Построение графика подачи насосной станции, определение количества рабочих и резервных насосов и их расчетной подачи.

Одесса

УДК

«УТВЕРЖДАЮ»

Ученым советом

«Института инженерно-экологических систем»

Протокол № от

 

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании научно-методической комиссии «Института инженерно-экологических систем», протокол

 

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Кондиционирования воздуха и механики жидкости» протокол №

 

 

СОСТАВИТЕЛИ

к.т.н., доц. Олексова Е.А.

 

 

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

к.т.н., доц. Федотова В.С.

 

 

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой «Кондиционирования воздуха и механики жидкости», д.т.н., профессор Арсирий В.А.

 

 

Расчет отводящего канала.

Канал рассчитывается на максимальную подачу воды по формулам равномерного движения. Его проектируют в земляном русле трапецеидального поперечного сечения.

Определяем максимальную глубину воды в канале по формуле А. Гиршкана:

3.6

Затем по таблицам 3.4, 3.5, 3.6 для заданных грунтов трассы назначают заложение откосов m и допускаемую неразмывающую среднюю скорость V_нр.

 

Таблица 3.4

Допускаемые неразмывающие скорости V_нр

потока для песчаных грунтов

Песчаные грунты при среднем диаметре частиц, dср, мм	Допускаемые скорости Vнр (м/с) при глубине потока h (м)
0,5
0,25	0,37	0,39	0,41	0,45
0,37	0,38	0,41	0,46	0,48
0,50	0,41	0,44	0,50	0,52
0,75	0,47	0,51	0,57	0,59
1,00	0,51	0,55	0,62	0,65
2,00	0,64	0,70	0,79	0,83
3,00	0,73	0,80	0,91	0,96

 

Таблица 3.5

Допускаемые неразмывающие скорости V_нр

потока для глинистых грунтов

Глинистые грунты при расчетном удельном сцеплении С, кгс/см^2	Допускаемые неразмывающие средние скорости Vнр (м/с) при глубине потока h (м)
0,5
0,01	0,44	0,48	0,55	0,58
0,02	0,52	0,57	0,65	0,69
0,03	0,59	0,64	0,74	0,78
0,04	0,65	0,71	0,81	0,86
0,05	0,71	0,77	0,89	0,98
0,075	0,83	0,91	1,04	1,10

 

Таблица 3.6

 

Заложение откосов каналов m

Наименование грунтов, слагающих русло канала	Заложение откосов каналов
подводных	надводных
Глина, суглинок твердый	1,0 – 1,5	0,5 – 1
Песок мелкий	1,5 – 2,5	2,0
Песок пылеватый	3,0 – 3,5	2,5

Площадь живого сечения канала определяем по формуле:

3.7

При глубине h_макс определяют ширину канала по дну b:

3.8

Полученное значение b округляют до ближайшего стандартного значения, увязывая это с условиями производства работ.

Рекомендуемый ряд значений b_ст следующий: 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 4,5; 5,0; 6,0 и далее через один метр.

При принятом стандартном значении b_ст уточняем глубину воды в канале:

3.9

Отношение ширины по дну каналов трапецеидальной формы к глубине их наполнения b следует принимать в зависимости от коэффициента заложения откосов m в пределах:

m	b
1,0	0,8 ¾ 3,0
1,5	0,6 ¾ 3,1
2,0	0,5 ¾ 3,4
2,5	0,4 ¾ 3,8

Для коэффициентов заложения откосов более 2,5 это отношение следует определять по расчету или по данным аналогов.

Вычисляем смоченный периметр сечения по формуле:

3.10

Гидравлический радиус R определяем по формуле:

3.11

Приняв для глинистых и песчаных грунтов коэффициент шероховатости n = 0,0225, определяем коэффициент Шези С:

3.12

где при R £ 1

при R > 1

Далее определяем уклон канала i:

3.13

Для определения глубины канала при любых расходах строим график наполнения канала h = f(Q), для этого задаются 5-6 значениями h и по формуле Шези определяют расход:

3.14

Расчет ведут в табличной форме.

Таблица 3.7

h							Q=w´V
м	м^2	м	м	м/с^2,5		м/с	м^3/с
h1							Q1
h2							Q2
h3							Q3
h4							Q4
h5							Q5
h6							Q6

По данным таблицы на миллиметровке строим график h = f(Q) (рис. 3.2), по которому определяем минимальные и максимальные глубины воды в канале.

Строительная глубина канала Н_стр равна:

Н_стр = h_макс + Dh 3.15

где Dh – превышение берм над уровнем воды в канале (табл. 3.8), рис. 3.3.

