РГР - Расчёт водоснабжения посёлка и расчёт насосной установки - файл n1.doc

приобрести
РГР - Расчёт водоснабжения посёлка и расчёт насосной установки
скачать (376.9 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc8191kb.15.02.2008 16:07скачать

n1.doc



Министерство сельского хозяйства Р.Ф.



ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»


Факультет электрификации и автоматизации сельского хозяйства

Кафедра «Тракторы и автомобили»

Расчётно-графическая работа

«Расчёт водоснабжения посёлка и расчёт насосной установки»

Выполнил:

Студент факультета электрификации

и автоматизации с/х 2 курса 3 группы

Бахвалов А.С.

Принял:

ст. преподаватель кафедры

«Тракторы и автомобили»

Кирсанова Т.А.

Кострома 2006

Содержание
Введение. _______________________________________________________3

Перечень условных обозначений. ___________________________________5

Исходные данные. _____________________________________________6

Расчёт водоснабжения посёлка. ___________________________________7


1. Определение расчётных расходов расходов. ____________________7

2. Расчёт водопроводной сети. ___________________________________8

2.1 Определение расчетных расходов на участках водопроводной сети. _8

2.2 Распределение воды в кольце. _______________________________9

2.3 Определение диаметра труб, скорости и потерь напора. ___________10

2.4 Увязка кольцевого участка. _______________________________11

3. Расчёт магистрали _____________________________________________11

4. Расчет высоты и емкости бака водонапорной башни. ______________12

5. Расчёт простых и сложных ответвлений. ________________________16

Расчёт насосной установки ._________________________________________17

1. Определение основных параметров насоса. ________________________17

1.1. Определение производительности насоса. ______________________17

1.2. Определение напора _________________________________________17

2. Определение потерь напора. ____________________________________18

3.Выбор насоса для насосной установки. ____________________________20

4. Определение рабочей точки насоса. ______________________________20

5. Определение параметров обточки колеса и мощности насоса. _________21

6. Выбор электродвигателя. ________________________________________22

Приложение _____________________________________________________24

Список литературы. ____________________________________________25

Введение


Гидравлика изучает законы равновесия и движения жидкостей и рассматривает их практическое приложение к решению конкретных технических задач.

Гидравлику разделяют на гидростатику, изучающую законы равновесия жидкостей, и гидродинамику, изучающую законы движения жидкостей.

Практическое применение гидравлики весьма обширно. Трудно назвать какую-либо область технических знаний или инженерной деятельности, в которой не применялись бы её законы. Они применяются в гидротехнике, при транспортировании различных жидкостей по трубам (вода, нефть, пульпа при гидромеханизации), при работе гидравлических машин и т. д.
Название «гидравлика» произошло от двух греческих слов – «хюдор» (вода) и «аулос» (труба), т. е. первоначально гидравлика определялась как наука о движении жидкостей по трубам.

Развитие гидравлики как науки началось с глубокой древности и было тесно связано с развитием техники.

Одним из верных научных трудов по гидравлике является трактат Архимеда «О плавающих телах» (287 212 гг. до н. э.). В этом трактате были впервые сформулированы основные положения о равновесии плавающих тел.

Значительным вкладом в развитие гидростатики явились исследования французского ученого Паскаля (1623—1662 гг.). В своем трактате Паскаль изложил закон о передаче давления внутри жидкости (закон Паскаля) и условия равновесия жидкостей, находящихся в сообщающихся сосудах.

Работы Галилея (1564 1642 гг.), Ньютона (1642—1726 гг.) и других ученых выходят за пределы гидростатики, относясь к начальной стадии создания гидродинамики, которая получила дальнейшее развитие в трудах членов Российской академии наук Д. Бернулли (1700—1782 гг.) и Л. Эйлера (1707—1783 гг.).

Бернулли в своих трудах впервые сформулировал ряд важнейших законов движения жидкости, предложив основное уравнение гидродинамики.

Не меньший вклад в науку внес Л. Эйлер. Им получены дифференциальные уравнения равновесия и движения жидкости, позволяющие строго математически решать многие задачи гидродинамики. Уравнение Бернулли, выведенное им на базе закона кинетической энергии, непосредственно получается из дифференциальных уравнений Эйлера. Эйлер — автор теории работы лопастных гидравлических машин (1754 г.) и конструктор водяных двигателей.

