Статья: Расчет взаимодействия скважин по принципу "сложения решений"
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Расчет взаимодействия скважин по принципу "сложения решений"
Вернемся к идее гидрогеодинамического расчета систем скважин по принципу "сложения решений". Очевидно, что при значительном числе скважин (а для крупных водозаборов оно может измеряться десятками) такие аналитические расчеты становятся слишком громоздкими. Как быть?
- при владении простыми навыками программирования нетрудно сделать небольшие программы для такого рода расчетов
-
можно воспользоваться приемами приближенных аналитических расчетов систем скважин.
Покажем идею приближенных расчетов на примере упорядоченной КОНТУРНОЙ СИСТЕМЫ скважин в виде линейного ряда в простейшей фильтрационной схеме (рис. 1):
- Ряд равномерный - шаг между скважинами постоянный, ,
- Ряд равнодебитный - дебиты скважин одинаковые, ,
- граничные условия, обеспечивающие стационарный режим фильтрации, удалены от линии ряда более, чем на σ ;
- длина ряда существенно больше расстояния до границы (теоретически речь идет о ряде "неограниченной" длины).
При выполнении этих условий зона деформации линий тока вблизи скважин невелика и составляет 0.5σ в каждую сторону. За границами этой зоны поток имеет ЛИНЕЙНУЮ структуру - как будто поток идет к сплошной эквивалентной (по интенсивности водоотбора) траншее с удельным (на 1 м длины) расходом
Разница в уровнях и вызвана необходимостью расходования энергии для поворота линий тока к скважинам, т.е. является следствием реальной дискретности водоотбора.
Поскольку зона деформации локальна, то правомерен такой ход:
- сначала сделаем расчет для траншеи по простым зависимостям для линейных потоков,
- а потом введем поправку на дополнительные потери напора и получим уровни в скважинах.
Теоретически доказано, что разность не зависит от характера граничных условий и определяется общим выражением:
Символом обозначено собственное "внутреннее" сопротивление контурной системы - безразмерная величина, зависящая только от характеристик и :
Вспомним из курса гидрогеодинамики: расход линейного в плане потока по единичной ленте тока Отсюда следует формальная аналогия: - это эквивалентная длина, т.е. такая длина планового потока с проводимостью , на преодоление которой затрачивается разность напоров Итак, можно записать:
Как использовать эти теоретические построения ?
Возьмем случай очень распространенной схемы водозабора - равномерный равнодебитный линейный ряд скважин, расположенный параллельно реке (рис. 2).
Для простоты построения расчетных формул будем считать , что фактически не так, однако принципиального значения это не имеет. Режим фильтрации - стационарный, так как при работе водозабора происходит инверсия русловой разгрузки естественного потока и в принципе возможно формирование привлекаемого потока из реки.
Для ПРИБЛИЖЕННОГО расчета воспользуемся вышерассмотренной моделью ряда "неограниченной" длины, заменив его водозаборной траншеей с погонным расходом:
С другой стороны, мы уже знаем, что
Подстановка в (*) дает окончательно:
Дальше всё зависит от того, ЧТО ЗАДАНО и ЧТО ХОЧЕТСЯ ПОЛУЧИТЬ.
ЗАДАНЫ всегда заявленная потребность и допустимое понижение. Часто заранее задано удаление ряда от реки (по условиям строительства и землепользования). Естественно, что всегда должны быть известны параметры .
ОПРЕДЕЛИТЬ же чаще всего нужно, сколько потребуется скважин ( ) и как их расставить (шаг между скважинами ).
Если не ограничивать возможную производительность одной скважины (но не выше ), то решений великое множество.
- берем разные (по маркам насосов),
При этом будет получаться разная длина ряда (рис. 3).
Далее нужно выбрать (с заказчиком и проектировщиками) - что лучше:
много скважин и короткий ряд или поменьше скважин, но длиннее ряд.
Не исключено, что длина ряда будет ограничена (землеотвод, условия строительства, санитарно-охранные соображения ) некоторой предельно допустимой величиной .
· задана производительность одной скважины (по марке насоса с учетом местного опыта эксплуатации водозаборов, состава и строения водовмещающей толщи и др.) - следовательно, количество скважин предопределено. В этом случае логично минимизировать длину ряда, т.е. найти минимальный шаг ;
· если положение ряда относительно уреза не лимитируется, полезно исследовать, как зависит возможная длина ряда (или необходимое количество скважин ) от удаления от реки ;
Заметим, что в большинстве случаев в этих расчетах придется столкнуться с необходимостью решения трансцендентных уравнений. Это неплохая возможность для желающих повысить свою компьютерную подготовленность - численные методы решения таких уравнений достаточно широко разработаны.