Таблица 3.8

Превышения гребней дамб и бровок берм канала

без облицовки и с грунтово-пленочным экраном

Расход воды в канале, Qмакс, м^3/с	Dh, м
До 1 Св. 1 до 10 Св. 10 до 30 Св. 30 до 50 Св. 50 до 100	0,20 0,30 0,40 0,50 0,60

При расходе воды в канале свыше 100 м³/с превышение гребней дамб должно определяться в соответствии со СНиП 2.06.05-84.

Рис. 3.3. Поперечное сечение канала

РИиии

 

Подбор насоса

По расчетным значениям напора Н_р и подачи Q_р насоса с помощью сводных графиков областей применения насосов (приложения 4 и 5) выбирают тип и марку насоса. Для этого на сводный график наносят точку с координатами Н_р и Q_р. При этом возможны 3 варианта:

1) точка вписалась в рабочую зону 1 насоса;

2) точка попадает в зону работы нескольких насосов;

3) точка располагается вне рабочих зон насосов.

В первом случае принимают к установке выбранный насос. Во втором случае производят анализ характеристик возможных к установке насосов. Предпочтение следует отдать тому насосу, у которого большая частота вращения «n» и больший КПД, а также лучше кавитационные и эксплуатационные качества.

В третьем случае следует изменить количество насосов, а следовательно и Q_р одного насоса, и снова произвести выбор.

Возможно изменение параметров выбранного насоса уменьшением частоты вращения насоса. Новые параметры насоса определяются по формулам:

расход , напор , мощность , 3.30

где n’ – новая частота вращения насоса.

 

Значения синхронной частоты вращения в зависимости от числа пар полюсов

Таблица 3.12

Число пар полюсов	Частота вращения, n, об/мин	Число пар полюсов	Частота вращения, n, об/мин	Число пар полюсов	Частота вращения, n, об/мин
			166,7		68,2
					65,2
			136,4		62,5
			115,4		57,7
			107,1		55,6
	428,6				53,6
			93,8		51,7
	333,3		88,2
			83,3		48,4
					46,9
	214,3				45,5
	187,5		71,4		44,2

 

Значения асинхронной частоты вращения в зависимости от числа пар полюсов

Таблица 3.13

Число пар полюсов
Частота вращения, n, об/мин	2900-2950

 

В пояснительной записке необходимо поместить рабочую характеристику насоса, рис. 3.4, взятую в каталоге и эскизный чертеж с основными размерами насоса, рис. 3.5.

 

Рис. 3.4. Рабочая характеристика насоса 800В-2,5/40 при разных диаметрах рабочего колеса

Рис. 3.5. Схема насосов типа В

Трубопроводная арматура

Трубопроводную арматуру устанавливают для обеспечения надежной эксплуатации насосных установок. Напорная линия каждого насоса должна быть оборудована запорной арматурой и обратным клапаном, который устанавливают между насосом и запорной арматурой. На всасывающих линиях запорную арматуру следует устанавливать для насосов, находящихся «под заливом», или при присоединении насосов к общей всасывающей линии.

На насосных станциях используются задвижки с ручным или электрическим приводом (рис. 3.8). Для облегчения управления в насосных станциях все задвижки диаметром 400 мм и больше, а на автоматизированных – независимо от диаметра следует проектировать с электроприводом. Технические характеристики задвижек с электроприводом приведены в таблице 3.16.

 

 

Рис. 3.8. Схема задвижки параллельной с электроприводом.

 

Технические характеристики задвижек с электроприводом

Таблица 3.16

Размеры, мм		Условные обозначения	Мощность двигателя, кВт	Масса, кг
Dу	L	H	l	A
						Параллельные 30ч 906бр выдвижные	0,18
					0,18
					0,6
					0,6
					1,3
					1,3
						Параллельные 30ч 915бр выдвижные	-
					1,6
					2,2
					4,5
						Параллельные 30ч 914нж выдвижные	-
				1,3
				2,2
				-
				-
						Параллельные 30ч 925бр выдвижные
					5,2
					7,5
					7,5
						Параллельные 30ч 930брМ выдвижные	5,2
					5,2
					5,2
					5,2
						Параллельные 30ч 964нж выдвижные	1,3
				2,1
				7,5
						Параллельные 30ч 927нж выдвижные	7,5
					7,5
					7,5

 

Размеры, масса и стоимость задвижек зависят от давления, на которое они рассчитаны. На всасывающей линии устанавливают задвижки на давление Р_у=0,25МПа или Р_у = 0,6 МПа, а на напорных - Р_у = 0,6÷2,5 МПа. Давление на напорных водоводах определяют по максимальному напору насосов (работа на закрытую задвижку). Технические характеристики обратных клапанов (рис. 3.9) приведены в таблице 3.17.

