Adı - Soyadı :.............................................................
No
:.............................................................
S. Ü. Mühendislik Fakültesi ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
SU TEMİNİ ve SİSTEM TASARIMI Dersi – Genel Sınavı – 25.11.2014
1
2
3
4
5
Toplam
SORU 1) Şekildeki isale hattı ile ihtiyaç debisi 150 L/s olan bir yerleşim yerinin su ihtiyacı karşılanacaktır. İsale hattını
boyutlandırınız, hazne girişinde kırılması gereken basıncı bulunuz ve sistemin piyezometre çizgisini çiziniz.
ÇÖZÜM
Maslak Kontrolü;
350 – 0.00 = 350 m >100 mss old. A-H arasına 3 maslak gereklidir.
Birinci Maslak Kotu; 0.00 + 125 = 125 m
İkinci Maslak Kotu; 50 + 125 = 175 m
Üçüncü Maslak Kotu; 175 + 125 = 300 m
Maslak Yerlerinin Tayini;
Üçüncü Maslak Kotu;
350−50
300−50
=
ise x3 = 1875 m
2250
3
350−50
İkinci Maslak Kotu;
2250
Birinci Maslak Kotu;
130−30
2000
=
=
175−50
2
125−30
1
ise
ise
x2 = 937.5 m
x1 = 1900 m
Piyezometre Kotlarının Bulunması;
S1=
S2=
S3=
175−(130+5)
2937.5
125−(40+5)
1900+600
125−(80+5)
Smaks=
4900
= 0.0136 /
S3 en küçük eğim olduğundan Smaks olarak alınır.
= 0.032 /
-3
= 8.16×10 m/m
8 f  Q2
ise
 2  g  D5
8.16×10-3=
8  0.03  0.15 2
ise D = 0.367 m çıkar.
 2  9.81  D 5
D= 400 mm seçilirse;
V=
4Q
4  0.15
ise V = =
= 1.19 m/s
2
 D
  0 .4 2
Syeni=
0.6 ≤ V≤ 1.8 old. Uygundur.
8  0.03  0.15 2
= 5.45×10-3 m/m
2
5
  9.81  0.4
(3) noktasının piyezometre kotu; 175- 5.45×10-3×(937.5+2000) = 159 m
(3) noktasının işletme basıncı;
159-130 = 29 m > 5 mss
(5) noktasının piyezometre kotu; 125-5.45×10-3×(600+1900)= 111.375 m
(5) noktasının işletme basıncı;
111.375 – 40 = 71.375 m > 5 mss
125- 5.45×10-3×(1900+600+1000) = 106 m
106-80 = 26 m > 2 mss
26-2 = 24 mss
Haznenin piyezometre kotu;
Haznedeki işletme basıncı;
Haznede kırılacak yük;
SORU 2) Şekilde boy kesiti verilen kuyudan;
a) Çekilebilecek optimum debiyi ve optimum seviye alçalmasını
hesaplayınız.
b) Kuyu teçhizatını boyutlandırarak şeklini çiziniz.
k = 0.003 m/s , d10= 0.30 mm, d60= 50 mm, d80= 0.75 mm
( Krepin dış çapı emme borusuna 100 mm ilave edilerek belirlenecek
ve filtre borusunun et kalınlığı 10 mm alınacaktır.)
Dane
çapı
(mm)
Tabaka
kalınlığı(mm)
0.74-4
4-12
12-35
≥60
≥70
≥80
a)
S(m)
πks(2H-s)
R= 3000s√
ln(R/r)
1
2
1.5
1.3
1.29
1.27
0.179
0.339
0.261
0.229
0.227
0.224
164.317
328.634
246.475
213.612
211.967
208.682
6.152
6.845
6.560
6.410
6.405
6.390
Sopt= 1.27 m
b)
(−)
(/)
Qd=
√
Qmü=2r(H-s)
0.0291
0.0496
0.0399
0.0357
0.0355
0.0351
0.0362
0.0321
0.0333
0.0349
0.0350
0.0350
Qopt= 0.0350 m3/s
Emme borusu çapı için;
×2
V = 1 m/s kabulü ile; Q = V×A =
× 1= 0.0350 ise D=0.211 m bulunur.
4
D = 250 mm seçilirse; V= 0.71 m/s olarak bulunur. 0.6≤V≤1.8 olduğundan uygundur.
Krepin dış çapı; 250 + 100 = 350 mm
Filtre borusu iç çapı; 350 + 50 = 400 mm
Filtre borusu diş çapı; 400 + 2×10 = 420 mm olarak bulunur.
Üniforluk katsayısı;
u=
60
10
=
0.50
0.30
= 1.67 < 3
ddış = 4 × d80 = 4 × 0.75 = 3.0 mm
dort = 4 × ddış = 4 × 3 = 12 mm
diç = 4 × dort = 4 × 12 = 48 mm > (12 – 32 mm) olduğumdan bu aralık kullanılacaktır.
Tek tabaka yapılması hali;
700−420
2
= 140 mm
Hız kontrolü; V =
4  0.035
4Q
ise V =
= 0.29 m/s < 0.5 m/s old. uygundur.
2
 D
  0 .4 2
Çift tabaka yapılaması hali; (60 + 80) veya (70 + 70) şeklinde tabakalar oluşturulabilir. Kuyu çapı değişmediğinden hız değişmez.
Üç tabaka yapılması hali; (60 + 70 +80 ) şeklinde tabakalar oluşturulur.
Buradan; filtre borusunun iç çapı; ( 700 - 2× (60+70+80+10)) = 260 mm
Hız kontrol edilirse; V =
4  0.035
= 0.77 m/s > 0.5 m/s old. uygun değildir. Kuyu üç tabakalı inşaa edilemez.
  0.24 2
SORU 3) İhtiyaç debisi 55 l/s olan bir kasabanın su ihtiyacı kum sürükleyen
bir yamaç membaından karşılanacaktır. Kum tutucu bölme ile 0.05 mm’den
daha büyük çaplı tanelerin ayrılması istenmektedir. Tanelerin yoğunluğunun
2650 kg/m3 ve suyun sıcaklığının 10 0C (ν=1.31x10-6 m2/s) olduğu bilindiğine
göre; kum tutucu bölmeyi, su alma bölmesini ve savak genişliğini yandaki
verilere göre boyutlandırınız.
Verilenler:
Kum tutucu bölmede yatay hız =1 cm/s
Kum tutucu bölmede su derinliği=1.2 m
Savak yükü=15 cm
Hava payı= 10 cm
Re  0.5 için
Vç 
g s
d2
(
 1)
18  W

