0.13 Công trình lấy nước và tháo nước của trạm bơm  (Page 17/20)

Bể tháo kiểu xi phông

Tính đặc biệt của kết cấu xi phông là phần cuối đường ống đẩy ( trong mặt phẳng đứng ) có dạng khuỷu cong, khi bơm nước, khuỷu làm việc theo nguyên lý chân không vì vậy mới có tên gọi là xi phông ( xem Hình 12 - 22 ).

Bể tháo xi phông gần đây đã được sử dụng nhiều vì có những ưu điểm sau:

- Không có cửa van và trụ pin ngăn giữa các buồng như những loại khác, do đó giảm được chiều dài bể, nhất là đối với các trạm bơm lớn điều nầy càng có ý nghĩa;

- Làm việc tự động và bảo đảm an toàn;

- Tổn thất thủy lực tương đối nhỏ.

Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của loại này là thiết kế, thi công có nhiều phức tạp, đòi hỏi chất lượng thi công cao hơn. Đối với bể tháo có giao động mực nước lớn thì xi phông làm việc khó bảo đảm . Điều kiện làm việc của xi phông phụ thuộc vào độ chân không tĩnh lớn nhất trên mực nước bể nhỏ nhất không được quá 6 m và khi máy bơm làm việc không được rơi vào vùng làm việc không ổn định của máy bơm.

Bể tháo xi phông có thể dùng cho các trạm bơm : khi đường kính ống đẩy nhỏ hơn 1 mét nên làm xi phông bằng thép mặt cắt tròn ( hình a ), khi ống đẩy có đường kính lớn hơn 1 m nên dùng xi phông bằng bê tông cốt thép mặt cắt tròn hoặc đa giác ( hình  ).

Hình 12 - 22. Các sơ đồ bể tháo xi phông.

a, - xi phông tiết diện tròn và xi phông tiết diện chữ nhật: 1- ống đẩy; 2,5 - nhánh lên

và nhánh xuống; 3- nắp để đặt van phá chân không; 4- họng xi phông; 6- đoạn ra.

1. Tính toán thủy lực xác định kích thước bể tháo xi phông

Những chỉ dẫn về bố trí và kích thước bể tháo xi phông như sau:

- Mép trên miệng ra của ống xi phông phải đặt ngập dưới mực nước thấp nhất trong bể một đoạn tối thiểu a = ( 2 ... 3 ) $\frac{V_{\text{max}}^2}{\mathrm{2g}}$ và không nhỏ hơn 0,2 m, trong đó $V_{\text{max}}$ là vận tốc lớn nhất chảy ra miệng xi phông ( xem Hình c ở trên );

- Đỉnh dưới họng xi phông phải cao hơn mực nước lớn nhất một khoảng  = 0,2 ... 0,3 m. Khi trong bể có hiện tượng sóng lớn do gió thì có thể lấy lớn hơn;

- Tốc độ trung bình của dòng chảy qua họng xi phông làm bằng thép nhẵn hoặc bằng bê tông cốt thép nhẵn mặt phải lớn hơn trị số [ V ] =3,4 $\sqrt{R_h}$ , ( m/s ). Trong đó $R_h$ là bán kính thủy lực ở họng xi phông, ( m ).Nếu lấy V<[ V ] mực nước và độ chân không ở họng xi phông sẽ giảm và tổn thất thủy lực sẽ tăng. Đây là một điều kiện để tính toán xác định kích thước họng xi phông;

- Tốc độ lớn nhất của dòng chảy trong xi phông trong điều kiện bình thường nên lấy giới hạn 2,5 m/s, có chú ý đến tốc độ tính toán van phá chân không.

Khi làm đường ống cong ở đỉnh xi phông ( Hình a trên ) có ma sát nhỏ nhất khi lấy:

$\frac{r_2}{h}=\frac{r_1}{h}+\mathrm{0,6}$ . Với ống ghép gãy khúc ( Hình b trên ) gồm hai đoạn có góc 450 thì ma sát nhỏ nhất khi $\frac{r}{h}$ = 1,5 ( r là bán kính cong của đường tim đoạn ống cong, thường lấy bằng r = ( 1,5 ... 1,2 ).h. Ống xi phông bằng bê tông cốt thép khi chuyển từ ống đẩy tròn sang ống xi phông hình chữ nhật, tiết diện chữ nhật có tỷ số giữa chiều cao h và bề rộng b nhỏ hơn 1 ( b/h<1 ). Để dễ thi công đoạn chuyển tiếp này nên lấy b = D, h = 0,785D và đoạn dài chuyển tiếp từ hình tròn đường kính D sang chữ nhật nên lấy lớn hơn 1,5D.