Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Определение рабочего режима и расчётной производительности землесосного снаряда

Поиск

 

Для землесосного снаряда расчётная производительность по грунтоотводу определяется путём расчёта рабочих режимов.

Землесос представляет собой систему трёх главных рабочих органов: трубопровода (всасывающая и напорная части), грунтового насоса (помпы) и двигателя. Совместная их работа может быть определена с учётом следующих условий

1. Расход пульпы (воды), проходящей через насос, должен быть равен расходу по трубопроводу, т.е.

Q Н = Q ТР (3.1)

2. Напор, создаваемый насосом, полностью потребляется трубопроводом на преодоление пульпой (водой) сил его сопротивления при перекачке, т.е.

Н Н = Н ТР (3.2)

3. При этом мощность N н, развиваемая насосом, должна быть обеспечена мощностью двигателя, т.е.

N Н = N ДВ (3.3)

4. Скорость движения пульпы V см должна быть не меньше критической, при которой все частицы грунта, находятся во взвешенном состоянии, т.е. в проекте принимается

(3.4)

Задача расчёта рабочих режимов землесоса сводится к нахождению на характеристиках насоса, двигателя и трубопровода таких точек, для которых одновременно выполнялись бы условия (3.1) и (3.2).

Расчёт по определению рабочих режимов землесоса выполняют графоаналитическим способом, для чего используют выданные характеристики насоса на воде H н = f (Q, n) (n – количество оборотов вала двигателя), мощности двигателя N дв = f (Q, n), потерь напора в напорной части трубопровода H нап = f (Q) и вакуума насоса во всасывающей части трубопровода H вак = f (Q).

По этим характеристикам определяется рабочий режим землесоса при работе на воде.

В курсовом проекте необходимо определить только одну рабочую точку на воде при заданном числе оборотов двигателя и заданной длине рефулера L. По этой рабочей точке определяются: расход Q, м3/ч; потери напора в рефулере Н тр, м; напор насоса Н н, м; мощность насоса N, кВт.

При работе насоса на смеси все характеристики работы землесоса пересчитываются с воды на смесь. Расчёт выполняется в табличной форме – таблица 3.1.

А) Поскольку заранее неизвестна плотность смеси r см, то задаёмся отношением r см/ r в пределах от 1,05 до 1,3 с шагом 0,05.

Б) Далее рассчитываем консистенцию смеси S

(3.5)

В) Определяются значения критических скоростей движения пульпы V КР по формуле Н.А. Силина

(3.6)

где g – ускорение силы тяжести;

D – диаметр рефулера, м;

d – заданный диаметр частиц грунта, м

– соответствующая заданному диаметру частиц грунта d гидравлическая крупность, м/с;

Δ – высота выступов шероховатости трубы рефулера, м.

Значения w 0 и D определяются по справочнику.

Г) Определяем коэффициент увеличения потери энергии по длине рефулера при переходе с воды на смесь

(3.7)

Д) Определяется секундный расход Q, м3/с по выражению

(3.8)

затем полученные результаты пересчитываются на часовой расход Q ч, м3

(3.9)

По результатам расчёта, с выданных графиков характеристик работы землесоса на воде для соответствующих подсчитанных значений Q ч определяются характеристики насоса на воде H н = f (Q), мощности двигателя N = f (Q), потери напора в трубопроводе H нап = f (Q) и вакуума насоса H вак = f (Q).

Е) Потери напора во всасывающей линии трубопровода при работе на смеси определяются по формуле

(3.10)

где T C – глубина опускания всасывающей трубы – Т С = Т г + D h + (Н РН ПР), м;

h щ – потери напора в щели всасывания, h щ = 1,0 ¸ 1,5 м;

Здесь Н вс это потери напора во всасывающей линии при работе на воде, определяющиеся по выражению

(3.11)

где h г – геометрический подъем, равный возвышению оси насоса над уровнем воды. Для речных землесосных снарядов h г = 0,0 ÷ 0,5 м;

h м – потери напора на местные сопротивления, равные

(3.12)

При этом коэффициент местных потерь принимается равным 0,2 ÷ 0,5;

hl – потери напора по длине, равные

(3.13)

При этом l принимается равным 0,015 ÷ 0,025, а длину всасывающей линии l можно принять примерно равной ½ длины корпуса землесоса;

d вс – диаметр всасывающей трубы, можно принять равным диаметру рефулера, м.

