21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Глубина на входе в гофрированную трубу

09.03.2017

В нормативных Рекомендациях по проектированию МГТ в качестве расчетного режима для труб на постоянно действующих автодорогах принимается безнапорный режим. При этом должны соблюдаться определенные требования к потоку в гофрированной трубе. Между поверхностью потока в трубе диаметром до 3,0 м и шелыгой её свода должен сохраняться зазор не менее 1/4 отверстия трубы в свету, а в трубах диаметром более 3,0 м - не менее 0,75 м. Кроме того, ограничивается заполнение входного и выходного сечений МГТ при пропуске как расчетного, так и наибольшего расходов в безнапорном режиме, которое не должно превышать 0,75 и 0,9 от высоты МГТ соответственно.
Такие ограничения объясняются желанием сохранить безнапорный режим работы МГТ и в том случае, если поступающий к сооружению расход превысит расчетный. При работе МГТ с затопленным входным оголовком в полунапорном или напорном режимах, как считают составители рекомендаций, в трубе может сформироваться неблагоприятный переходный гидравлический режим. Как показали проведенные в МАДИ гидравлические исследования, такие опасения не подтверждаются. Тем не менее, существующие ограничения по заполнению МГТ на входе сохраняются. Поэтому при проведении экспериментальных гидравлических исследований вышеописанных моделей МГТ с гладким лотком по дну и СМГТ изучались глубины на входе в трубу.
Для каждой из исследованных моделей МГТ с гладким лотком по дну и СМГТ с различными типами входного оголовка строились графики изменения относительной глубины на входе hвх/dp от параметра расхода ?. Анализ графиков показал, что величина hвх/dp увеличивается с увеличением значений ? на всех исследованных моделях. Изменение длины МГТ в исследованном диапазоне относительных длин lТ/dp = 22...28 не оказывает влияния на относительную глубину потока на входе в трубу, поскольку все исследованные модели работали при безнапорном режиме по типу «коротких». Небольшое влияние на значения hвх/dр оказывает величина уклона трубы iT. С увеличением iT значение hвх/dр немного уменьшается, что объясняется изменением условий входа в трубу.
Экспериментальные точки всех исследованных моделей МГТ с гладким лотком по дну с безоголовочным входом со срезом, перпендикулярным оси трубы, при параметрах расхода ? ? 0,1 описываются линейной зависимостью

Для моделей с уклонами трубы iT = 0,01; 0,031; 0,05 и 0,096 коэффициенты K1 и K2 соответственно равны: K1 = 0,24; 0,23; 0,23; 0,22; K2 = 1,65; 1,64; 1,62; 1,6. Влияние уклона трубы на коэффициенты K1 и K2 с достаточной точностью можно рассчитать по следующими зависимостям:

Как отмечалось выше, согласно существующим рекомендациям, вне зависимости от уклона расчетный и наибольший расходы пропускаются гофрированной трубой без входного оголовка со срезом, перпендикулярным оси трубы, при наполнениях на входе hвх/dр = 0,75 и 0,9, которым соответствуют параметры расхода ? = 0,265 и 0,347. Расчет по зависимостям (3.21), (3.22) и (3.23) для исследованных в МАДИ уклонов гофрированной трубы без входного оголовка с гладким лотком по дну с iT = 0,01; 0,031; 0,05 и 0,096, при hвх/dp = 0,75 дает соответственно значения ? = 0,309; 0,314; 0,32 и 0,344, а при hвх/dp = 0,9 - ? = 0,4; 0,405; 0,412 и 0,425.
При всех уклонах МГТ с гладким лотком по дну заполнениям на входе hвх/dp = 0,75 и 0,9 соответствуют заметно большие параметры расхода ?, чем рекомендуются по действующим нормам. Минимальное увеличение величины ? наблюдается при минимальном уклоне трубы iT = 0,01 и составляет 16,6% при hвх/dp = 0,75 и 15,3% при hвх/dp = 0,9. При больших уклонах трубы значение 0 увеличивается более существенно. Так, при максимальном рекомендуемом уклоне гофрированной трубы iT = 0,05 увеличение составляет 20,8 и 18,7% соответственно.
Относительные глубины на входе у исследованной модели СМГТ при уклонах iT = 0,03 и 0,05 с оголовками раструбным, портальным и безоголовочным входом, со срезом, перпендикулярным оси трубы, описываются расчетной зависимостью (3.21).
У безоголовочной СМГТ относительную глубину на входе можно определить по следующим зависимостям:

