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分析橡膠鴨嘴閥在排海工程中的應(yīng)用

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導(dǎo)讀: 對排海工程中應(yīng)用鴨嘴閥的利弊進(jìn)行了分析,提出了鴨嘴閥在排海工程中的適用條件。對使用鴨嘴閥與多噴口噴頭進(jìn)行了比較,認(rèn)為鴨嘴閥在排海工程中的使用與否應(yīng)根據(jù)具體工程綜合

 對排海工程中應(yīng)用鴨嘴閥的利弊進(jìn)行了分析,提出了鴨嘴閥在排海工程中的適用條件。對使用鴨嘴閥與多噴口噴頭進(jìn)行了比較,認(rèn)為鴨嘴閥在排海工程中的使用與否應(yīng)根據(jù)具體工程綜合分析決定。

  1、排海工程中使用鴨嘴閥的利與弊

  1.1優(yōu)點

 ?。?)維持較高的射流速度。傳統(tǒng)排海工程中噴口為固定口徑,則噴口射流流速隨流量的增加而呈線性增加,當(dāng)排放口排放量較小時,噴口射流流速較低;鴨嘴閥的出口面積隨排放量的增加而增大。因而,在排放量較小時,其射流流速增加很快,當(dāng)流量增大到一定值時,射流速度的增加與流量的增加趨向于線性關(guān)系。圖1所示為同樣條件下單孔排放口裝設(shè)固定噴口與鴨嘴閥的射流速度隨排放量增加而變化的比較圖[2]。由圖1可見,裝設(shè)鴨嘴閥后的射流速度明顯高于固定噴口的射流速度,在排放量較低的情況下,裝設(shè)鴨嘴閥的排放口仍能有較高的射流速度。

  (2)防止海水和泥沙入侵。海水與排放的污水存在一定的密度差,當(dāng)污水排放量較小時,傳統(tǒng)排放口擴(kuò)散器由于噴口射流速度減小,此密度差將會引起海水入侵?jǐn)U散器,并將海底環(huán)境泥沙帶入擴(kuò)散器[3]。而鴨嘴閥出口隨出流量的變化而變化,排放量為零時閉合,而且在排放量較低的情況下能維持較高的射流速度,因此防止了海水和環(huán)境泥沙的入侵。

 ?。?)有利于排放管沖洗。在排放口初次運行或停止使用一段時間后使用時,擴(kuò)散器內(nèi)充滿了海水,對傳統(tǒng)排放管來講,當(dāng)污水沖洗流量逐漸增加時,污水一般是先從近岸上升管排出,遠(yuǎn)岸上升管則會發(fā)生海水倒灌而形成擴(kuò)散器內(nèi)的海水循環(huán)現(xiàn)象;只有當(dāng)污水排放量達(dá)到一定的值時,上升管才逐漸開始全部排放污水,并清除擴(kuò)散器管內(nèi)海水。當(dāng)排放管上裝設(shè)鴨嘴閥時,同樣條件下排放量很小時,污水便能從所有上升管排出,隨排放量的逐漸增加,管底的海水逐漸被卷吸排出。

  (4)在一定的條件下,可獲得更高的稀釋度。對相同環(huán)境條件單噴口擴(kuò)散器進(jìn)行模型試驗發(fā)現(xiàn),在同向水流中水平射流情況下,裝設(shè)鴨嘴閥比裝設(shè)固定噴口能獲得更高的污水稀釋度[1]。

 ?。?)不腐蝕。對于不常使用的排放口(如緊急排放口)來說,在噴口上裝設(shè)活動拍門或其它防止回流設(shè)施是必要的。但是,金屬構(gòu)件長期淹沒在海水中,易產(chǎn)生銹蝕和海洋生物繁殖現(xiàn)象,使排放口不能正常運行,給維護(hù)帶來不便。鴨嘴閥是由橡膠特殊處理加工而成,避免了銹蝕的威脅。

  1.2缺點

  (1)增加工程造價。因為鴨嘴閥加工工藝復(fù)雜,目前世界上只有少數(shù)廠家能夠生產(chǎn)合乎使用要求的產(chǎn)品,并根據(jù)具體工程而定制,因此售價昂貴。

 ?。?)增加擴(kuò)散器水頭損失。圖2為同樣條件下單孔排放口裝設(shè)固定噴口與鴨嘴閥的水頭損失比較圖。由圖2可見,裝設(shè)鴨嘴閥后的水頭損失基本上是裝設(shè)固定噴口的2倍,這樣增大了排放口的能耗,增加了常年運行費用。

  1.3鴨嘴閥在排海工程中的適用條件

  對排海工程中應(yīng)用鴨嘴閥,應(yīng)根據(jù)具體工程特點,通過分析確定。綜合國內(nèi)外研究及同濟(jì)大學(xué)多年的模型試驗成果],認(rèn)為海水、環(huán)境泥沙入侵及沖洗困難常出現(xiàn)在下述條件下:(1)海水與排放污水的密度差較大;(2)上升管高度較大;(3)出流密度弗勞德數(shù)較小。對于污水與海水的密度差較小、上升管高度較低的排海工程,只要設(shè)計合理并能長期正常運行,一般不會發(fā)生海水及環(huán)境泥沙入侵現(xiàn)象,沖洗也不存在問題。

  綜合上述分析,考慮工程造價和長期運行費用因素,排海工程中鴨嘴閥的適用條件為:(1)污水與海水的密度差較大的深水排放口,且上升管高度較高;(2)不經(jīng)常運行的排放口,如緊急排放口。

鴨嘴閥6.jpg

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