а) б)

Рис. 3.9. Клапан обратный однодисковый фланцевый на давление Р_у = 1,6МПа

а – с верхней подвеской тарели; б – с эксцентричной подвеской тарели:

1 – корпус, 2 – рычаг, 3 – тарель клапана, 4 – уплотнение диска, 5 - уплотнение корпуса, 6 – ось, 7 – крышка

 

Технические характеристики обратных поворотных клапанов

Таблица 3.17

Dу, мм	Длина, мм	Вид клапанов		Условные обозначения	Масс, кг
		Безударный фланцевый		КА44075	9,1
		15,7
		17,7
		31,2
		Л 44075	41,4
		52,5
			КЗ44067
		с противовесом		ПФ 44003
		безударный сварочный с концами для приваривания		ИА 44078

 

 

Рис. 3.10. Краны мостовые ручные однобалочные подвесные г/п 1; 2; 3,2; 5 т

 

Рис. 3.11. Краны мостовые электрические однобалочные подвесные

г/п 1; 2; 3,2; 5; 10 т

Технические характеристики подвесных ручных кранов (рис. 3.10)

Таблица 3.18

Длина крана, Lo, м	Грузо-подъем-ность, т	Пролет крана, Lп, м	Размеры, мм	Номер двутавра для подкранового пути	Масса крана, кг
Н1	Н	L1	L	С	В
3,6	0,5
3,2
6,6	0,5
3,2
10,2	0,5
3,2

 

Примечание: краны могут быть изготовлены длиной L_o = 3,6; 4,2; 5,1; 5,7; 6,6; 7,2; 7,8; 8,4; 10,2; 10,8; 11,4; 12; 13,2; 14,4; 15; 16,2; 16,8; 17,4; 18 м

Технические характеристики подвесных мостовых электрических кранов, грузоподъемностью 1-5т (рис. 3.11)

Таблица 3.19

Длина крана, Lo, м	Грузо-подъем-ность, т	Пролет крана, Lп, м	Размеры, мм	Размеры тележки	Мощность электро-двигателя, кВт	Номер двутавра для подкранового пути	Масса крана, кг
Н1	L1	L	База	Ширина
3,6								1,7
					2,8
3,2					4,5
5,1		4,5						1,7
					2,8
3,2					4,5
8,4								1,7
					2,8
3,2					4,5
11,4								1,7
					2,8
3,2					4,5

 

Рис. 3.12. Кран мостовой электрический однобалочный опорный г/п 5÷50 т

Технические характеристики подвесных мостовых электрических кранов, грузоподъемностью 5-50т (рис. 3.12)

 

Таблица 3.20

Грузо-подъем-ность, т	Пролет крана, Lп, м	Размеры, мм	Масса крана, кг
H	h1	h2	L	L1	L2	L3	B	Ak
	11÷32								5000÷6500	3500÷5000	13,6÷33,3
	10,5÷34,5								5508÷5802	4400÷5000	11÷34,9
12,5	10,5÷34,5								6200÷7200	4500÷5500	16,3÷40,8
	11÷26										20,5÷34,4
15/3	11÷26										20,5÷34,4
20/5	10,5÷25,5										23÷40,5
30/5	10,5÷31,5										33,5÷66
50/12,5	19,5÷31,5										45,5÷82,5

 

Примечание: при пролете крана меньше 10,5 м его пролет принимать кратным 1,5м

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Определение коэффициентов для расчета среднекубического расхода

Схема соединений насосов и трубопроводов	Значение коэффициента a при обеспечении каждой ступени графика водопотребления указанным количеством насосов
	0,25		6,75
	0,25	0,5	2,25		6,75	13,5
	0,25		6,75		31,25	46,5

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Значения удельных сопротивлений А при V=1 м/с асбестоцементных труб

Dу, мм	Значения А, с^2/м^6, (при Q в м^3/с) для труб марок
ВТ3, ВТ6, ВТ9	ВТ12	ВТ3, ВТ6
		-	-
	835,1	-	-
	187,7	-	-
	76,08	-	-
	31,55	39,54	-
	6,898	8,632	-
	2,227	2,605	-
	0,9140	1,083	-
	0,4342	0,5115	-
	0,2171	0,2579	-
	0,07138	0,08489	-
	-	-	0,02123
	-	-	0,00477
	-	-	0,001498

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Поправочные коэффициенты К_v, на которые при V¹1 м/с следует умножить значения А для асбестоцементных труб

