污水源熱泵系統污水干渠橫向取水研究

584.哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)第21卷可以看出污水泵運行流量是確定的，且不受其，他因素影響,即它與干渠正常流量Qn,取水管自流Q2_3/量Q,無(wú)關(guān).相反,中間段的分(回)流量Q,,自流量Q;應當由為污水泵流量Q,所決定.因此污水泵的運行流量Q,才是整個(gè)系統的控制流量.系統設計Qa時(shí)通常讓污水泵的額定流量等于設計取水量,在運行時(shí)也可以進(jìn)行定流量質(zhì)調節.于是有:Qp= Qd.(2)1-污水干渠;2- -取水口;3- -排水口;1.3 取水管自流量t4- -污水泵;5- -除污及換熱設備由于污水泵自身一般不具有自吸能力或是很圖1污水取排 系統示意圖弱,因此設計時(shí)應該保證污水泵的吸水管能完全靠問(wèn)題的特殊性決定了它的復雜性和價(jià)值.如何重力自流來(lái)滿(mǎn)足流量要求,即必須有Qmx≥Qp.如確定取水管道的最小自流高差、取排水口的最大與圖3所示,由于是從污水干渠側面取水,不受干渠最小距離、污水干渠的最大取水量等是本文要重點(diǎn)水流動(dòng)壓影響,可以只考慮靜壓作用.取0-0、1-討論的問(wèn)題.1斷面列伯諾里( Bernoulli)方程?有:1各種流量的影響因素01.1污水 設計取水量t51決定污水設計取水量大小的因素主要有:D/lm|供熱量Qn與換熱溫差Ot:|hQn=oC(1)污水流動(dòng)最小管徑與最小流速.為了防止管道圖3取水管自流段阻力示意圖嚴重堵塞,必然存在最小管徑與最小流速的概念,πumio dm于是:Qn=4h.+hm-h,=(51+ζ2+53λ分+a)興品出于系統運行時(shí)的水力穩定性與可調節性考慮,也應該保證設計流量不小于某以下限流量h.+hm-h,=(2ζ:+λ D+a)2(-DQa.式中:a為動(dòng)能修正系數; ζ;為各局部阻力系數;hz污水設計取水量應當取三者中的最大值.對供為取水口處水深;hm為取水管自流高差;hb為水熱(冷)量較大的冷熱源系統,-般取Qa = Qa即可泵前靜壓水頭.令取水管阻抗:滿(mǎn)足所有要求.8(2ζ;+λ n+a)1.2 污水泵運行流量t(3;污水泵的運行流量Qp由污水泵自身的性能元2 D和管路特性共同決定6] .如圖2所示.容易看出阻抗是-個(gè)確定的常數,因此有:/h, +hm- h,Qy=(4)1.4 取水管最小 自流高差Hg=Sg Q2Hp由式(4)容易知道當泵前靜壓水頭h, =0時(shí),自流量Q;達到最大值:Qma/h, +hm(5)當污水泵的運行流量Q, < Qma時(shí),將會(huì )有泵QrQ~前靜壓水頭h;>0,從而使得自流作用壓頭圖2污水泵運行流最 的確定586哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)第21卷Q,)=0,即: gh3b2 - aQ, =0,最后得到: .dz +dh+dg)+ dhj=0.兩邊以dl除以上式得:' aQ2= h..( 12)，dhy_式( 12)恰好也是矩形渠道在Q,流量下的臨界水深,這說(shuō)明:aQr. dh因為出=o最器g)=-ghop.n,只有當取水口處的水深達到某一流量下的臨d))2界水深時(shí),回流量才達到最大值.(9)A2C2 R^最后得到:h=」=-io-1(10)daQ,u+du1-gh'bh+dh這就是逆坡流動(dòng)的曲面微分方程.若知道回流流量Q,,就可以計算得到水面曲線(xiàn),進(jìn)而得到取水口處的水深h,.z+dzaQ20-令f(h,Q,)=- .gh'B2 1- MQ;圖5非均勻漸變流微元- io-J - ig- NQ,中間段的回流均為緩流,該情況下不可能出現其中M=_;>0,N=> 0.將矩形斷面面急流回流.因此水面曲線(xiàn)必為A2型水面曲線(xiàn),如gh3 bA2C2 R積、謝才系數水力半徑的公式代人其中,最后得圖6中實(shí)線(xiàn)所示.到:htb3(gh3b2 -aQ;)f(h,Q,)=g[ -io(hb)號-n2 Q;(2h+ b)青]h min= =2hs/3hJm< <-hn-hx-Lio直接積分可得:"f(h,Q, )dh =|” gdl.令: F(h,,Q}) =|. ^f(h,Q,) dh囹6最大取水量 時(shí)的最小水深于是:F(h,Q})=L可以看出,Q,與h,互為單值隱函數.由2.4污水 干渠最大取水量在圖6中對1- 1、2- 2斷面伯諾里( Bemoulli)aF，aF. dQ,h,+aQ,ah, =0.