Работы французских ученых ХVIП—ХIХ вв. Шези, Базена, Дарси и других сыграли важную роль в дальнейшем развитии гидравлики. Большой вклад в развитие гидравлики того времени внесли русские ученые. Необходимо отметить работу проф. П.П. Петрова (1836 - 1920 гг.) по гидродинамической теории смазки, сыгравшую огромную роль в деле правильного конструирования элементов машин.

Дальнейшее развитие гидравлики связано с изучением вопросов структуры потока. Появляются работы О. Рейнольдса, Л. Прандтля,

Т. Кармана и других ученьях, установивших на основе теоретического и экспериментального исследования некоторые закономерности движения жидкостей в условиях так называемых ламинарных и турбулентных режимов.

Очень многое сделано в развитии гидравлики учеными нашей страны, особенно в годы Советской власти.

Крупнейший вклад в гидравлику внес проф. Н. Е. Жуковский (1847 - 1921 гг.). Им разработана теория гидравлического удара в трубах (1898 г.), дан аналитический метод решения задачи о движении грунтовых вод, создана теория движения насосов в водных потоках, развита гидродинамическая теория смазки.

Большую роль в развитии гидравлики сыграли работы акад. Н.Н. Павловского (1884 - 1937 гг.), решившего многие важные вопросы равномерного и неравномерного движения жидкости, а также фильтрации грунтовых вод под гидротехническими сооружениями.

В последующем развитии гидравлики большое место занимают видные советские ученые И. И. Агроскин, А. Н. Ахутин, В. Н. Евреинов, И. Г. Есьман, С. В. Избаш, В. М. Маккавеев, М. Л. Мостков, С. Л. Христианович, М.Д. Чертоусов, Р. Р. Чугаев и др.




ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Qср.сут – среднесуточное потребление воды, м3/сут;

Qmax.сут – расход воды в сутки с максимальным

водопотреблением, м3/сут;

Qср. ч – среднечасовое потребление воды, м3/ч;

Qmax – расход воды в час наибольшего водопотребления, м3/ч;

qуд – удельный путевой расход, л/с  м;

qк – количество воды, входящей в кольцевой участок, л/с;

qпож – расход воды на противопожарные нужды, л/с;

qпут – путевой расход, л/с;

q – поправочный расход, л/с;

Ксут – коэффициент суточной неравномерности;

Кч – коэффициент часовой неравномерности;

Нсв – свободный напор, м;

Нг – геометрическая высота подъема воды, м;

∆h – неувязка кольцевого участка, м;

d – диаметр трубы, м;

? – скорость движения воды в трубе, м/с;

i – гидравлический уклон;

А – удельное сопротивление трубы, с26;

Wб – объем водонапорной башни, м3;

Hб – высота водонапорной башни, м;

h – потери напора, м;

hвс – потери напора на линии всасывания, м;

hн – потери напора на линии нагнетания, м;

d – диаметр трубы, м;

? – плотность жидкости, кг/м3;

lвс, lн – длина линий всасывания и нагнетания, м;

А – удельное сопротивление трубы, с26;

Ан – характеристика трубопроводов насосной станции, с25;

? – кинематическая вязкость, м2/с;

Z – геодезическая отметка, м;

Zк – уровень воды в колодце, м;

Zн – геодезическая отметка установки насоса, м;

Zб – геодезическая отметка подошвы ВБ, м;

Hб – высота водонапорной башни, м;

ВБ – водонапорная башня;

ВС – водопроводная сеть;

∆ – абсолютная шероховатость, м;

Rе – критерий (число) Рейнольдса;

Q – расход (производительность) насоса, м3/ч;

H – напор насоса, м;

? – к.п.д. насосной установки;

? – коэффициент гидравлического сопротивления трения;

? – коэффициент местного сопротивления;

N – мощность, кВт;

? – площадь "живого сечения", м2

А – вид потребителя (автомобили).

1П1 – литература 1, приложение 1;

2П1 – литература 2, приложение 1.

2Т2.1 – литература 2, таблица 2.1.

Исходные данные


Число жителей Nж

Кол-во автомобилей Nа

(ж) 3005 чел.

(а)45


Этажность: 2

Степень благоустройства: 3 – внутренний водопровод, канализация и система централизованного горячего водоснабжения.

