IV Breviar de calcul

Tema proiectului: Amenajarea unui sector de rau in vederea captarii unui debit de apa pentru a asiguranecesarul pt. alimentarea cu apa a unei zone, cat si a completarii stocului de apa din lacul de acumulare.

1.Date: Nrs 6 -numarul de ordine

Q 3 Nrs 0.3 0.15( ) m3

s1

Q 4.65m

3

s

va 0.45 m s1

-viteza de acces in gratar

2.Dimensionare gratar:

AnecQ

va Anec 10.333m

2 -aria necesara a gratarului

αgr 75Nrs

2

deg αgr 72 deg -unghiul facut de gratar cu orizontala

dg 10mm -diametrul barelor de gratar

lg 50mm -"lumina" gratar

Agr 2.795m2

-aria unui gratar de dimensiuni L*l=2.15*1.30 [mp]

Abrut

Anec

sin αgr

lg dg

lg

Abrut 13.038 m2

NpAbrut

Agr Np 4.665 Np 5 -nr efectiv de panouri

Aef Np Agr Aef 13.975 m2

-aria efectiva a gratarului

vef = 0.405...0.495 [m/s]

vefQ

Np Agr sin αgr lg

lg dg

0.42m

s -viteza efectiva de acces prin gratar. Numarul de

panouri trebuie ales astfel incat vef=va+/-10%

1

3.Calculul pierderilor de sarcina:

Coeficientii de pierdere de sarcina:

ξp 0.12 (prag) βgr 1.83 (bara gratar)

ξgr βgr

dg

lg

4

3

sin αgr ξgr 0.204

ln 50cm hn 15cm -dimensiunile nisei

ξn 0.027ln

hn ξn 0.09

βt 0.166 (pt. timpan) ξt 0.8βt

1 βt

2

ξt 0.032

BR 2.15 Np 0.4 Np 1( )[ ]m BR 12.35 m -latimea racordului

RR 8m -raza racordului (masurata in mijlocul racordului)

αR 70 Nrs( )deg αR 64 deg

4.Pierderile de sarcina:

hrR 2.23BR

RR

sin αR vef

2

2 g hrR 0.028 m -pierderea de sarcina pe racord

hrp ξp

vef2

2 g hrp 1.078 10

3 m -pierderea de sarcina la prag

hrgr ξgr

vef2

2 g hrgr 1.829 10

3 m -pierderea de sarcina la gratar

hrn ξn

vef2

2 g hrn 8.088 10

4 m -pierderea de sarcina la nisa

hrt ξt

vef2

2 g hrt 2.848 10

4 m -pierderea de sarcina la timpan

hr hrR hrp hrgr hrn hrt hr 0.032 m -pierderea de sarcina de la priza la deznisipator.

2

2.Dimensionare deznisipator:

Hu 1.7m -inaltimea utila a deznisipatorului.

vda 0.3m

s -viteza de acces in deznisipator.

AmedQ

vda15.5 m

2 -aria medie a sectiunii de intrare in deznisipator.

Bnec

Amed

Hu9.118 m -latimea necesara in sectiunea de intrare.

vitezele de depunere, functie de diametrul particulei: (wd)Bcam 2.5m 2.6m 3.5m

wd0.05

1.73

0.1

6.92

0.2

21.6

0.3

32.4

0.4

43.2

0.5

54

0.6

64.8

0.7

73.2

0.8

80.7

0.9

87.5

1

94.4

1.25

110

Nrcam 3

2.6 2.8 3 3.2 3.43

3.5

4

4.5

5

Bnec

Bcam

Bcam

Bcam 3m

vefdQ

Nrcam Bcam Hu0.304

m

s

wpa 22.68mm

s dpa 0.15 0.01 6( )mm 0.21 mm

Ld1 1.3 Huvefd

wpa 29.615 m

Ld1 30m -lungime deznisipator Grafic pt. alegerea nr. de camere

Metoda statistica pentru determinarea lungimii deznisipatorului:

p% 75% -procentul de deznisipare a partic. cu d.p=0.21mm

wpa

vefd0.075 din diagrama de la pag 21 rezulta:

Hu

Ld20.1 Ld2

Hu

0.117 m

a.Calculul volumului mort (Vmort):

Vtotal0.5m 0.7 m

2

Ld12

0.03

2 0.7m Ld1

Bcam 104.025 m3

Hu

Ld10.057

Vminus 2 BcamLd1 0.03 0.4 m

2

0.7m 0.4 m

2

1.92 m3

Vmort Vtotal Vminus 102.105 m3

-volum rezervat depunerilor pt. o camera

3

Calculul probabilitatii de depunere in deznisipator a particulelor de diferite dimensiuni din apa

0 1 2 3

01

2

3

4

5

6

-35·10 0 -45.691·10 0-35·10 1 -45.7·10 0

0.015 2 -31.7·10 0

0.035 7 -33.98·10 0

0.075 37 0.014 37

0.15 43 0.047 55

0.35 7 0.124 95

0 - diametrul particulei (mm)1 - procente probabile pediametre existente in apa2 - raport wi/vef