方程有:aaukau7hz+ Lio+2+hy=hn+2g.得到:dQ,dh,~ aFaQ1(1 _ 1)JnL=ha-h.-Lio-2go(n京- f(h, Q, )dh可得中間段平均水力坡度" af(h,Q)ahJm Jm,故可設取水口- f(h,Q,)fh af(h,Q,).(11)處的水力坡度為J =hn- h,- Li而進(jìn)行流量計草.因為= a(h.Q,) = 2(Mio +N)0.*> 0,所以(io+ NQ?)Q,=-.AR5v RJ=戶(hù)af(h,Q2ldh >0.若要0- =0,則必有-f(h，1. (h,b)號aQr安dh(4.-4)產(chǎn)(13)n (2h, + b)言L(fǎng)第5期史金海，等:干冰冷噴射清洗技術(shù)及其應用591路清洗而給，用電企業(yè)帶來(lái)的停電損失.域,如飛機制造業(yè)的除漆、核廢料的清除、電子通信6)核有害物的設備清洗與維護設備及印刷行業(yè)等等.通過(guò)采用機器人或機械手還對于國內所有核電站、核原料生產(chǎn)基地以及有可以實(shí)現人員無(wú)法完成的任務(wù),如具有毒性、腐蝕核物質(zhì)存在的核發(fā)射基地、研究基地、儲存基地等性及放射性等環(huán)境.總之,推廣和使用千冰冷噴射設備的清洗與保護,干式清洗是非常有效的方法.清洗技術(shù),附和當今世界的可持續發(fā)展戰略,對于同時(shí),可把有害廢物的還原和處理看成一種分類(lèi)，保護環(huán)境、維護生態(tài)、推行綠色生產(chǎn)具有深遠的歷因為CO2凈化時(shí)(當它被用來(lái)清洗那些被分類(lèi)為史意義.處理物的有害材料時(shí)) ,材料的體積(及有關(guān)處理的參考文獻:成本)并不象使用砂子、化學(xué)方法時(shí)那樣增加.這一點(diǎn)對于去除核污染是特別重要的,因為用水或砂子[1] 王發(fā)民,趙烈,卞蔭貴,等.具有后擋板的噴流流場(chǎng)的數值研究[J].空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報, 1995, 13(1):34- 39.清洗放射性材料時(shí),水或砂子同時(shí)也被污染.因此，[2]蔡增基, 龍天渝.流體力學(xué)泵與風(fēng)機(第4版) [M].北京:中需花費大量資金去處理-二次被污染的水或砂子.用國建筑工業(yè)出版社, 1999.Co清洗替代有害的化學(xué)凈化劑時(shí),便不需要清洗[3] AOKI H. Science and Medical Applications of Hydraxyatite[C].后處理這種化學(xué)藥劑的時(shí)間和資金.去除污染物通Tokyo: TJAAS, 1991.常在一個(gè)封閉的容器內進(jìn)行.[4]凌志.中國帶 電清洗領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步及市場(chǎng)現狀[J].洗凈技術(shù),2003(1):48 -53.5結語(yǔ)干冰冷噴射清洗技術(shù)還可廣泛應用于其他領(lǐng)(_上接587頁(yè))社,2002.[3] 嚴煦世,范瑾初.給水工程(第4版)[ M].北京:中國建筑工業(yè)[7]張維佳,潘大林.工程流體力學(xué)[M]哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,2001.4]姜乃昌 .水泵及水泵站(第4版)[ M].北京:中國建筑工業(yè)出[8]章梓雄,董增南.黏性流體力學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,版社,2001.1998 .5] 王興奎,張 仁,陳稚聰.寬淺明渠橫向取水的試驗研究[J].[9] 水環(huán)境監測規范[S]. SL 219- 98:8.1.1998.水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展, 1995, 10(4):361 - 370.[10]孫慧修排水工程(第4版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版6] 付祥釗,王岳人.流體輸配管網(wǎng)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.