Длины участков, м

L0-1

L1-2

L2-3

L3-4

L4-5

L4-6

L5-8

L6-8

L6-7

L8-9

170

103

115

192

100

80

103

101

133

103


Геодезические отметки, м

В диктующей точке Z14 (ZДТ)

У подошвы ВБ Z3 (ZБ)

У уровня воды в колодце Z1 (ZК)

У насосной станции Z2 (ZН)

48

49

45

47




Длины участков насосной станции, м

всасывания

нагнетания

20

140


Схема водопроводной сети:



Расчёт водоснабжения посёлка.
1. Определение расчётных расходов потребителей.
Выбираем средние нормы водопотребления для потребителей [1П1]:
qж = 300 л/сут.

qа = 140 л/сут.
Определяем среднесуточный расход:



N - количество однотипных потребителей.

q1 - норма суточного расхода воды для группы однотипных потребителей, л/сут.

1000 - коэфф. перевода литров в м3.



Qср.сут.общ - общий среднесуточный расход.
901,5 6,3 м3/сут.
Qср.сут.общ = 907,8 м3/сут.
Определяем максимальный среднесуточный расход:


Kсут - коэфф. суточной неравномерности выбираем в пределах 1,1…1,3. Большие значения коэффициента выбирают при низком уровне благоустройства.

Kсут = 1,1





Qмакс.сут.общ =998,58 м3/сут.
Определяем максимальный часовой расход:



Кч - коэфф. часовой неравномерности, для хозяйственно-питьевых целей определяют по формуле:


 - коэфф., учитывающий степень благоустройства, изменяется в пределах 1,2…1,4. Чем выше благоустройство, тем меньше выбирают значение.

 - коэфф., учитывающий численность населения [1П2].

Для производственных потребителей Kч выбирают из [1П5] и [1П6].
 = 1,2

 = 1,5

Кча = 1,2*1,5 = 1.8

Кчв = 3
74,37 м3/ч. 0,87 м3/ч.
Qмакс.ч.общ = 75,24 м3/ч.
Расчётное значение часового расхода переводят из м3/ч в л/с по формуле:



20,66 л/с ,024 л/с qобщ. = 20,9 л/с

Определяем удельный путевой расход:



qобщ. - общий максимальный часовой расход на хозяйственно-питьевые нужды.

- сумма длин участков (L1-2, L3-4, L4-6, L5-8, L8-9), которые отдают воду на хозяйственно-питьевые ужды.


Определяем путевые расхода на участках L1-2, L3-4, L4-6, L5-8, L8-9



qПij - путевой расход между точками i-j.

qп1-2 = 0,036*103 = 3,71 л/с

qп3-4 = 0,036*192 = 6,91 л/с

qп4-6 =0,036*80 = 2,88 л/с

qп5-8 = 0,036*103 = 3,71 л/с

qп8-9 = 0,036*103 = 3,71 л/с

qп.общ. = 3,71 + 6,91 + 2,88 + 3,71 +3,71 = 20,92 л/с
2. Расчёт водопроводной сети.

2.1 Определение расчетных расходов на участках водопроводной сети.
Норму расхода воды для тушения пожаров, которую должен обеспечивать водопровод посёлка выбираем из [1П3]. Пожарный расход при расчётах ВС учитывается только один раз.

qпож.=10 л/с
Определяем действительные расходы, выходящие из узлов, для питания участков ВС за кольцом и заменяем сосредоточенными расходами q4, q5, q6, q8.



рис. 1.

Определяем удельный расход:



Путевой расход для каждого участка:









Расход воды в узлах сети:









Определяем расчетные расходы на участках:





Определяем количество воды, поступающей в кольцо:



2.2 Распределение воды в кольце.

(см. Рис 5. Приложение 1)

Определяем расчетные расходы на участках кольцевого участка.



EMBED Mathcad



2.3 Определение диаметра труб, скорости и потерь напора.

Материал труб – сталь.

Диаметр трубопровода определяется по формуле:



qnk - расчётный расход на участке кольца.

?эк - экономичная скорость движения в трубе, выбирается в пределах 0,9…1,2 (м/с).

Принимаем ?эк=0,9 м/с









Полученное значение диаметра приводим к ближайшему табличному значению dд. [1П4] и выбираем, для действительного значения диаметра, значение А.

