Амангельдиев С.С., Серимбетов А.Е.

Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НАПОРНО-ВАКУУМНОГО УСТРОЙСТВА

Одним из путей решения по усовершенствованию технических средств для очистки смотровых колодцев является использование вакуумного очистителя. В КазНИИВХ проведены лабораторные исследования напорно-вакуумного устройства. Принципиальная схема стенда приведена на рисунке 1.

1-емкость; 2-ижектор; 3-бак; 4-всасывающий трубопровод; 5-вставной трубопровод; 6-манометр; 7-вакумметр; 8-кран.

Рисунок 1 – Экспериментальный стенд для испытания модели вакуумной установки

Схема лабораторной установки состоит из герметичной спаренной емкости 1, представляющей приемную камеру очистителя, струйного насоса (эжектора) 2 для всасывания воздуха из емкости, бака 3, имитирующий очищаемый колодец, всасывающего трубопровода 4 и вставок 5 труб, кранов-задвижек 8 и компрессора для подачи воздуха к эжектору (направление подачи воздуха показано стрелкой).

Основной рабочий орган очистителя (эжектор) для создания вакуума в емкости выполнен с прямоточным рабочим соплом 2 и снабжен бобышками 5, куда монтируются манометры для измерения избыточного давления и величины вакуума.

Испытуемый эжектор был выполнен в 3-х вариантах с общими длинами 490; 545 и 630 мм. Рабочие сопла выполнялись съемными.

Емкость с внутренним диаметром 500 мм и высотой, равной 1300 мм была выполнена из листовой стали и имеет два приемных отверстии для пульпы и заглушки для отвода осадков из емкости.

Принцип работы. При работе установки, воздух к напорно-вакуумному устройству (эжектору) подается с помощью компрессора по трубопроводу и гибкому шлангу. Рабочий воздух, выходящий из сопла в смесительную камеру эжектора 2 с большой скоростью, подсасывает и увлекает инжектируемый воздух из герметической емкости 1, а затем создает в ней разрежение-вакуум. Благодаря вакууму, образовавшемуся в герметичной емкости от действия эжектора происходит засасывания воды из бака через всасывающий 4 трубопровод.

Расход всасываемой воды или пульпы определялся объемным способом в трехкратной повторности. Для этого в бак, имитирующий колодец, вмонтировалась мерная рейка. В процессе работы, по мерным рейкам фиксировались начальный D_Н, конечный D_К уровни воды или гидросмеси в баке за время t_з.

Средний за время расход вычисляется по формуле:

, м³/ч или л/с

где: V_Н и V_К – начальные и конечные объемы гидросмеси в баке;

t - время работы, ч, л.

Разрежения (вакуум) на всасывающем патрубке, в герметичной емкости и у приемной камеры эжектора определялись вакууметрами.

Давления на выходе компрессора, у входа и после эжектора установливались образцовыми манометрами МО модели 1214 с классом точности 04. Изменение давления перед эжектором и разрежения в емкости осуществлялось с помощью задвижки, установленной перед эжектором.

Высота (глубина) всасывания менялась с помощью вставных труб.

Материалом загрузки для проведения опытов по определению производительности установки по грунту служили естественные песчаные наносы из заиленных смотровых колодцев Жамбылской области. Гранулометрический состав грунта представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Гранулометрический состав грунта, использованного при лабораторных исследованиях

Размеры частиц, мм	0,07....0,01 и менее	0,1...0,2	0,2..0,25	0,25..0,5	0,5....1,0	1,0....1,6	1,6...2,0
Процентные содержание по фракциям,	1,7	3,77	3,8	45,5	31,4	10,9	2,9

Содержание фракций наносов более 0,25 мм установливалось ситовым анализом, а менее 0,25 мм – методом пипетирования в почвенной лабораторий ТОО «КазНИИВХ».

Геометрические размеры испытуемых эжекторов изменялись в следующих пределах: общая длина l = 490, 545, 630 мм; расстояния от входного конца рабочего сопла до входной черты камеры смешения l = 61, 89, 140 мм, диаметр рабочего сопла d_Р.С. = 5; 7,5; 10 мм, диаметр камеры смешения d_К.С. = 20, 30 мм. Геометрический параметр (соотношения площади поперечного сечения камеры смешения к площади поперечного сечения сопла) m = 4,0; 7,11; 9,0; 16,0; глубина всасывания 1,0; 1,75; 2,5м

Результаты испытаний записывались в журнал лабораторных исследований. Продолжительность каждого опыта составляла в пределах 15-20 минут и выполнялась в 3-х кратной повторности.