Максимальное использование пространства: разработка сечения вертикального канала с учетом наименьшего

Максимальное использование пространства: разработка сечения вертикального канала с учетом наименьшего

Вентиляционные системы подразделяются на три типа – приточные, естественные и приточно-вытяжные. Как правило,выполняется параллельно с проектированием всех остальных коммуникаций. Если проект не был выполнен на стадии Pro, то в данном случае вытяжная труба при правильной организации позволит обеспечить эффективную вентиляцию.

Самым эффективным вариантом для частного дома является приточная или приточно-вытяжная модель вентиляции. Первый вариант актуален для домов с квадратурой до 300 м., но при большей площади следует обустраивать приточно-вытяжную систему.

Для того чтобы было ясно зачем вообще нужна вентиляция, мы рекомендуем ознакомиться со следующей таблицей:

Связанные вопросы и ответы:

Что такое сечение вертикального канала

Гидравлически наивыгоднейшее сечение канала при равных прочих условиях пропускает наибольший расход, или иначе: при одинаковых уклоне дна, расходе и шероховатости гидравлически наивыгоднейшее сечение канала имеет наименьшую площадь живого сечения.

Анализируя уравнения расхода жидкости для каналов

Q = где С = і 7^,

можно сделать вывод, что при одинаковых площадях, уклонах и шероховатостях больший расход пропустит канал, который имеет большее значение С. Но С возрастает с увеличением R, следовательно, канал с наибольшим гидравлическим радиусом при прочих равных условиях будет гидравлически наивыгоднейшим. Однако R зависит от х, так как R = ы/х: чем меньше х, тем больше R, а это означает, что гидравлически наивыгоднейшее сечение имеет наименьший смоченный периметр. Это очень хорошо согласуется с понятием о потерях напора: при движении жидкости в русле по контакту с твердыми стенками возникает сила трения, тормозящая движущийся поток, и для преодоления этой силы поток тратит часть своей энергии. Сила трения тем больше, чем больше площадь соприкосновения потока с твердыми стенками (или чем больше смоченный периметр х) при одинаковых длинах потока.

Таким образом, выбор геометрически наивыгоднейшего сечения канала сводится к определению того, какая из геометрических фигур при одинаковых площадях имеет наименьший периметр. Такой фигурой, как известно, является круг, а для открытого канала, имеющего свободную поверхность, — полукруг. Поэтому при выпол нении небольших каналов (лотков) из металла, железобетона им придают форму полукруга, эллипса, параболы или близкую к ним. Для каналов большого сечения трудно сделать выемку грунта, обеспечив полукруглое сечение, и, кроме того, такой канал в верхней части будет иметь почти вертикальные стенки, которые при нескальных грунтах окажутся неустойчивыми. Поэтому каналы полукруглого сечения почти не применяют, в естественных грунтах строят каналы трапецеидального сечения.

₌

Как разработка сечения вертикального канала с учетом наименьшего может помочь максимально использовать пространство

По условиям прохождения каналы могут быть полностью в выемке, в полувыемке, в полунасыпи, полностью в насыпи с подсыпным дном - подушкой или без подсыпки, когда отметки дна канала совпадают с отметкой поверхности земли (частный случай).

Границей между двумя характерными соседними участками будет поперечное сечение, удовлетворяющее одному из следующих условий:

а) средняя глубина выемки равна проектной глубине канала;

б) площадь сечения выемки канала равна площади сечения двух дамб с учетом снятия растительного слоя и уплотнения грунта в дамбах, т.е. резервы и кавальеры отсутствуют;

в) средняя глубина выемки с учетом снятия растительного слоя равна нулю или средняя высота дамбы равна проектной глубине канала;

г) резко меняются проектные размеры поперечного сечения канала, например, ширина по дну.

Для того, чтобы определить границы между участками канала в полувыемке и в полунасыпи, находят глубину Н_в, при которой площадь поперечного сечения выемки будет равна площади поперечного сечения двух дамб:

S_B= 2 * S_a,(1)

С учетом толщины снимаемого растительного слоя профильная площадь (м²) поперечного сечения выемки будет:

где Н_в- глубина выемки канала, м.

С учетом уплотнения грунта до заданной плотности и потерь грунта при транспортировке площадь поперечного сечения одной дамбы (м^-) определяется по формуле:

(3)

где Н_д- высота дамб канала, м; г_д- требуемая плотность грунтов в дамбах, т/м³(г_д=1,65/); г_е- плотность грунта в естественном состоянии, т/м³(г_е=1,58); К_п- коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировке (К_п= 1,01 …1,05).

Обозначим полную строительную глубину канала через (Н), тогда высота дамб (м) может быть выражена следующим образом:

Н_Д= Н-Н_В,(4)

Подставляя значения величин S_д(2) и (3) в исходное уравнение (1) с использованием (4) и решая его относительно Н_в, находим искомую глубину выемки канала, а затем и высоту дамб канала.

