3 Визначення параметрів бітумного насоса

Необхідну подачу насоса визначають на основі вихідних даних, наведених у таблиці 4, по формулі:

, л/с; (1)

де V_p – місткість резервуара, м³;

t_з – час заповнення резервуара, хв.

По подачі насоса і заданому діаметру трубопроводу можна визначити середню швидкість руху бітуму по трубах:

, м/с; (2)

де d – внутрішній діаметр труби, м.

Опір руху бітуму по трубопроводах залежить від режиму течії, який характеризується числом Рейнольдса:

;

де  – кінематична в'язкість бітуму при заданій температурі, м²/с, значення  наведені в таблиці 3.

Таблиця 3 – Кінематична в'язкість бітуму

t, С	80	90		100	110		120	130		150	170
103, м2/с	3,9-14,5		1,7-3,5	0,9-2,6		0,3-0,9	0,27-0,6		0,1-0,4	0,1-0,16	0,08

При Re<2320 режим руху бітуму ламінарний, при Re>2320 – турбулентний.

Для ламінарного режиму течії втрати тиску по довжині трубопроводу:

, Па; (3)

де  – щільність бітуму,  = 1000 кг/м³;

l – довжина трубопроводу, м.

При турбулентному режимі втрати тиску на тертя в трубопроводі:

, Па; (4)

де  – коефіцієнт опору по довжині, якому можна визначити по універсальній залежності Альтшуля:

(5)

де _э – еквівалентна шорсткість трубопроводів.

Труби тягнені сталеві безшовні:	э
нові	0,01-0,02
після декількох років експлуатації	0,15-0,3
після тривалої експлуатації, зі слідами корозії	0,5-2,0

Місцеві втрати тиску в кранах, колінах і фільтрах:

, Па; (6)

де  – коефіцієнт місцевого опору, що залежить, в основному, від виду місцевого опору.

У розрахунках можна прийняти наступні значення коефіцієнтів місцевого опору: коліно – _м = 30; трійник – _м = 60; засувка – _м = 11; кутовий вентиль – _м = 40; кульовий вентиль – _м = 90.

Тиск у бітумопроводі необхідний для підйому бітуму на задану висоту h визначається по формулі:

, Па; (7)

Знаючи втрати на тертя в трубопроводі p_тр, суму втрат у місцевих опорах p_м і робочий тиск у трубопроводі р_h, знаходять тиск, що повинний створювати бітумний насос:

, Па; (8)

де 1,1 – коефіцієнт запасу.

Теоретична подача насоса:

, м³/с; (9)

де _об – об'ємний ККД насоса, для насосів низького тиску _об = 0,7-0,75, для насосів високого тиску _об = 0,9-0,95.

Потужність двигуна, необхідна для приводу насоса визначається по формулі:

, кВт; (10)

де  – ККД трансмісії від двигуна до насоса  = 0,8-0,85.

Для визначення параметрів насоса необхідно задатися модулем і числом зубів шестерень.

Модуль шестірень бітумних насосів приймають у межах m=10-20 мм.

Зовнішній і початковий діаметр шестірень насоса:

; (11)

; (12)

де m – модуль зуба, мм;

z – кількість зубів шестірень, прийнята рівним 8,10 і 12.

Ширина шестерень:

, мм

де k – коефіцієнт ширини шестірень, k = 8-12.

Частоту обертання шестірень насоса можна знайти з вираження:

,

відкіля

, об/с. (13)

Тоді окружна швидкість вершин зубів шестірень буде дорівнює:

, м/с. (14)

Необхідно, щоб окружна швидкість зубів знаходилася в наступних межах:

• при перекачуванні бітуму з температурою t = 90-95 C, _ок = 1,5-2,0 м/с;

• при перекачуванні збезводненого бітуму при температурі t>100C, _ок = 2,0-3,5 м/с.

У випадку невідповідності розрахункової окружної швидкості наведеним значенням, необхідно відповідним чином змінити модуль або кількість зубів шестірень.

У таблиці 4 наведені варіанти завдань для розрахунку бітумного насоса. Прийнято наступні позначення: к – коліно; т – трійник; з – засувка; в – вентиль.

Таблиця 4 – Вихідні дані для розрахунку бітумного насоса

№ вар.	Vp, м3	tз, хв	d, м	Якість труб	Темпе-ратура бітуму, С	Наяв-ність місце-вих опорів	l, м	h, м
1	3,5	25	0,075	нові	80	2к, з, в	15	10
2	3,5	18	0,075	б/у	90	2к, т, 2в	20	8
3	3,5	20	0,080	старі	100	3к, 2в	25	6
4	4,0	25	0,080	нові	110	к, т, 2в	30	4
5	4,0	30	0,085	б/у	120	2к, з, в	35	3
6	4,0	35	0,085	старі	130	3к, з, 2в	40	5
7	5,0	35	0,075	нові	150	4к, т, з	45	7
8	5,0	40	0,85	б/у	80	2к, 2т, 3в	40	9
9	5,0	30	0,95	старі	90	3к, 2т, 2з	35	12
10	6,0	30	0,090	нові	100	5к, з, 2в	30	10
11	6,0	35	0,095	б/у	110	5к, з, 2в	25	8
12	6,0	40	0,100	старі	120	3к, 2т, 2з	20	6
13	7,0	35	0,08	нові	130	2к, 2т, 3в	15	4
14	7,0	40	0,085	б/у	150	4к, т, з	10	5
15	7,0	45	0,09	старі	80	3к, з, 2в	45	7
16	8,0	35	0,095	нові	90	2к, з, в	50	9
17	8,0	40	0,100	б/у	100	к, т, 2в	40	12
18	8,0	45	0,075	старі	110	3к, 2в	35	15
19	10,0	40	0,085	нові	120	2к, т, 2в	30	12
20	10,0	45	0,095	б/у	130	2к, з, в	25	10
21	10,0	50	0,100	старі	150	5к, з, 2в	20	8
22	12,0	45	0,095	нові	170	3к, 2т, 2з	10	6
23	12,0	50	0,09	б/у	80	2к, 2т, 3в	25	4
24	12,0	55	0,085	старі	90	2к, з, в	30	3
25	16,0	50	0,100	нові	100	к, т, 2в	35	5
26	16,0	55	0,075	б/у	110	3к, 2в	45	7
27	16,0	60	0,080	старі	120	2к, т, 2в	50	10
28	20,0	50	0,085	нові	130	2к, з, в	25	12
29	20,0	55	0,09	б/у	150	4к, т, з	20	14
30	20,0	60	0,1	старі	170	3к, з, 2в	15	15

4 Контрольні запитання

4.1 Яке призначення бітумних насосів?

4.2 З чим зв'язане скрутне перекачування обводненого бітуму при високих температурах?

4.3 Опишіть пристрій бітумного насоса ДС-3А.

4.4 Для чого служить система обігріву бітумного насоса і яким чином здійснюється обігрів?

4.5 Як улаштований пересувний бітумний насос ДС-55?

4.6 Опишіть пристрій бітумного насоса ДС-125А.

4.7 Як улаштована і працює система редукування подачі бітумного насоса ДС-166?

4.8 Опишіть пристрій і принцип дії бітумного насоса-дозатора.

4.9 Яка послідовність розрахунку параметрів бітумного насоса?