V, м/с	Кv	V, м/с	Кv	V, м/с	Кv	V, м/с	Кv
0,20	1,308	0,85	1,025	2,1	0,905	3,8	0,850
0,25	1,257	0,90	1,016	2,2	0,900	4,0	0,846
0,30	1,217	1,0	1,0	2,3	0,895	4,2	0,843
0,35	1,185	1,1	0,986	2,4	0,891	4,4	0,840
0,40	1,158	1,2	0,974	2,5	0,887	4,6	0,836
0,45	1,135	1,3	0,963	2,6	0,883	4,8	0,834
0,50	1,115	1,4	0,953	2,7	0,880	5,0	0,831
0,55	1,098	1,5	0,944	2,8	0,876	5,5	0,825
0,60	1,082	1,6	0,936	2,9	0,873	6,0	0,820
0,65	1,069	1,7	0,928	3,0	0,870	6,5	0,815
0,70	1,056	1,8	0,922	3,2	0,864	7,0	0,811
0,75	1,045	1,9	0,916	3,4	0,859	7,5	0,808
0,80	1,034	2,0	0,910	3,6	0,855	7,8	0,806

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Значения удельных сопротивлений А железобетонных трубопроводов

Dу, мм	А, с^2/м^6	Dу, мм	А, с^2/м^6	Dу, мм	А, с^2/м^6
	0,992		55,178´10^-6		1,07´10^-6
	0,2008		39,634´10^-6		0,827´10^-6
	0,06151		32,443´10^-6		0,651´10^-6
	24,99´10^-3		23,925´10^-6		0,5159´10^-6
	10,335´10^-3		20,028´10^-6		0,413´10^-6
	5,4258´10^-3		15,084´10^-6		0,334´10^-6
	2,7293´10^-3		12,882´10^-6		0,272´10^-6
	1,5612´10^-3		9,867´10^-6		0,233´10^-6
	0,542´10^-3		8,565´10^-6		0,185´10^-6
	0,593´10^-3		6,666´10^-6		0,154´10^-6
	0,4125´10^-3		5,865´10^-6		0,129´10^-6
	0,262´10^-3		4,619´10^-6		0,109´10^-6
	0,1931´10^-3		3,43´10^-6		0,092´10^-6
	0,129´10^-3		2,499´10^-6		0,0784´10^-6
	0,0994´10^-3		1,855´10^-6		0,0671´10^-6
	69,268´10^-6		1,398´10^-6		0,0576´10^-6

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения удельных сопротивлений А стальных трубопроводов

Dу, мм	А, с^2/м^6	Dу, мм	А, с^2/м^6	Dу, мм	А, с^2/м^6
	3686,0		0,202´10^-3		1,953´10^-6
	172,9		0,1437´10^-3		1,467´10^-6
	30,65		0,1042´10^-3		1,118´10^-6
	6,96		76,96´10^-6		0,863´10^-6
	2,19		57,78´10^-6		0,674´10^-6
	1,024		44,04´10^-6		0,533´10^-6
	0,373		34,00´10^-6		0,425´10^-6
	0,2231		26,58´10^-6		0,342´10^-6
	0,0684		20,99´10^-6		0,278´10^-6
	26,00´10^-3		16,76´10^-6		0,228´10^-6
	11,48´10^-3		13,49´10^-6		0,188´10^-6
	5,659´10^-3		10,96´10^-6		0,156´10^-6
	3,0326´10^-3		8,974´10^-6		0,130´10^-6
	1,735´10^-3		7,40´10^-6		0,1095´10^-6
	1,047´10^-3		6,145´10^-6		0,0925´10^-6
	0,660´10^-3		5,133´10^-6		0,0786´10^-6
	0,432´10^-3		3,647´10^-6		0,0671´10^-6
	0,292´10^-3		2,645´10^-6		0,0575´10^-6

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Значения удельных сопротивлений А чугунных трубопроводов

Dу, мм	А, с^2/м^6	Dу, мм	А, с^2/м^6	Dу, мм	А, с^2/м^6
			0,949		0,02596
	311,7		0,4365		0,0057
	37,11		0,219		0,00175
	8,09		0,1186		0,00066
	2,53		0,06778		-

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Расчетные значения коэффициентов

Dу, мм	Ас	Dу, мм	Ас	Dу, мм	Ас
			5,49		0,0827
			3,23		0,0399
			2,02		0,0215
	51,5		1,32		0,0126
	21,1		0,637		0,00788
	10,2		0,202		0,00517

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Сводный график полей H-Q насосов типа Д

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Сводный график полей H-Q насосов типа В

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Сводный график полей H-Q насосов типа К

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Сводный график полей H-Q насосов типов О и ОП

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Горизонтальные асинхронные электродвигатели серии А2, АО2

Горизонтальные асинхронные электродвигатели серии А3, АО3

 

 

Горизонтальные асинхронные электродвигатели серии 4А, 4АН

Горизонтальные асинхронные электродвигатели серии А12, А13

Горизонтальные синхронные электродвигатели серии СД

Горизонтальные синхронные электродвигатели серии СДН

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Горизонтальные асинхронные электродвигатели