2.3 Моделирование заданных режимов

2.3.1 Нахождение рабочей точки насосов шву

Рабочая производительность насосов должна перекрывать величину максимального водопритока с 20% запасом:

Q_раб. > (2.6)

м³/ч

Напор насосов при нулевой производительности:

(2.7)

м.

Потери напора в рабочей точке насосов составляют 5% от геодезической высоты - Н_Г:

(2.8)

м.

Рабочий напор:

(2.9)

м.

Для нахождения рабочей производительности насосов (Q_Р) построим напорную характеристику ЦНС 300-600 для разных значений производительности. Уравнение напорной характеристики ЦНС 300-600 имеет вид:

, (2.10)

где Н_0К=66,9 м.- напор одного колеса насоса при Q=0. Необходимо узнать число колёс насоса (N_K), при котором выполняется следующее условие:

(2.11)

Принимаем число колес N_K=9.

Уравнение напорной характеристики насоса примет вид (см. рис.1):

По построенной напорной характеристике насоса (см. рис. 1), найдём рабочую производительность насосов при Н_Р=525 м; Характеристика трубопровода имеет вид:

, (2.12)

где a- гидравлическое сопротивление трубопровода:

(2.13)

Характеристика трубопровода имеет следующий вид (см. рис.1):

Рис. 1. Аналитическая характеристика насоса ЦНС 300-600 и характеристика трубопровода (точка А- характеризует рабочий режим насосов).

2.3.2 Режим нормального водопритока

Найдём время цикла, при котором датчик верхнего уровня включает первый насос из рабочей группы, а при достижении уровня воды датчика повышенного уровня - включается второй насос рабочей группы.

Время паузы Т_П найдём как:

(2.14)

Для данного режима:

где V₀-объём водосборника:

(2.15)

м³

ч.

Время Т_П1- время заполнения водосборника. Интервал времени, при котором произойдёт наполнение водосборника водой до датчика повышенного уровня, найдём как:

(2.16)

Для данного режима:

,

где =0,5 м. - разность высот установок между датчиком повышенного уровня воды и датчиком верхнего уровня воды (см. табл.1); S- площадь поверхности водосборника:

(2.17)

где _.=2,5 м. – разность высот датчиков верхнего и повышенного уровня.

м.²

ч.

Интервал времени, при котором произойдёт откачка воды из водосборника со всеми включенными насосами рабочей группы, найдем по формуле:

(2.18)

(2.19)

м.³

где n-число включенных насосов (n=2), для данного случая:

ч.

Время цикла найдём по следующей формуле:

(2.20)

ч.

График откачки воды для данного режима представлен на рис.2.

Рис. 2. График откачки воды насосами ШВУ при нормальном водопритоке

Табл. 2 Уравнения h(t) для соответствующих интервалов времени.

Уравнения h(t) для переменного водопритока	Уравнения h(t) для постоянного водопритока

2.3.3 Режим максимального водопритока

Найдём время цикла, при котором датчик верхнего уровня включает первый насос из рабочей группы, а при достижении уровня воды датчика повышенного уровня - включается второй насос рабочей группы.

Т_П1max- время заполнения водосборника найдём по формуле (2.12):

ч.

Т_Н1мах найдём по формуле (2.14):

ч.

Т_Н2мах найдём по формуле (2.16):

ч.

Время цикла найдём по формуле (2.18):

ч.

Г рафик откачки воды для данного режима представлен на рис.3.

Рис.3. Графики откачки воды насосами ШВУ при максимальном водопритоке.

Число пусков двигателей найдём по формуле:

, (2.24)

где n_М – продолжительность водопритока в месяцах: n_М=10 месяцев – продолжительность нормального водопритока, n_Ммах=2 месяца – продолжительность максимального водопритока. Суммарное число пусков двигателей за год найдём по формуле:

(2.25)

Найдём число пусков по формуле (2.24) для нормального водопритока:

пусков,

Найдём число пусков по формуле (2.24) для максимального водопритока:

пусков,

Найдём годовое число пусков по формуле (2.25):

пусков.