Q  1.8 b H H
ÇÖZÜM 3:
Qihtiyaç=55 l/s
Vç 
Re 
 d 2 9.81 2650
g  s
(0.05  10 3 ) 2
 
 1 

(
 1)
 0.00172 m / s
18   w
18 1000
1.31  10 6
 
53 cm
460 cm
700 cm
0.00172  0.05  10 3
 0.066  0.5 olduğundan uygundur.
1.31  10 6
90 cm
90 cm
Kum Tutucu
h
L
1 .2
L
L= 7.0 m



Vç V y
0.00172 0.01
Q  h  B  V y  0.055  1.2  B  0.01
B = 4,6 m
Su Alma Bölmesi
ve su alma bölmesinde hızı V=10 cm/s seçersek;
e = 1.2-0.15-0.10 = 0.95 m
Q  e  a  V  0.055  0,95  a  0.10
a= 0.58 m bulunur.
a<90 cm olduğundan
a=90 cm alınmalıdır.
Savak Boyunun Hesabı
Q  1.8  b  H  H  0.055  1.8  b '  0.15  0,15
b’=0.53
SORU 4) Gelecekteki nüfusu 7200 kişi, bürüt su sarfiyatı 120 L/kişi-gün olan bir yerleşim alanının su ihtiyacı, kalınlığı 5.0 m olan
bir eğimli tabaka membaından karşılanacaktır. Hidrolik iletkenlik (permeabilite) katsayısını 0.0017 m/s, serbest yeraltı su yüzeyinin
eğimini 0.008 alarak ve galeriyi 10 cm’ den başlayarak ve 10’ar cm arttırarak değişken çaplı olarak boyutlandırınız. Çaplara karşılık
gelen galeri boylarını ve tesir yarıçapını bulunuz. Genel tesis şemasını boyutlandırılan değerlere göre çiziniz. Çözüm tek kollu olarak
yapılacaktır.(V=0,2-0,4 m/s)
 = 
Q
k  L  (H 2  h2 )
2R
ÇÖZÜM 4:
Qproje 
7200 x120
 10 L / s
86400
V= 0.2 - 0.4 m/s,
V= 0.3 m/s seçelim.
Yarı dolu akış, sabit çaplı çözüm için;
0,01  0.3 
  D2
8