1,0425=0

3,53 - 15,66 + 46,05= 0

Дискриминант:

D = b²- a*c = -15,66²- 3,53 *46,05= 82,72

H_В1 = (-b+ vD) = (15,66+ v 82,72) = 7 a 3,53

H_В2 = (-b- vD) = (15,66-i*v 82, 72) =1,86 a 3,53

H_В1 = 1,86 м

Н_Д= 4-1,86=2,14 м

При глубине выемки более найденного значения Н_визбытки грунта следует укладывать в кавальеры, примыкающие к дамбам, или транспортировать его на соседние участки канала, проходящие в полу насыпи или в насыпи. При меньшей глубине выемки потребуется закладка резервов, если нет возможности привозить грунт с участков канала, проходящих в полувыемке и в выемке.

Какие факторы необходимо учитывать при разработке сечения вертикального канала с учетом наименьшего

Сохранность и эффективность работы каналов осушительной сети во многом зависит от соблюдения норм проектирования. В первую очередь это относится к таким параметрам, как глубина канала, коэффициенты откосов и уклоны дна.

Глубина осушительной сети устанавливается в зависимости от почвенно-грунтовых условий с учетом влияния осушения на рост леса.

Согласно строительным нормам и правилам (СНиП) - глубина осушительных каналов равна 1м после осадки торфа.

Если мощность торфа меньше глубины канала, то указанные величины пропорционально уменьшаются. Минеральные грунты не оседают. Глубина проводящих каналов должна быть больше глубины осушителей, чтобы вода из осушителей не заливала собиратели.

Для гидравлически не рассчитываемых каналов глубина собирателей должна быть на 10-15 см. больше, чем осушителей.

При водосборной площади более 500 га увеличение глубины собирателя определяется гидрологическими и гидравлическими расчетами.

5.1 Определение глубины каналов

Вслед за сбросом запасов воды, поверхность торфяников оседает - это происходит вследствие понижения уровня грунтовых вод, верхние слои становятся более плотные, значительно уменьшается их объём, они увеличивают давление на нижние слои.

Положительные стороны осадки торфа:

• 1) Повышение концентрации питательных элементов в объеме почвы;
• 2) Корни растений достигают более плодородных нижележащих слоёв торфа;

Отрицательная сторона - происходит уменьшение глубины канала, но этот момент легко учесть.

Принятая в нашей стране схема осушения лесных земель предполагает глубину осушителей после осадки торфа около одного метра. Для компенсации осадки торфа, проектную глубину каналов надо увеличить: в плотных торфах - на 10-15% , в торфах средней плотности - на 15-20%, в торфах средней рыхлости - на 20-25%, в рыхлых торфах - на 25-40%. Если мощность торфа меньше глубины канала, тогда надо рассчитать осадку органического грунта и прибавить к этой величине один метр.

При впадении одного канала в другой в младшем канале не должно быть подпора воды. Для этого старший канал должен быть глубже, чем младший, на величину меженного горизонта воды в первом. Для гидравлически рассчитываемых каналов глубина бытового наполнения определяется расчетом. Для гидравлически не рассчитываемых каналов глубина собирателей принимается на 5-10 см больше глубины осушителей, а глубина магистральных каналов на 10-25 см больше глубины собирателей.

Нагорные каналы проектируются не глубже 1.3 м, в целях исключения отрицательного влияния на водный режим окружающих суходолов.

Глубина ловчих каналов зависит от положения водоупора. Их следует закладывать там, где грунтовые воды подходят ближе к поверхности земли. В природоохранных целях глубину ловчих каналов проектируют не более 2.0 м.

На данном объекте осушения торф - плотный, поэтому для компенсации осадки торфа, проектную глубину каналов надо увеличить на 10-15 %, => проектная глубина осушителя с учётом усадки торфа равна 1,12 м., а собирателя 1,22 м (глубже на 5 %, чем осушитель).

5.2 Определение коэффициентов откоса

В целях обеспечения устойчивости боковых стенок каналов откосы делают наклонными. Крутизна откосов выражается коэффициентом - m , который равен отношению горизонтальной проекции откоса к глубине канала:

m=l/Т ,

где m - коэффициент откоса;

l - горизонтальная проекция откоса;

T - глубина канала.

Крутизну откосов проектируют в зависимости от вида грунта, категории и глубины каналов.

Таблица 3

Коэффициенты откосов каналов.

Какие преимущества имеет разработка сечения вертикального канала с учетом наименьшего

Устье ствола сооружается в подготовительный период (рис. 2.6). После устройства устья и технологического отхода высотой не более 50 м, предназначенного для размещения забойного горнопроходческо­го оборудования, приступают к монтажу проходческого оборудования и проходке протяженной части ствола.

В практике сооружения вертикальных стволов используются три основных способа проходки: последовательный, параллельный, со­вмещенный.

Сущность основных способов проходки поясняется рис. 2.7.

