Електропривод водонасосних установок
Водопостачання ферм і комплексів здійснюється за різними технологічними схемами, які класифікуються за такими ознаками:
способом водозабору з відкритих водоймищ (річок, ставків, озер), шахтних колодязів, артезіанських свердловин. Для господарсько-питних потреб застосовують тільки два останні способи;
способом подачі води споживачам: з безпосередньою подачею води у водопровідну мережу (застосовують у системах зрошення), водонапірною баштою, установками з гідроакумуляторами;
способом розподілу води: системи з автонапувалками різних типів, системи з проточною водою.
Для прийнятої схеми водопостачання визначають подачу води та напір, які необхідні для вибору насоса.
Середньодобові витрати води на об’єкті Qсер.д., м3/доб, визначають за формулою
(32)
де qі добова норма споживання води споживачем і-го виду (додаток Е); ті кількість споживачів і-го виду; п кількість видів споживачів.
Добові норми споживання води основними групами тварин і птиці приймають за галузевими нормами технологічного проектування (ОНТП). Вони становлять, наприклад, для корів молочного напряму – 100, телят – 20, свиноматок з поросятами – 60, свиней на відгодівлі – 15, курей яєчних порід – 0,46, м’ясних порід 0,51 л/доб на одну голову.
За відомим добовим споживанням води визначають подачу насоса Qтах.год., м3/доб, протягом однієї години
, (33)
де αдоб коефіцієнт добової нерівномірності споживання води, αдоб =1,3; αгод коефіцієнт годинної нерівномірності (для систем з автонапувалками αгод = 2,5, без автонапувалок αгод = 4).
Максимальні секундні витрати води, Qтах.с.., м3/доб,, дорівнюють
(34)
де Qпож витрати води на гасіння пожежі, приймають за даними будівельних норм і правил (СНиП). Для типових сільськогосподарських приміщень Qпож= 5..10 л/с при тривалості пожежі до 3 годин.
Розрахунковий напір води Нр, м, у системі, який повинен забезпечуватись насосом визначають за технологічною схемою водопостачання з урахуванням геодезичних відміток землі
, (35)
де Нвс висота всмоктування ( відстань від рівня води у водозабірній споруді до осі насоса), м; Ннаг висота нагнітання (відстань від осі насоса до максимального рівня води в баку водонапірної башти), м; hвн втрати напору у всмоктувальній і напірній трубах, м; (Zб – Zв) різниця геодезичних відміток землі біля водонапірної башти та мінімального рівня води у водозабірній споруді, м; Нв висота башти (від землі до дна бака), м; Нбк висота максимального рівня води в баку, м.
З урахуванням технологічних схем вибирають насос за умовами:
; 
При виборі заглибного електронасоса користуються заводськими графічними характеристиками, на яких позначено: Q – подача насоса, м3/год; Н – напір, м; N – потужність насоса, кВт; hн – ККД насоса, %; hа – ККД агрегату, %.
Водонапірні башти БР (ТУ 70-04.0071-75) призначені для використання в системі сільськогосподарського водопостачання, ферм, комплексів і невеликих населених пунктів. Башти забезпечують необхідний напір в автонапувалках, а при нетривалих перервах в електропостачанні – резерв води. До недоліків башт слід віднести їх велику металоємність і вартість в порівнянні з гідроакумуляційними безбаштовими установками.
Таблиця 4 Технічні характеристик водонапірних башт БР
Параметри |
БР-15У |
БР-25У |
БР-50У |
Місткість бака, м3 |
15 |
25 |
50 |
Діаметр опори, мм |
1220 |
1220 |
2000 |
Висота до дна бака, м |
12 |
15 |
18 |
Резервна ємність води в опорі, м3 |
14 |
18 |
54 |
Маса, кг |
3160 |
4810 |
7960 |
Автоматичні водопіднімальні установки ВУ з гідроакумулятором призначені для механізації і автоматизації водопостачання невеликих тваринницьких ферм з добовими витратами води 70..400м3/год та фермерських господарств.
Таблиця 5 Технічні характеристики установок з гідроакумулятором
Тип установки |
Подача, м3/год, (м3/доб) |
Напір, м |
Маса установки, кг |
ВУ-10-80А |
10 (150) |
80 |
630 |
ВУ-16-28А |
22,5 (180…240) |
25 |
430 |
ВУ-16-75 |
16 (180…240) |
75 |
990 (два бака) |
ВУ-6,3-85 |
6,3 (70…95) |
85 |
720 |
ВУ-26-24 |
26 (320…400) |
24 |
610 |
ВУ-5-30 |
7 (90) |
30 |
356 |
ВУ-10-30А |
14 (150) |
30 |
530 |
ВУ-7-65 |
7 (100) |
65 |
610 |
Тиск вмикання гідроакумуляційної установки Р1, м, визначається за залежністю
(36)
де НВ – вільний напір в розрахунковій точці (для автонапувалок 4..6 м; для одноповерхових будівель 8 м; двоповерхових – 12 м); НГ – різниця геодезичних відміток розрахункової точки водопровідної мережі і мінімального рівня води в баку, м; hВН – втрати напору в водопровідній мережі від бака до розрахункової точки, м.
Тиск вимикання Р2, м, визначається за залежністю
(37)
Визначення потужності і вибір типу електродвигуна для приводу насосів
За даними попередньо вибраного насоса (Qн.ном., Нн.ном., ηн.ном.) визначають його розрахункову потужність Рр., кВт, за виразом
, (38)
де Qн.ном. подача насоса, м3/с; Нн.ном. висота підйому води (напір), м; r густина води, кг/м3, r = 1000; g прискорення вільного падіня, м/с2; ηн.ном коефіцієнт корисної дії насоса.
Потужність привідного двигуна Рн.дв, кВт, визначають за співвідношенням
, (39)
де ηпер ККД передачі (при безпосередньому з’єднанні двигуна з насосом ηпер ηпер = 1,0, для клинопасової передачі – 0,97); Кз коефіцієнт запасу (при потужності двигуна до 1,5 кВт Кз = 1,5, від 1,5 до 4,0 кВт – 1,2, від 4,0 до35 кВт 1,15, більше 35 кВт –1,1).
Для водопостачання ферм, комплексів, тепличних господарств, а також забезпечення побутових потреб населення найчастіше використовують електронасосні агрегати серії ЭЦВ (додаток Е), які піднімають воду з артезіанських свердловин глибиною 50...250 м. Ці насоси комплектуються спеціальними трифазними електродвигунами з короткозамкненим ротором серії ПЭДВ.