3 - procente probabile pediametre de particule retinute

p% 37 37 43 55 7 95 3 100( ) 0.01 46.99 -probabilitatea de depunere pe Ld1

b. Calculul timpului de umplere:

ρ 2.5N

m3

Qafl.solid ρQ

Nrcam 3.875

N

s -debit afluent solid pt. o camera

γal1 16kN

m3

p 46.99%

Qafl.solid.vol

Qafl.solid

γal12.422 10

4

m3

s -debit afluent solid volumetric pt. o camera

-debit solid volumic depus intr-o cameraQsolid.depus.vol p Qafl.solid.vol 1.138 10

4

m3

s

-timpul de umplere a volumului mortTu

Vmort

Qsolid.depus.vol10.384 day

c. Calculul timpului de spalare:

Qspalare 0.8Q

Nrcam 1.24

m3

s

dpa 0.21mm

k1 1.34 γal1 QspalareQspalare

2

g Bcam dpa

0.025

m

0.075

s

1

3.052 104

N

H0 2.85m adancimea apei in sectiunea de mijloc a deznisipatorului

k2 γal1

Bcam

2 k1 H00.3

m

2.3 0.574

4

t1 k21

2.3 Ld1

2.3

m2.3

s

1

10.392 min

k3

γal1

2Bcam

Ld12.3

k1 m

0.3 1 1.964 10

3

t210

3k3 H0

0.3 s m

0.3 79.674 min

Tspalare t1 t2 90.067 min -timpul total de spalare a unei camere

3. Stabilitatea la plutire a deznisipatorului

NNR 351.5m nivelul normal de retentie

cota radier Cr NNR 2.85 m 348.65 m

Ccor NNR 2m 353.5 m cota coronament

adancimea maxina in camera Hcam Ccor Cr 4.85 m

latimea inferioara a camerei bcam 2.2m

Bcam 3m latimea camerei

γb 24kN

m3

γw 10kN

m3

G1 2.26m2

1 m γb 54.24 kN greutatea stalpului marginal

G2 2.58 m2

1 m γb 61.92 kN greutatea stapului dintre camere

br 1.7m grosimea radierului

lungimea deznisipatorului lD 10.6m

NME NNR 1.3 m 352.8 m

l NME Cr 4.15 m

Hmax.apa l br 5.85 m inaltimea coloanei de apa pe stalpul dinspre versant

greutatea radierului Gr lD γb br 1 m 432.48 kN

greutatea totala a deznisipatorului Gtot 2G1 2G2 Gr 664.8 kN

presiunea apei la baza radieruluiph Hmax.apa γw 58.5

kN

m2

subpresiunea data de coloana de apa din versant S ph lD 1 m 620.1 kN

5

factorul de stabilitate la plutire Gtot

S1.072

γal 21kN

m3

γals 16kN

m3

ps 5kN

m2

hech

ps

γal0.002m 0.24 m

z1 Ccor NNR 2 m

z2 Hcam z1 br 4.55 m

φ 38deg

4. Presiunea activa a pamantului

-in stare uscata

p1.C γal z1 hech tan 45degφ

2

2

11.19kN

m2

-in stare submersata

p2.C p1.C γals z2 tan 45degφ

2

2

28.508kN

m2

.

5. Calculul armarii in sctiunea cea mai solicitata

Deznisipatorul se realizeaza din beton BH 250 , Rc=115 daN/cm2; armatura de rezistenta PC 52 , Ra=2900

daN/cm2; armatura de repartitie OB37. Momentul maxim la care se armeaza deznisipatorul este M=214.5 kN*m

a. Calculul armarii peretelui din spre versant :

daN 102kN

M 214.5kN m Rc 115daN

cm2

Ra 2900daN

cm2

b 100 cm h 40cm a 5cm ho 35cm

BM

b ho2

B 17.51

daN

cm2

Blim 0.42Rc Blim 48.3daN

cm2

B Blim nu este necesara armatura in zona comprimata

6

ξ 1 1 2B

Rc ξ 0.166

Aa ξRc

Ra b ho Aa 23.046 cm

2

Se aleg 10 Φ 18/ml Aa 25.45cm2

p%Aa

b ho100 p% 0.727

b.Calculul armarii radierului:

M 214.5 kN m

b 100 cm hra 170cm ar 7.5cm ho.r 162.5cm

BrM

b ho.r2

Br 0.812

daN

cm2

Blim 48.3daN

cm2

B Blim nu este necesara armarea in zona comprimata

ξr 1 1 2Br

Rc ξr 7.089 10

3

Aa.r ξr

Rc

Ra b ho.r Aa.r 4.568 cm

2

Din motive de simetrie a armaturii radierului si peretelui, se aleg 10 Φ 18 /ml

Aa 25.45 cm2

p%Aa

b ho.r100 p% 0.157

Aria armaturii de repartitie trebuie sa reprezinte ca sectiune minimum 10% din aria armaturii derezistenta si minimum 3 bare pe ml.

Arep 0.1 Aa Arep 2.545 cm2

Se aleg 4 Φ 10 / ml Arepartitie 3.14cm2

7