А = 86,22 c26

А = 86,22 c26

А = 281,3 c26

А = 281,3 c26

Уточняем действительную скорость по формуле:

0,9076 м/с

0,9032 м/с

0,9017 м/с
0,9013 м/с
Если ?д<1,2 м/с, выбирают Кп – поправочный коэффициент к значениям А (Приложение 5)

Кп = 1,04
Потери напора находят из выражения основной трубопроводной формулы:



h4-5 = 86,22 * 10,262 * 100 * 1,04 * 10-6 = 0,9439 м

h4-6 = 86,22 * 9,542 * 80 * 1,04 * 10-6 = 0,6529 м

h5-8 = 281,3 * 8,412 * 103 * 1,04 * 10-6 = 2,1312 м

h6-8 = 281,3 * 8,12 * 101 * 1,04 * 10-6 = 1,9386 м
2.4 Увязка кольцевого участка.

Выбираем участки кольца входящие в магистраль(+):

L4-5 - “+”; L4-6 - “”; L5-8 + “”; L6-8 - “”.


h<0,5 м – следовательно кольцо увязано.
3. Расчёт магистрали.
Для расчёта магистрали сначала определяем диаметр труб магистрали не вошедших в кольцо, действительную скорость и потери напора на этих участках.
Участки магистрали не вошедшие в кольцо: L0-1, L1-2, L2-3, L3-4, L6-7, L8-9

Расчёт диаметра труб:



qnk - расчётный расход на участке кольца.

?эк - экономичная скорость движения в трубе, выбирается в пределах 0,9…1,2 (м/с).

Принимаем ?эк =0,9 м/с

Полученное значение диаметра приводим к ближайшему табличному значению dД [1П4] и выбираем, для действительного значения диаметра, значение А.

q0-1 = 20,9 л/с q3-4 = 17,19 л/с

q1-2 = 20,9 л/с q8-9 = 11,85 л/с

q2-3 = 17,19 л/с

A = 33,94 c26

A = 33,94 c26

A = 33,94 c26

A = 33,94 c26

A = 86,22 c26
Уточняем действительную скорость по формуле:

0,8999 м/с 0,8998 м/с

0,8999м/с 0,8932 м/с

0,8998 м/с
Если ?д<1,2 м/с, выбирают Кп – поправочный коэффициент к значениям А (Приложение 5)

Кп = 1,04
Потери напора находят из выражения основной трубопроводной формулы:



h0-1 = 33,93 * 20,92 * 170 * 1,04 * 10-6 = 2,621 м

h1-2 = 33,93 * 20,92 * 103 * 1,04 * 10-6 = 1,588 м

h2-3 = 33,93 * 17,192 * 115 * 1,04 * 10-6 = 1,199 м

h3-4 = 33,93 * 17,192 * 192 * 1,04 * 10-6 = 2,003 м

h8-9 = 86,22* 11 ,852 * 103 * 1,04 * 10-6 = 1,297 м
Определяем общие потери напора по длине магистрали:

В магистраль входят участки: L0-1, L1-2, L2-3, L3-4, L4-6, L6-8, L8-9.


Коэфф. 1,1 – учитывает потери напора в местных сопротивлениях, их учитывают в размере 10% от суммарных потерь по длине.
4. Расчет высоты и емкости бака водонапорной башни.

Высота водонапорной башни (до дна бака) определяется по формуле:



HГ - геометрическая высота подъёма воды (м).

HСВ - свободный напор (м).
Геометрическая высота подъёма воды определяется по формуле:



ZДТ - отметка геодезического уровня диктующей точки (м).

ZБ - отметка геодезического уровня у подошвы ВБ (м).
Свободный напор зависит от этажности жилой застройки и определяется по формуле:



m - количество этажей.
Из выполненных расчётов получаем высоту водонапорной башни:

Любая ВБ имеет определённую ёмкость для согласования несоответствия между расходом воды потребителями и подачей её насосной станцией. Кроме этого ВБ содержит аварийный запас воды на случай непредвиденных обстоятельств и пожаров. Поэтому ёмкость ВБ определяют, как сумму регулирующего объёма (WР) и запасного объема (WЗ).



Для определения регулирующей ёмкости башни строят совместный график, включающий интегральный график потребления воды посёлком и график насосной станции.

Интегральный график строится на основании данных [1П7] путём последовательного суммирования за каждый последующий час расходов различных видов потребителей. Вначале определяют, какое действительное количество воды за каждый час расходуется каждым из потребителей. Затем эти значения суммируют и находят процентное отношение полученной суммы к максимальному суточному расходу всех потребителей, исключая противопожарный расход. Этот показатель наносится на график итогом за каждый последующий час.
Определяем, какое действительное количество воды за каждый час расходуется каждым из потребителей по формуле:



Qмакс.сут.i - максимальный суточный расход воды для группы однотипных потребителей.

k - выбирается из [1П6] в зависимости от Кч потребителя.
Таблица расхода воды потребителями по часам суток.