 = 
D  0.291 m
D  0.3 m seçelim.
0.01=0.0017x0.008xLx5
0.0017  147  (5.0 2  0.15 2 )
Q
 0.01 m 3 / s
2R
V
8  0,01
 0.28 m / s  çap uygundur.
  0.3 2
L=147 m
R= 312.093
Değişken çaplı çözüm:
10 cm çap:
Q10  0.28 
  0.1 2
8
Q1  0.0017 x0.008 x1x5  6.8  10 5 m 3 / s / m
Q1  kxSxLxH
L10 
 1.099  10 3 m 3 / s
Q10 1.099  10 3

 16.2 m L10= 16.2
Q1
6.8  10 5
0.0017  16.2  (5.0 2  0.05 2 )
Q
 1.099  10 3 m 3 / s / m
2R
R= 313.207
20 cm çap:
Q1  kxSxLxH
Q1=6.8x10-5m3/s/m
Q20  0.28 
L20 
  0.2 2
8
 4.396  10 3 m 3 / s
4.396 x10 3  1.099  10 3
 48.7 m L20= 48.7m
6.8  10 5
4.396 x10 3 
0.0017  (48.7  16.2)  (5.0 2  0.12 )
2R
R= 313.59m
30 cm çap:
Q1  kxSxLxH
Q1=6.8x10-5m3/s/m
  0.3 2
Q20  0.28 
 9.89  10 3 m 3 / s
8
9.89 x10 3  4.396  10 3
L20 
 80.7.m L30= 80.7m
6.8  10 5
0.0017  (48.7  16.2  80.7)  (5.0 2  0.15 2 )
9.89 x10 3 
2R
 L  48.7  16.2  80.7  145.6 m
R= 312.55m
SORU 5) Tabanda sürüntü maddesi hareketi olan bir nehirden bir yerleşim yerinin ihtiyacı olan 60 L/s'lik debi ile su alınacaktır. Nehirde
en düşük su yüksekliği 3.5 m ve en. yüksek su yüksekliği 7.5 m'dir. Nehir tabanı kotu; 370.00 m'dir.
a)
b)
c)
d)
Silindirik yapıdaki krepini (süzgeç), (V=0.15 m/s) (Silindir yüksekliği: h= 0.5 m)
Su alma borusunu,
Su alma kuyusu ve emme borusunu, (Su alma kuyusunda bekletme süresi 30 dakika alınacaktır.)
Geri yıkama borusu'nu (V=3 m/s) boyutlandırınız. Tesisin kesitini çizerek donatı elemanlarını ve boyutlandırmaları üzerinde gösteriniz.
ÇÖZÜM 5:
a)Silindirik Krepin hesabı: Q = V x A, 0.06 = 0.15 xA , A = 0.40 m2
2A = 0.80m2 0.8 = π x D x 0.5=>> D=0,51m
b) Su Alma Borusu Hesabı: (0.6<V<1.5 m/s olmalı) V=1.0 m/s alalım.
Q = VxA= 0.06 = 1.0 x 2 /4= D = 0.276 m D = 300 mm alalım.
40,06
V=
(0,30)2
V=0.85 m/s uygundur.
c) Emme Borusu ve Su alma Kuyusu Hesabı:
Emme Borusu: 1.0<V<l.5 m/s olmalı V=1.0 m/s alalım.
Q = V x A = 0.06 = 1.0 x2 /4=> D = 0.276m D = 250 mm alalım. V =
40,06
(0,25)2
V=1.22 m/s uygundur.
Su alma Kuyusu: t=30 dakika ve iki adet su alma kuyusu yapalım:

x t -» = x (30 x 60) -> V1 = 54m3 h = (677.50 - 673.80) + 1.5=5.2m
2
2
 54
A= =
=10.38 m2=>>D=3,70m
ℎ 5.2
Vı =

d) Geri Yıkama Borusu Hesabı: V=3 m/s
Qg=1/3Q=>>Qg=20 L/s
2
0,020=
x3
D=0,092=ϕ92mm
4
Süre: 110 dakikadır.
Başarılar Dilerim.
Prof. Dr. Mehmet Faik SEVİMLİ
Öğr. Gör. Dr. Süheyla TONGUR
Download

Vize Cevapları - Çevre Mühendisliği Bölümü