Однако, уже пора задать ВОПРОС : почему же эти расчеты приближенные? Ведь все используемые зависимости имеют строгое гидрогеодинамическое обоснование.
Это так, но они справедливы для "неограниченной" длины ряда, т.е. для бесконечно большого количества взаимодействий скважин между собой. Как следствие - понижения во всех скважинах ряда одинаковые. Фактически же для ряда ограниченной длины это не так: на флангах понижения меньше, чем в средней части ряда; да и в целом понижения реально будут меньше. Такой расчет всегда дает завышение реально необходимого расстояния между скважинами; полученный результат следует использовать лишь как первое приближение для окончательного уточнения по "нормальным" аналитическим зависимостям. Степень погрешности расчета понижения в средней скважине реального ряда (обычно в первую очередь рассчитывают именно это понижение, поскольку оно самое большое и именно его надо сравнивать с допустимой величиной) существенно зависит от длины ряда - вернее, от количества скважин в ряду. Любознательным студентам рекомендуем провести небольшое исследование, сравнив результаты расчета по приближенной и точной методике.
ТОЧНОЕ АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ для равномерного линейного ряда равнодебитных водозаборных скважин вдоль контура несовершенной реки построено на использовании
а) приема сложения решений (для учета взаимодействия скважин ряда),
б) приема зеркального отражения каждой действующей скважины относительно сдвинутого (на величину ) уреза реки (для учета граничного условия на контуре несовершенной реки).
Аналитическое решение для понижения в точке от действия одиночной скважины у прямолинейного контура несовершенной реки
где - радиальная координата точки относительно реальной скважины, - то же относительно отраженной скважины. Соответственно для "собственного" понижения в действующей скважине (т.е. при расположении точки M на ее стенке):
(обоснование этих формул - с использованием приема "зеркального отражения" - студентам следует вспомнить из курса "Гидрогеодинамика").
Далее рассмотрим две взаимодействующие равнодебитные скважины, расположенные параллельно урезу реки. Очевидно, что понижения в них будут одинаковыми. Следуя принципу сложения решений, запишем понижение в скв.1 с учетом влияния скв.2 (рис. 4):
Для учета взаимодействия равнодебитных скважин в ряду:
При постоянном шаге формула для учета влияния всех скважин унифицируется:
(обратить внимание: нужно использовать модуль разности номеров скважин).
Это абсолютно точная формула, лучше считать по ней. Но относительно громоздко для "ручного" счета (а вот программируется она предельно просто). Поэтому где-то на ранних стадиях расчетов можно пользоваться более простыми, но приближенными расчетами.
Название: Расчет взаимодействия скважин по принципу "сложения решений"
Раздел: Рефераты по географии
Тип: статья
Добавлен 11:52:16 16 апреля 2005 Похожие работы
Просмотров: 369
Комментариев: 15
Оценило: 4 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
Рис. 1. Схема притока к линейному водозаборному ряду и к эквивалентной траншее
Рис. 2. Расчетная схема линейного ряда у реки
Рис. 4. Схема к расчету влияния скв.2 на точку расположения скв.1
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.
Статья: Расчет взаимодействия скважин по принципу "сложения решений"
Дипломная работа: Проектирование реконструкции здания
Реферат Волейбол 6 Класс
Курсовая работа: Аграмматическая дисграфия. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение На Тему Как Живут Египтяне
Контрольная работа по теме Порівняльна характеристика інформаційних жанрів журналістики
Реферат: 1934 год. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа: Опис когнітивно-комунікативного потенціалу еліптичного речення сучасної англійської мови
Реферат: Общая характеристика Кипра (для развития туризма)
Васильев Сочинение Егэ
Реферат: Failure Is Often A Better Teac Essay
Курсовая работа по теме Взаимодействие следователя и органа дознания
Контрольная Работа По Математике Уравнения 5 Класс
Практическое задание по теме Дневник по Практике детской стоматологии 5 курс
Реферат по теме Особенности архитектуры Древней Греции. Храм Парфенон в Афинах
Что Такое Родительская Любовь Сочинение 9.3
Учебное пособие: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию Для студентов з/о
Реферат Про Автокад
Сочинение по теме Образ дерева в поэзии А.С. Тарханова
Дипломная работа по теме Противление злу смехом. Н.Тэффи
Доклад по теме Страхование лиц, занятых аварийно-спасательными работами
Реферат: "Бедные люди" Достоевского: дебют писателя
Реферат: Симфоническое и камерное творчество Танеева
Курсовая работа: Онтология, эпистемология и философия языка Рассела