Часы суток

k (для потребителей)

qi

Ж

Пром. предприятия

qж,%

qа,%

Кч=1,7

0--1

1,96



19,4363



1--2

0,96



9,5198



2--3

0,83



8,2306



3--4

1,96



19,4363



4--5

1,12



11,1064



5--6

2,31



22,9071



6--7

5,28



52,3591



7--8

5,55

6,25

55,0365

0,4331

8--9

7,12

6,25

70,6055

0,4331

9--10

6,86

6,25

68,0271

0,4331

10--11

5,82

6,25

57,7140

0,4331

11--12

5,41

6,25

53,6483

0,4331

12--13

3,58

6,25

35,5011

0,4331

13--14

3,27

6,25

32.4269

0,4331

14--15

2,96

6,25

29,3528

0,4331

15--16

3,87




38,3768




16--17

4,45

6,25

44,1284

0,4331

17--18

4,17

6,25

41,3518

0,4331

18--19

4,73

6,25

46,9050

0,4331

19--20

6,09

6,25

60,3915

0,4331

20--21

6,61

6,25

65,5481

0,4331

21--22

7,10

6,25

70,4071

0,4331

22--23

6,35

6,25

62,9697

0,4331

23--24

2,64

6,25

26,1796

0,4331



Часы суток

Сумма qi по строкам (Fi)

Q%

Данные для графика,%

0--1

19,4363

1,946

1,946

1--2

9,5198

0,953

2,899

2--3

8,2306

0,824

3,723

3--4

19,4363

1,946

5,669

4--5

11,1064

1,112

6,781

5--6

22,9071

2,294

9,075

6--7

52,3591

5.243

14,318

7--8

55.4696

5,555

19,873

8--9

71,0881

7,110

26,983

9--10

68,4602

6,856

33,839

10--11

58,1471

5,823

39,662

11--12

54,0814

5,416

45,078

12--13

35,9342

3,598

48,676

13--14

32,86

3,291

51,967

14--15

29,7859

2,983

54,95

15--16

38,3768

3,843

58,793

16--17

44,5615

4,462

63,255

17--18

41,7849

4,184

67,439

18--19

47,3381

4,741

72,18

19--20

60,8246

6,091

78,271

20--21

65,9812

6,607

84,878

21--22

70,8402

7,094

91,972

22--23

63,4028

6,349

98,321

23--24

26,6127

2,665

100,986
Находим процентное отношение полученной суммы к максимальному суточному расходу всех потребителей, исключая противопожарный расход.



Насос работает равномерно и должен за рабочую смену подать 100% суточного потребления воды.
Определяем регулирующий объём:



Определяем запасной объём:



Определяем ёмкость водонапорной башни:



5. Расчёт простых и сложных ответвлений.
Участки сети не входящие в магистраль и кольцо являются ответвлениями. Ответвление состоящее из одного участка называют простым, двух и более – сложным.
Участки L6-7 – являются ответвлениями.

Определяем напор, располагаемый сетью в точке присоединения ответвления к магистрали:



- потери напора от ВБ до точки i (м).



H6 = 25,75 - 1,1 *(2,621+1,588+1,199+2,003+0,653) = 16,5595 м
Определяем допустимые потери на ответвлении:



Hдоп=H6-Hсв=2,5595

Гидравлический уклон на ответвлении:

Lij - длина участка ответвления (м).
L6=0,01924 м

Характеристика трубы:

где q – действительный расход на каждом из участков ответвления, м3/с.

A6=9536,7 c26

По значению А [1П4] выбираем ближайший больший диаметр трубы:


А

d, мм

9536,7 с26

50


Расчёт насосной установки.

1. Определение основных параметров насоса.

1.1. Определение производительности насоса.
Производительность насоса определяю по следующей зависимости:



Qмакс.сут - максимальный суточный расход воды потребителями посёлка (кроме расхода на противопожарные нужды).

T - продолжительность работы насосной установки (соответствует продолжительности работы насосной установки на интегральном графике водопотребления).


1.2. Определение напора.
Напор насосной установки зависит от выбранной схемы подачи воды. Далее приводится расчёт напора для насосной установки, схема которой представлена на рис. 1.

