雨水泵站之出水池溢流井
雨水泵站之出水池溢流井
在弄明白水解酸化池脈沖布水原理時,突然又回想起雨水泵站壓力出水池的問題,即:出水壓力蓋板必須密封,所受壓力由計算確定,出水壓力井需設置透氣筒,筒高和斷面根據(jù)計算確定。 出水壓力井的井壓,按水泵的流量和揚程計算確定,按我的理解就是ρgH×A,但是考慮瞬時的雍水高度,好像又不太對!
1)通俗理解:軸流泵和離心泵相反,前者開閥啟動,后者閉閥啟動,主要是因為前者軸功率隨著流量的增大而減小,流量為零時,軸功率最大,所以最好出水管上不裝設閥門,開閥啟動。突然啟泵時,水池及下游管道都充滿了水,水在出拍門時就像遇到了一堵墻,憋在那里,有點閉閥啟動的感覺,對于此時的軸流泵而言,流量小,出不去啊,導致泵軸功率急劇增大,出水池內(nèi)水壓也必定升高,向上的正壓。突然停泵時,原管網(wǎng)的水繼續(xù)向前慣性流動,如果管道前面部分是封閉的,就像之前說的,注射器的一頭對著緊貼手掌抽,松開拉手又回去了,回去之后的水錘效應很大,造成出水池水壓升高,先是出水池遭受負壓(進排氣閥破壞負壓),然后回水造成向上的正壓。
2)換個角度:以1.5m/s水流為例,當水泵突然啟閉時,所產(chǎn)生的壓力變化為46-184m水頭,即水泵出水側壓力突然變化這么多,能量要釋放(啟),或能量要回傳(閉),最終都是落在了出水池位置了,壓力泄不掉的話,頂板一不小心就可能被頂出去了。
3)還是壓力出水井?溢流也就那一瞬,過了那一刻,水流動起來,水力瞬變所造成的壅水高度就沒有那么高了。記得在SWMM中,怎么模擬壓力出水井,那就是把井深度設定為1000米高,它怎么也冒不出去(被困于管道),始終還是在管子里流向下游。首先出水池頂板肯定承壓,溢流井頂板肯定也承壓,這些都是水流向上的壓力,但是由于溢流口的存在,相當于一個泄壓口,在泄壓管管徑一定的情況下,可能泄壓出水流速會很大。
4)對比:敞開式出水池,露天的,其內(nèi)水位高度要考慮總水頭損失和慣性水頭引起的雍高,比如某泵站慣性雍高2m,管路總水頭損失0.6m,前者占比76%,是后者的3倍多,導致后果就是出水池整體做的很高,甚至比泵房的屋頂都高。為了把雍高的2m降下來,只有增大出水池的平面面積,即瞬時水流上流時的斷面面積,增加2倍,降低30%,增加4倍,降低50%。當然了,敞開式不需要設置溢流,本來都符合設計計算要求,也不會溢流,除非河道水位超設計重現(xiàn)期了,出水池內(nèi)水位升高,溢出去,流的哪里都是。如果按壓力出水池設計,局部凸起設置溢流井,用于排出壓力水池突然雍高時的水,溢流井高度只考慮管路水頭損失0.6m,在考慮一定的安全余量比如0.5m(感覺著定),下來也就1.1m,局部凸起不是整體拉高。當然了,對于后者而言,水泵正常運行時會不會還有水從溢流口溢出去呢,這就要看水泵揚程的計算了,如果揚程特別大,那也是會流出的,對于敞開式同樣(還沒見圖紙里關于敞開式設置溢流管的),這不過這里好一些,不會流的哪里都是。
5)一點疑問:如果是壓力池是封閉的,那么停泵時,會產(chǎn)生負壓,然后水倒流回傳正壓。但如果有排氣閥,把負壓環(huán)境破壞了,那么管道中的水流沿前進方向減速至零,隨后在河道淹沒水頭作用下,河水倒流回至出水池,當水流回去并撞到拍門所在的墻體上,瞬間又變成零速,此時會產(chǎn)生雍高。