При устройстве резервуаров для очистки загрязненных жидких веществ (промышленных, животноводческих и т.п.), предлагается применять оболочечные элементы с сорбентом. Этот метод требует проведения комплексных исследований, как теоретических так и экспериментальных[1].

Вариативность подбора методов расчётного обоснования параметров к конкретной инженерной задачи, провести выбор позволит ускорить подбор конструкции.

Рассмотрим вариант расчета оболочек с различными параметрами: диаметр, плотность заполнителя, вес, объем, заданной высотой и углом наклона.

Определим длину откоса резервуара: высота H=2 м, угол откоса α=45°. Расчетная схема представлена на рис.1

Исходные данные для расчётов представлены в Табл.1

 

Таблица 1  

 

Исходные данные.

Данные	Формула расчета	Расчет м3;м	Примечание
Оболочка R1	Объём оболочки: V=4/3 π R3	V1=0,0042	R1=0,1 м
Оболочка R2		V2= 0,113	R2=0,3 м
Оболочка R3		V3= 0,534	R3=0,5 м
Оболочка R1	Периметр оболочки: L=2 π R	L1=0,62
Оболочка R2		L2=1,88
Оболочка R3		L3=3,14

Определим количество оболочек для откоса Табл.2 

Таблица 2 Количество оболочек.

Данные Формула расчета Расчет Примечание Оболочка R1   nоб= Lот/2 R nоб1=15 Округляем     количество оболочек в большую сторону Оболочка R2 nоб2=5 Оболочка R3 nоб3=3

   

В качестве сорбентов оболочек используем 3 различных материала[2]. Основные свойства представлены в табл. 3

Таблица 3  

Используемые сорбенты.

Наименование	Плотность, γ= Т/м3	Примечание
Песочный сорбент	1,2
Сорбент угольный	0,5	Угольный сорбент МИУ-С
Сорбент торфяной	0,15	Сорбент «Ньюсобр»

Определим вес каждой оболочки, табл. 4 

Таблица 4 Вес оболочек.

Данные Формула расчета Расчет, кг Оболочка R1   P= γ* V P1=5 Оболочка R2 P2=22 Оболочка R3 P3=80

Коэфициентом устойчивости Ку, находим по следующей зависимости:

Ку= Fуд/ Fсд ;

при Ку>1 – конструкция устойчивая.

Для проверки конструкции на устойчивость вычесляем удерживающую силу Fуд и сдвигающую силу Fсд (Рисунок 2)

Сдвигающей силой Fсд  является составляющие сил действия жидкости на оболочку и её вес .

Удерживающей силой будет сила трения на границе оболочка-поверхность.

Fуд =kтр( Pcosα0+Pвcosα0+Pп- Pгcosα0) Fсд =Psinα0+Pвcosα0+ Pгcosα0 ;

где Р – вес конструкции оболочки, Н/м;

Pв – вертикальная составляющая силы, Н/м;

Pг – горизонтальная составляющая силы, Н/м; kтр=0,65 коэф. трения композитного материала; Pп = 1250 Н/м, давление жидкости на оболочку,

Расчет оболочек на устойчивость представлен в Табл.5

 

Таблица 5 

Устойчивость оболочек.

Данные	Fуд, Н/м	Fсд, Н/м	Ку
Оболочка R1	814	11,1	73,3
Оболочка R2	831	50	16,6
Оболочка R3	878	181	4,8

На основании выполненных расчетов нами предлагается выполнить программу, представленную на блок- схеме.

На основании проведенных расчётов выявлено, что наиболее оптимальный является вариант оболочки R2 с угольным сорбентом, это позволит в дальнейшем рекомендовать его в практику проектирования очистных сооружений подобного рода.

 

Список литературы

1.     Кашарина Т.П. Совершенствование конструкций, методов научного обоснования, проектирования и технологии возведения облегченных гидротехнических сооружений. Автореф. Дисс на соиск.уч.степ.докт.техн.наук, М.: - Изд. ООО «Эдэль – М» 2000.

2.     Канализация. Учебник для вузов. Изд. 5-е, перераб. И доп. М., Стройиздат. 1975. 632 с. Авт : С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, А.И. Жуков, С.К. Колобанов.