Вода в колодце и ВБ находится под атмосферным давлением, напор определяется по следующей зависимости:

H0 - геометрическая высота подъёма воды, м.

h - потери напора на лини всасывания и нагнетания, м.

Hа - напор воды в колодце, м.
Схема насосной установки:



рис. 3.
Рис. 3. Схема насосной установки:

1 - колодец; 2 - приемный клапан с сеткой; 3 - колено; 4 - насос;
5 - обратный клапан; 6 - регулировочная задвижка; 7 - водонапорная башня

Геометрическая высота подъёма определяется, как расстояние от отметки уровня воды в колодце ZК до верхнего уровня воды в ВБ, т. е.:



<7 след. кавитации воды в насосе не происходит.

Потери напора h являются суммой потерь на линиях всасывания (2-3-4) и нагнетания (4-5-6-7):



2. Определение потерь напора.

Так как на трубопроводе имеются местные сопротивления, то согласно принципу наложения потерь общие потери напора на нём являются алгебраической суммой потерь по длине и потерь напора в местных сопротивлениях:



hi - потери напора на линии всасывания или нагнетания.

i - коэфф. гидравлического сопротивления трения.

i - сумма коэфф. местного сопротивления.

Li - длина трубопровода.

di - действительный диаметр трубопровода.

Vi - действительная скорость движения воды в трубе.
Скорость движения воды для насосных станций определяется из соображений экономичности работы трубопровода и выбирается из [2Т2.1]


Диаметр труб, мм

Скорость движения воды, м/с

всасывающие

нагнетающие

до 250

0,8

1,2


По выбранной скорости трубопровода и расходу насоса определяем диаметр трубопровода и выбираем ближайший действительный диаметр трубы:



=0,166, м =166, мм dBC(деиств.) = 150, мм = 0,15, м

=0,136, м = 136, мм dНГ(деиств.) = 150, мм = 0,15, м
Уточняем действительную скорость движения воды:

Qа - расход насоса.

d - действительный диаметр трубопровода.
= 0,98 м/с

= 0,98 м/с
Далее в расчёте используется действительная скорость воды и диаметр трубопровода, обозначаются V и d соответственно.

Для определения коэффициента гидравлического сопротивления () находим число Рейнольдса для каждого из трубопроводов:



 - кинематическая вязкость жидкости при 10С, =1,306*10-6, м2/с.

= 112557

= 112557

Так как на обоих трубопроводах Re>2320 след. наблюдается турбулентный режим движения жидкости. При турбулентном режиме определяют составной критерий,

где ? – абсолютная шероховатость выбирается из [2П2]
= 0,02*10-3*112557/0,15 = 15

= 0,02*10-3*112557/0,15 = 15
Абсолютная шероховатость для новых бесшовных стальных труб =0,02*10-3 м. [2П2]

Так как составной критерий при расчёте обоих трубопроводов больше 10, то коэфф.  определяют по формуле Альтшуля (переходная зона):


= 0,018

= 0,018


Для определения потерь на линиях всасывания (2-3-4) и нагнетания (4-5-6-7) выбираем коэффициенты местных сопротивлений:

На линии всасывания местные сопротивления будут создаваться сеткой и коленом.

Коэфф. местного сопротивления сетки (с) принимаем равным 6,0 [2П3]

Коэфф. местного сопротивления колена (к) принимаем равным 0,23 ((R/d)=4) [2П3]

Коэфф. местного сопротивления обратного клапана (кп) принимаем равным 6,5 [2П3]

Коэфф. местного сопротивления полностью открытой задвижки з принимаем равным 0,45 [2П4]

= = 0,423 м

= = 1,264 м

= 0,423 + 1,264 = 1,687

= 29,79 + 1,69 = 31,44

3. Выбор наcоса для насосной установки.

По расчётным значениям Qа и Hа выбираем насос [2П5]

Характеристики насоса К 90/35 2900


DК=174, DВ =100 n =2900

Q, мі/ч

H, м

N, кВт

?

14,4

38

5,5

29

28,8

40

6,6

46

43,2

40

7,5

60

57,6

39

8,4

68

72

38

8,9

74

86,4

35

10,5

78

101

30,2

11

74

115

26

12,3

70



4. Определение рабочей точки насоса.

