Шахтные многоступенчатые перепады

При движении жидкости по многоступенчатому перепаду скорость жидкости из-за турбулентного перемешивания и соударения потоков практически уже на 2-3 ступени стабилизируется и далее не увеличивается.

Водопропускная часть этих перепадов может иметь прямоугольную, круглую, кольцевую и сегментную форму поперечного сечения с различным расположением ступеней и расстоянием между ними Z (шаг ступеней). Водобойные колодцы в большинстве случаев не устанавливаются. На рис. показаны два типа перепадов круглой и прямоугольной водопропускной формы – с разным расположением ступеней.

На перепадах могут наблюдаться три вида движения. При безнапорном режиме глубина слоя жидкости на ступенях меньше шага (H < Z), при переходном глубина равна шагу (H = Z). Наконец, если увеличивать расход, то возникает напорное движение, при котором глубина потока также равна шагу ступеней, однако поток не аэрируется, как в предыдущем случае. Расчетный режим – начало переходного вида движения жидкости.

1. По схеме А:

Рассчитывается шаг ступеней Z и скорость на выходе со ступеней v:

• где q = Q/D_Ш (или q = Q/b) – удельный расход,
  здесь D_Ш – диаметр ствола шахты (для круглого сечения),
  b – ширина шахты (для прямоугольного сечения),
  K_I и K_J – коэффициенты, зависящие от относительного шага ступеней z/B или z/D_Ш (табулированы).

2. По схеме Б:

Рассчитывается шаг ступеней Z:

Рассчитывается ширина щели a между центральной ступенью и боковыми стенками:

Ширина продольной стенки B принимается не меньше 5 значений a.

3. Рассчитывается ширина b = Q/q.