Ж) Потери напора при работе на смеси в напорной части трубопровода – рефулере – определяются по формуле

(3.14)

Здесь значения потерь напора при работе на воде Н нап снимаются с графика H нап = f (Q) при соответствующих значениях Q ч.

Так как весь трубопровод по которому транспортируется пульпа, является системой, состоящей из двух частей – всасывающей (от сосуна до насоса) и напорной (от насоса до выхода из рефулерного трубопровода на концевом понтоне), то для получения полной характеристики трубопровода Н тр (Н тр.см) значения Н вс (Н вс.см) и Н нап (Н нап.см) необходимо суммировать.

З) Напор насоса при работе на смеси определяется следующей формулой

(3.15)

Здесь значения напора при работе на воде Н н снимаются с графика H н = f (Q) при соответствующих значениях Q ч.

И) Потребная мощность насоса при его работе на смеси может быть найдена по формуле

(3.16)

Здесь значения мощности при работе на воде N н снимаются с графика N = f (Q) при соответствующих значениях Q ч.

Результаты расчетов приводятся в табличной форме

Таблица 3.1 – Определение режимов работы землесоса

r см /r S V КР, м/с b Q, м3 Q ч, м3 Характеристики на воде Характеристики по гидросмеси
Н вс, м Н нап, м Н тр, м Н н, м N, кВт Н вс.см, м Н нап.см, м Н тр.см, м Н н.см, м N см, кВт
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1,05                              
1,1                              
1,15                              
1,2                              
1,25                              
1,3                              

После заполнения таблицы все перечисленные характеристики строятся на графиках в зависимости от расхода смеси Q ч

- характеристика насоса на смеси H н.см = f (Q ч);

- мощность двигателя N см = f (Q ч);

- потери напора в трубопроводе H тр.см. = f (Q ч);

- график консистенции S = f (Q ч);

- плотности смеси ρ см = f (Q ч).

Причём для получения характеристики трубопровода H тр. см. потери по напорному и всасывающему грунтопроводам суммируются (что уже должно быть сделано при заполнении таблицы).

Рабочая характеристика определяется по точке «С» пересечения двух линий графика H н.см и H тр.см, по которой определяется необходимый рабочий напор насоса H н.см.р. и рабочий расход смеси Q р

Соответственно Q р со всех других характеристик определяются величины N дв.см.р, S р, и r см.

Кроме того, должна быть выполнена проверка всасывающей линии трубопровода. Расчётный вакуумный напор насоса во всасывающей части трубопровода при работе на смеси выражается

(3.17)

где H a – атмосферное давление, м.в.ст.;

Ht – упругость насыщенного водяного пара, м.в.ст.

Так как при обычных температурах речной воды Ht малая величина (при 15оС Ht 0,2 м), то без существенной погрешности можно считать разность

H aHt = const = 10 м

Значение вакуума на воде Н вак в выражении (3.15) снимается с характеристик на воде при расчётном расходе Q р, а величина H вс.см.р рассчитывается по выражениям (3.10) и (3.11).

Проверка всасывающей линии трубопровода также может быть выполнена и графическим способом, т.е. для значений H вак.см. и H вс.см. в этом случае необходимо построить характеристики H вак.см. = f (Q ч) H вс.см. = f (Q ч).

Если H вак.см.р меньше H вс.см.р , то условия всасывания не выполняются и нужно изменить диаметр всасывающей трубы d вс

Далее рассчитываем консистенцию смеси (в долях единицы)

(3.18)

и в процентном отношении

р = Sп р × 100% (3.19)

Определяем производительность по грунту Q г, м3/ч с учётом пористости песка

(3.20)



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-06-26; просмотров: 345; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.207.255.67 (0.011 с.)