Рабочая точка насоса – это единственный режим, где параметры насоса и выбранного трубопровода насосной станции совпадают (т, Р на рис. 4). Для определения рабочей точки строят совместный график характеристики выбранного насоса и суммарной характеристики всасывающего и нагнетающего трубопроводов насосной станции. Характеристика насоса строится по данным [2П6], а суммарная характеристика трубопроводов по следующей зависимости:



AН - удельное сопротивление трубопроводов насосной станции.
Та как т. А находится на кривой, соответствующей характеристике трубопроводов (рис.4), то величину их удельного сопротивления можно определить по значениям Qа и Hа из формулы:



Для построения характеристики трубопровода выбирают не менее шести значений Q, далее определяют H и строят график.

характеристика трубопровода

Q, м3

H, м

10

29,793

30

30,137

50

30,825

70

31,857

90

33,233

110

34,953



Графики характеристики насоса и суммарной характеристики трубопроводов насосной станции пересекаются в т. Р, которая и является искомой рабочей точкой насоса.

5. Определение параметров обточки колеса и мощности насоса.
Так как рабочая точка не совпадает с расчётной то, для того чтобы обеспечить перевод работы насоса из т. Р в т. А производим подрезание диаметра рабочего колеса. При этом способе сохраняется высокий КПД установки при минимальных издержках на переоборудование установки.

Для расчёта параметров наоса при обточке колеса пользуются теорией подобия. Если соотношение действительного диаметра к подрезанному обозначить через X (коэфф. обточки), т. е. X=Dк/Dоб, то математическая зависимость между основными показателями насоса будет следующая:

(5.1)
Из формулы 4.1 следует, что с уменьшением диаметра колеса, характеристики наоса будут проходить ниже заводских и при определённом значении X одна из них пройдёт через точку А. Следовательно задача сводится к нахождению этого значения. При решении следует учитывать, что чрезмерная обточка колеса не допускается из-за снижения КПД. Пределы обточки принимаю в зависимости от коэффициента быстроходности nS:

, n=2900 об/мин

105
По коэфф. обточки выбираем X=1,15. [2Т5.1]

Для определения координат т. 2 (рис .4), подставляем в уравнение 4.1 вместо Hоб и Qоб, значения Hа и Qа.

;

Прямая соединяющая точки А и 2, пересекает заводскую характеристику в т. 1.
H1=36,5 м

Q1=80 м3
Теперь значение X можно определить через напор и расход, подставляя в формулу 5.1 значения H1 и Q1:




Искомую величину коэфф. обточки получают как среднее арифметическое:


По значению X находим диаметр рабочего колеса после обточки:



;;

Значения Q,Н и N для насоса после обточки колеса.


Q, мі/ч

14,4

28,8

43,2

57,6

72

86,4

101

115

H, м

38

40

40

39

38

35

30,2

26

N, кВт

5,5

6,6

7,5

8,4

8,9

10,5

11

12,3

Qоб, мі/ч

11,4

22,7

34,1

45,5

56,9

68,2

79,8

90,8

Hоб, м

32,5

34,2

34,2

33,3

32,5

29,9

25,8

22,2

Nоб, кВт

3,7

4,5

5

5,7

6

7

7,4

8,3



6. Выбор электродвигателя
Мощность электродвигателя для привода насоса с подрезанным колесом определяется по формуле:

=1000 кг/м3 - плотность жидкости.
K = 1,3 - коэфф. запаса по мощности.

пер = 1 - КПД передачи от двигателя к насосу.

об = 0,593 - КПД насоса с обточенным колесом.
КПД насоса поле обточки колеса определятся по формуле:


р=0,72 - КПД насоса с нормальным колесом в рабочей точке (рис. 4).




По мощности и частоте вращения выбираем двигатель [3П8]:

Характеристики выбранного двигателя

тип

N, кВт

n, об/мин

АИРМ 132 М2

11

3000



График определения рабочей точки насоса и параметров насоса.

Приложение 1

Рис. 5. Распределение воды в кольце.




Список литературы:


  1. Т. А. Кирсанова, В. Н. Куклин, М. А. Иванова – «Расчет насосной установки» - Кострома 2006г.

  2. Т. А. Кирсанова, В. Н. Куклин, М. А. Иванова – «Расчет водоснабжения поселка» - Кострома 2006г.

  3. Циклаури Д.С. – «Гидравлика, сельскохозяйственное водоснабжение и гидросиловые установки» Москва 1970 г.






Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации