содержания крупных частиц. Чем крупнее грунт, тем больше должен быть уклон канавы и площадки. Уклон канавы и площадки зависит также от расхода пульпы и содержания в ней грунта. С увеличением расхода пульпы густой консистенции необходимы большие уклоны, чем при транспортировании жидкой пульпы.

При изменении высоты уступа изменяются и минимально допустимые уклоны площадок уступа. Это объясняют тем, что с увеличением высоты уступа уменьшаются удельные расходы воды на размыв грунта и, таким образом, повышается консистенция пульпы, в результате чего транспортирующая способность потока снижается и для поддержания ее необходимо увеличение уклонов пульпоотводной канавы.

С увеличением уклонов повышается и производительность смыва грунта. Однако в этом случае резко возрастает объем недомыва (см. рис. 5.1.8 и 5.1.9), поэтому при отсутствии попутных уклонов скорость потока нельзя повышать путем увеличения уклона сверх минимально допустимого [5]. Особенно это недопустимо при проведении профильных выработок.

Повышать скорость потока целесообразно следующим образом:

-собирать в один сосредоточенный поток пульпу, стекающую от забоя;

-не допускать засорения канавы крупными камнями, корнями растений и т.п.;

— периодически прочищать канаву струей гидромонитора с целью поддержания необходимого уклона.

Высота уступа оказывает большое влияние на эффективность разработки грунта: с увеличением высоты уступа повышается интенсивность размыва, снижается удельный расход воды, возрастает объем смыва грунта с одной стоянки гидромонитора. Однако по условиям безопасности в соответствии с Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом высота уступа не должна превышать 30 м.

Рабочий угол откоса уступа высотой до 20 м из однородных необводненных грунтов при оползневом характере обрушения по поверхности скольжения, близкой к цилиндрической, составляет для грунтов: глинистых 60. 75°, суглинистых 55. 70°, песчаных 50. 60°.

По мере разработки заходки блоками гидромонитор периодически перемешают к
забою на расстояние, равное шагу передвижки.

Шаг передвижки гидромонитора, м,

Для улучшения качества гидромониторной струи стволу гидромонитора придают коническую форму и устанавливают внутри ствола успокоители специальной конструкции. При увеличении длины ствола качество струи улучшается. Существенное влияние на качество струи оказывает насадка гидромонитора. На открытых разработках наибольшее применение нашли насадки с углом конусности 13°.

Читайте также:  Наибольшую величину осмотического давления

Для определения числа рабочих гидромониторов необходимо знать характеристику пород, схему разработки и высоту уступа, по которым с помощью нормативов определяют напор и удельный расход воды q. Задаваясь диаметром насадки, узнают о водопроизводительности гидромонитора (табл. 5.1.6).

Источник

Давление воды в водопроводе: нормы, измерение и регулировка

Низкое давление в водопроводе, вызванное такой причиной, как слабый напор на входе, возникает по вине водоканала. Несвоевременный ремонт и засорение труб могут снизить давление при нормальной подаче, а ошибки при разводке труб внутри жилого помещения не обеспечат правильную раздачу воды. В зависимости от причины возникшей проблемы ее должны устранить сами жильцы, управляющая компания или муниципальные водосети.

Для чего нужно знать

Знание стандартов организации водоснабжения позволяет не только фиксировать отклонения от нормативных показателей, но и правильно планировать внутренние коммуникации. Использовать информацию о напоре можно в следующих целях:

  • контроль качества услуг водоснабжения, предоставляемых водоканалом и обслуживающей многоэтажное жилое здание компанией;
  • избежание порчи оборудования при сверхнормативном или слишком низком давлении в трубах;
  • расчет изменений системы для подключения приборов с высоким потреблением воды.

Проконтролировать напор позволяет манометр. Их размещают в месте перехода городских сетей и внутридомовых коммуникаций. Подключить устройство для самостоятельного измерения давления можно в месте перехода трубы на гибкую подводку или к шлангу душа.

Чем регламентируются

Порядок регулирования параметров водопроводных систем в малоэтажных и высотных многоквартирных домах относится к строительной сфере и описан в нормах и правилах, разработанных Госстроем СССР в 1985 г. и в дальнейшем дополненных. Краткое наименование документа – СНИП 2.04.01-85, он характеризует организацию внутреннего водопровода и канализации в жилых и административных постройках различной этажности.

В многоквартирном доме

Особенности организации подачи холодной и горячей воды в здания связаны с выбором правильных значений давления в месте подключения и устройством системы трубопроводов, чтобы обеспечить нормальный поток в верхней части дома и исключить избыточный напор в подвале и на первых этажах. Равномерное течение воды в трубах по всей высоте здания обеспечивается дополнительной регулировкой.

Схема водоснабжения в многоквартирном доме

Правильно рассчитать схему водоснабжения можно на основании следующих показателей:

  • высота этажа и их количество в здании: при отклонении высоты по перекрытиям от нормативных 4 м, расчет должен проводиться с учетом фактических параметров;
  • минимальное давление для сооружений подобного типа: для жилых домов – 1 атм., к производственным и складским помещениям применяются особые требования;
  • дополнительная информация о запланированном сверхнормативном потреблении, например, размещение бассейна на цокольном этаже.

В результате расчетов входного давления и его распределения по высоте получают требования к организации трубопроводов, их диаметрам и средствам регулировки для обеспечения нормативных значений входного потока.