Недостаток последовательного способа - невысокая скорость проходки. Недостаток параллельного способа - сложность примене­ния в неустойчивых породах. В настоящее время большинство стволов проходятся по совмещенному методу, однако этот способ требует вы­полнения специальных мероприятий по обеспечению качества моно­литной бетонной крепи (из-за малого времени для набора «разопалубочной прочности»). Схема расположения проходческого оборудова­ния в стволе при совмещенном способе проходки показана на рис. 2.8.

Проходка устья и технологического отхода производятся после­довательным или совмещенным способом.

При проходке протяженной части ствола в местах его сопряже­ния с проектируемыми горизонтальными выработками устраиваются «рассечки», или в крепи оставляются «окна». После завершения про­ходки на заданную глубину, включая зумпфовой участок, производит­ся армирование ствола - установка расстрелов, проводников, устрой­ство лестничных отделений, прокладка трубопроводов и кабелей.

Какие проблемы могут возникнуть при разработке сечения вертикального канала без учета наименьшего

Для обеспечения условий командования и самотечного распре­деления воды каналы должны трассироваться по наиболее высоким отметкам местности (рис. 67).

Наименьшая стоимость работ по строительству канала получа­ется в том случае, когда на трассе его имеется однообразное паде­ние местности с уклоном, обеспечивающим получение в канале ско­рости, близкой к допускаемой скорости на размыв. При малых ук­лонах увеличивается поперечное сечение каналов и усложняется производство работ, а при больших уклонах приходится устраивать на каналах перепады или быстротоки.

Желательно, чтобы сетка каналов была близка к прямоуголь­ной, так как участки с острыми углами неудобны для обработки. В наибольшей степени это требование относится к внутрихозяйст­венным каналам.

При разбивке сети следует стремиться к тому, чтобы общая длина каналов была наименьшей? так как в противном случае уве­личивается стоимость строительства и эксплуатации и к тому же уменьшается к. п. д. оросительной системы. Старшие оросительные каналы поэтому рекомендуется трассировать так, чтобы обеспечи­валось двустороннее их командование. На каналах должно быть ми­нимальным число таких сооружений, как дюкеры, акведуки, ливне­спуски, мосты, трубы и др. Но нужно учитывать, что каналы явля­ются реальными границами земельных участков, поэтому трассы их должны совпадать с границами хозяйств, севооборотных, бригад­ных и других участков.

Необходимо, чтобы каждое хозяйство (колхоз, совхоз) получало воду из межхозяйственных распределителей не более чем в одной- двух точках отвода (точках водовыдела). Чем меньше таких точек, тем лучше может быть организован контроль за подачей воды и за использованием ее в хозяйствах. В пределах хозяйств на каждый севооборотный участок, в поселок и на другие участки вода должна подаваться по самостоятельным внутрихозяйственным распредели­телям. При трассировке каналов необходимо также предусматри­вать возможность подачи воды по каналам для водоснабжения на­селенных пунктов, промышленных предприятий и др.

Выборы трассы магистрального канала. Задача магистрально­го канала — транспортирование воды от источника орошениядоорошаемых земель, вывод воды на командные отметки и распреде­ление ее между межхозяйственными распределителями. Кромето­го, он может служить для целей транспорта, водоснабжения, энер­гетики.

Магистральный канал (МК) принято делить на две части — хо­лостую и рабочую. Холостой частью МК называется участок кана­ла от головных сооружений до выпуска воды в первый самотечный распределитель. Холостая часть только транспортирует воду. В не­которых случаях вода из холостой части забирается для орошения высокорасположенных земель.

Очень часто на холостой части устраивают отстойники. Холостая часть МКГ в основном проходит в непосредственной близости от ре­ки, почти параллельно ей, и граничит с высоким коренным берегом, по которому постепенно выходит в степь. Коренной берег часто име­ет неправильное очертание в плане, изрезан оврагами, ручьями, реками, имеет выносы пород и др. Это удлиняет трассу канала и усложняет ее. Поэтому нередко на отдельных участках устраивают туннели, лотки, дюкеры, подпорные стенки и др. При бесплотинном водозаборе существует опасность затопления и подтопления кана­ла при паводках.

Начиная с пункта, где канал приобретает возможность самотеч­ного командования, он получает название рабочего. Рабочая часть МК распределяет воду между отходящими от него распределите­лями. Проходит она по водоразделам и наивысшим точкам, чтобы обеспечить подачу воды в любой пункт системы. Большое значение имеет выбор уклона МК. Чем больше уклон, тем длиннее холостая часть МК, но меньше размеры канала. При заданной верхней грани­це орошаемых земель с увеличением уклона магистрального канала может увеличиваться площадь зоны машинного орошения и умень­шаться площадь самотечного орошения, в связи с этим могут воз­расти не только затраты на строительство машинной зоны, но и эксплуатационные затраты по системе в целом. Вопрос о выборе оптимального уклона решается путем технико-экономического сравнения различных вариантов. В случае плотинного водозабора длина холостой части уменьшается. При заборе воды из водохра­нилищ для орошения нижерасположенных земель холостая часть МК может отсутствовать, как и в случа,е применения для водозабо­ра и подачи воды в сеть насосных станций.