Как можно видеть, с увеличением уклона глубина на входе немного уменьшается, но совсем незначительно. Относительной глубине на входе hвх/dp = 0,75 по уравнениям (3.24) и (3.25) соответствуют параметры расхода ? = 0,283 и 0,288. Расхождение небольшое и составляет - 1,74%.
Выполненный расчет при hвх/dp = 0,9 по уравнениям (3.24) и (3.25) дает значения параметров ? = 0,364 и 0,37 соответственно. Расхождение здесь чуть меньше и составляет 1,62%.
Без большой погрешности в исследованном диапазоне уклонов iT = 0,03...0,05 относительную глубину на входе СМГТ с безоголовочным входом можно рассчитать по зависимости (3.24). Относительную глубину на входе СМГТ с портальным входным оголовком можно рассчитать по зависимостям:

Относительной глубине на входе hвх/dp = 0,75 по уравнениям (3.26) и (3.27) соответствуют параметры расхода ? = 0,294 и 0,286, а относительной глубине hвх/dр = 0,9 - ? = 0,378 и 0,371 соответственно. Как видим, расхождение небольшое и при hвх/dр = 0,75 составляет 2,72%, при hвх/dp = 0,9 - 1,85%.
При уклоне трубы iT = 0,03 глубина на входе при портальном оголовке немного меньше, чем при безоголовочном входе, а при iT = 0,05 значения глубин близки. Без большой погрешности в исследованном диапазоне уклонов iT = 0,03...0,05 относительную глубину на входе СМГТ с портальным входным оголовком можно рассчитать по зависимости (3.27).
При раструбном входном оголовке относительную глубину на входе можно рассчитать по зависимостям:

Из анализа уравнений (3.28) и (3.29) следует, что относительной глубине на входе hвх/dp = 0,75 соответствуют параметры расхода ? = 0,35 и 0,34, а относительной глубине hвх/dр = 0,9 - ? = 0,455 и 0,449 соответственно. Расхождение небольшое и при hвх/dр = 0,75 составляет 2,86%, при hвх/dp = 0,9...1,32%. Без большой погрешности в исследованном диапазоне уклонов iT = 0,03...0,05 относительную глубину на входе в СМГТ с раструбным входным оголовком можно рассчитать по зависимости (3.29).
Сопоставление глубин на входе в СМГТ с исследованными типами входного оголовка показывает, что при раструбном входном оголовке они минимальные, а у безоголовочного входа и портального оголовка их значения близки. Таким образом, относительной глубине на входе hвх/dp = 0,75 для исследованной модели спиральновитой металлической гофрированной трубы при уклонах iT = 0,03...0,05 с разными типами оформления входного участка (раструбный, портальный и безоголовочный вход со срезом, перпендикулярным оси трубы) соответствуют следующие параметры расхода: ? = 0,34; 0,29 и 0,28.
По рекомендации ЦНИИС относительной глубине на входе hвх/dp = 0,75 МГТ с iT = 0,03...0,05 с раструбным входным оголовком и безоголовочным входом со срезом, перпендикулярным оси трубы, соответствуют параметры расхода ? = 0,31 и 0,265. Это свидетельствует о том, что глубины на входе исследованной модели спиральновитой гофрированной трубы меньше, чем у гофрированной трубы с нормальным гофром.
По этим же рекомендациям относительной глубине на входе hвх/dp = 0,75 для гладкой трубы с раструбным входным оголовком и безоголовочным входом соответствуют параметры расхода ? = 0,305; 0,275. Для исследованной же в МАДИ МГТ с гладким лотком по дну с безоголовочным входом при iT = 0,03...0,05 относительной глубине на входе hвх/dp = 0,75 соответствует параметр ? = 0,314...0,32.
В табл. 3.6 приводятся параметры расхода ? для круглых труб различного вида, при которых у них на входе формируются расчетные заполнения hвх/dp = 0,75 и 0,9 при работе в безнапорном режиме.

Анализ приведенных в табл. 3.6 данных свидетельствует о том, что для одинаковых типов входного оголовка минимальные наполнения наблюдаются на входе в МГТ с гладким лотком по дну. У безоголовочной гладкостенной трубы, а также трубы, выполненной из гофрированного металла с нормальной и спиральной формами гофра, значения глубин на входе близки.
При раструбном входном оголовке наименьшая глубина на входе наблюдается у спиральновитой гофрированной трубы, а у МГТ и гладкой трубы они примерно одинаковые.
При портальном входном оголовке гладкая труба и гофрированная труба со спиральным гофром имеют близкие значения глубин на входе.
У металлической гофрированной трубы со спиральной формой гофра максимальная глубина наблюдается на входе в трубу при безоголовочном оформлении входного сечения, несколько меньше - при устройстве портального входного оголовка, а наименьшая глубина зафиксирована у раструбного входного оголовка.