В частном доме

Схема водоснабжения в частном доме

Оптимальное распределение давления в частном доме низкой этажности – более простая задача, чем проектирование трубопроводной системы в многоэтажке. Расчет делается при закладке фундамента. Если здание выше 20 м и водопровод планируется организовать по всей высоте, необходим расчет потребления по аналогии с проектированием многоэтажного дома.

Если помимо бытового потребления планируется строительство бани с бассейном или работа устройства автоматического орошения, следует учесть дополнительный расход воды на эти цели.

Точные цифры по нормативам СНиПа

Норматив для входящего потока установлен в диапазонах:

  • Для подачи горячей воды – 0,3÷4,5 атм.;
  • Для холодного водоснабжения – 0,3÷6 атм.

Максимальное значение может наблюдаться на нижних этажах и требует регулировки, чтобы не повредить подключенную санитарную и бытовую технику. Важным фактором помимо напора является температура. Слишком большой нагрев может вызвать повреждение и ранний износ трубопроводных систем.

При каких значениях нормально функционирует техника

Скорость подачи воды в водопроводной сети должна обеспечивать бесперебойное функционирование сантехники и потребляющей воду бытовой техники. Большинство устройств спроектированы для минимального расчетного давления 0,2 атм., однако для качественной работы требуется больший напор.

Читайте также:  Прецизионный датчик атмосферного давления

Бытовая техника требует следующих показателей:

  • для стиральных машин оптимальное давление – 2 бара, хотя они могут работать при более низких значениях за счет специальных клапанов;
  • работоспособность машин для мытья посуды обеспечивается при поступлении воды в систему с усилием не ниже 1,5 бара.

Специфические требования к водообеспечению можно найти в описании бытовой техники, производитель может установить повышенные нормативы для входящего потока. Минимальные требования к поступлению воды предъявляет классическая сантехника – для унитаза и смесителей в раковине достаточно 0,2 атмосферы.

Для полноценного потребления

Если напор воды в кране в норме, большинство бытовых сантехнических приборов будут функционировать нормально, даже если давление незначительно превышает нижнюю границу стандарта. При этом нормальную работу и долгий срок службы сложной техники можно обеспечить только при следующих значениях:

  • джакузи и гидромассажная ванна – от 2 бар;
  • система полива – 3,5 бара.

Понятие полноценного потребления предусматривает одновременное подключение всей сантехники и приборов.

Это возможно, если суммарный напор составляет 2 атм. и выше. Стабильная работа будет обеспечена при значениях от 4 бар.

Опасность излишне сильной подачи

Если давление превышает рабочее, в системе водоснабжения может появиться механическое напряжение на стыках труб и в местах подключения бытовой техники, в результате чего возможны разрывы и протечки. Защитить оборудование от негативного воздействия избыточного напора можно, установив регулирующие давление редукторы. Дополнительные меры требуются, если скорость потока в подводящей системе нестабильна, наблюдаются резкие скачки и падение давления.

Особенности автономных водопроводов

Автономная система не подсоединяется к магистралям водоканала, независимая добыча воды организована из подземных пластов через скважину. Давление при этом ниже, чем в водоканале, а при отсутствии нужного напора распределение потока на бытовые нужды и полив растений на участке может стать проблемой. Обеспечить равномерный поток воды можно, воспользовавшись рекомендациями:

  • учесть потребность в водных ресурсах из скважины для технических нужд, включая полив огорода;
  • установить насос, гарантирующий давление не менее 3-4 атм. в подающей трубе;
  • контролировать уровень напора, чтобы своевременно реагировать на его снижение.

Ответственность за эксплуатацию скважины, принадлежащей частному владельцу, возлагается на собственника.

Как узнать давление воды в квартире

2 основных метода определения силы потока в домашней сети самостоятельно:

  • При помощи манометра, подключенного к гибкому шлангу душа.
  • Оценив объем воды, вытекающей из полностью открытого крана в минуту или другой временной период.

Показания прибора должны соответствовать цифрам из СНиПа, при визуальной оценке емкость объемом 3 л должна наполняться меньше, чем за 7 секунд.

Как определить, кто виноват в слабой подаче

Причиной недостаточного напора воды в системе могут быть:

  • неисправность сантехники (засор в трубках смесителя, неполадки системы слива в унитазе);
  • налет в трубах, препятствующий нормальному потоку;
  • засорение фильтров;
  • неправильный подбор диаметров трубопроводов внутри помещения;
  • потери на магистрали, приводящие к снижению давления воды на вводе в жилое здание.

Проблемы, возникшие внутри помещения, должен решать собственник, вне зависимости от того, проживает он постоянно на этой жилплощади или нет. Если же поток в трубах на этаже ниже установленного государственными стандартами, устранение проблемы находится в зоне ответственности управляющей компании. За подачу по магистральным водопроводам отвечает водоканал.

В частном доме с централизованным водоснабжением граница ответственности между собственником и водоканалом проходит на входе в здание. Если забор воды производится из скважины, ответственность за недостаточное давление несет владелец.

Куда обращаться с проблемой неправильного давления

По закону владелец помещения, у которого возникли проблемы с напором воды, не связанные с разводкой труб внутри квартиры и подключением техники, должен направить жалобу на некачественное водоснабжение в управляющую компанию. Срок предоставления письменного ответа на поданное обращение – не более месяца (30 календарных дней).

Если отношения собственника с водоканалом оформлены напрямую, жалобу нужно направить в компанию, предоставляющую услуги водоснабжения. Права и обязанности сторон можно уточнить в заключенном договоре о водоотведении.

Источник

Adblock
detector