Определение фактической подачи насосов
После определения фактической подачи насосов окончательно назначают количество работающих на каждой ступени насосов.
Фактическая подача определяется по формуле
,
где
- геометрическая высота подачи насосов,
равная:
м;
S
– сопротивление водовода, определяемое
с учетом удельного сопротивления
по формуле
с
/м
;
a и b – параметры определяемые соответственно по формулам
,
.
По
сводному графику полей выбранной марки
насоса (приложения В, Г, Д, Е [1]) берутся
значения Н
=
38 м, Н
=
30 м; при этом Q
=
0,33 м
/с
и Q
=
0,19 м
/с.
Значения параметров будут равны:
с
/м
;
м.
Определяем подачу двух насосов, работающих на два водовода:
0,468
м
/с
= 1684,8 м
/час.
Для шести насосов:
=0,657м
/с
= 2365,2 м
/час
4 Выбор оптимального режима работы насосов и определение
требуемых емкостей РЧВ и бака водонапорной башни
Проведенные выше расчеты показывают, что при непрерывной работе два насоса в течение часа подают 1684,8 м , что составляет 2,16 % от максимального суточного водопотребления шесть насосов – 2365,2 м , или 5,17 %.
Руководствуясь режимом водопотребления (таблица 1) принимаем двухступенчатую работу насосов:
I ступень – с 0 до 6 и с 22 до 24 часов при среднем водопотреблении 2,16 %;
II ступень – с 6 до 22 часов, при среднем водопотреблении 5,17 %;
Принимаем на I ступени два насоса, на II – шесть насосов. Ступенчатый график водопотребления и водоподачи представлен на рисунке 2.
-
водопотребление - подача
НС –II
-
- из бака ВБ -
в бак ВБ
Рисунок 2 – График водопотребления и водоподачи по первому варианту
Сравнение средних значений водопотребления с вычисленными фактическими подачами двух, шести насосов показывают, что подача выбранных насосов на каждой ступени превышает водопотребление. На основании этого делаем вывод, что работа насосов на каждой ступени должна быть прерывной (насосы в каждом часовом интервале должны работать неполный час).
Рассчитаем необходимое время непрерывной работы насосов для обеспечения подачи, равной среднечасовому водопотреблению в пределах каждой ступени.
На первой ступени насос за непрерывный час работы подает в сеть объем воды, составляющий 3,83 % от максимального суточного водопотребления. А расчетная подача в течение каждого часа на этой ступени должна составлять 2,16 %. Следовательно, время непрерывной работы насоса в каждом часовом интервале I ступени должно равняться:
Т
=
=
33,8 мин.
Принимаем Т = 34 мин, что соответствует подаче Q = 2,16 %.
Аналогично находим необходимое время непрерывной работы в течение часа насосов на II ступени.
Т
=
=
57,7 мин.
Принимаем Т = 58 мин, что соответствует подаче Q = 5,17 %.
Затем рассчитываем суточный баланс водопотребления и подачи воды насосами (таблица 3).
Таблица 3 – Расчет суточного баланса водопотребления и подачи воды
Вариант 1
Часы суток |
Подача НС-I, % |
Подача НС-II, % |
Потреб-ление,% |
Поступ. в РЧВ, м3 |
Расход из РЧВ, м3/ч |
Остаток в РЧВ, м3 |
Поступ. в бак , м3 |
Расход из бака, м3/ч |
Остаток в баке, м3 |
Число и время работы насосов НС-II |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
0-1 |
4,17 |
2,16 |
2,00 |
2,01 |
|
2,01 |
0,16 |
|
0,16 |
2Н-34 мин |
1-2 |
4,17 |
2,16 |
1,90 |
2,01 |
|
4,02 |
0,26 |
|
0,42 |
2Н-34 мин |
2-3 |
4,17 |
2,16 |
1,80 |
2,01 |
|
6,03 |
0,36 |
|
0,78 |
2Н-34 мин |
3-4 |
4,17 |
2,16 |
1,80 |
2,01 |
|
8,04 |
0,36 |
|
1,14 |
2Н-34 мин |
4-5 |
4,17 |
2,16 |
2,30 |
2,01 |
|
10,05 |
|
0,14 |
1,00 |
2Н-34 мин |
5-6 |
4,17 |
2,16 |
2,80 |
2,01 |
|
12,06 |
|
0,64 |
0,36 |
2Н- 34 мин |
6-7 |
4,17 |
5,17 |
4,70 |
|
1,00 |
11,06 |
0,47 |
|
0,83 |
6Н- 58 мин |
7-8 |
4,17 |
5,17 |
5,10 |
|
1,00 |
10,06 |
0,07 |
|
0,90 |
6Н- 58 мин |
8-9 |
4,17 |
5,17 |
6,30 |
|
1,00 |
9,06 |
|
1,13 |
-0,23 |
6Н- 58 мин |
9-10 |
4,17 |
5,17 |
6,30 |
|
1,00 |
8,06 |
|
1,13 |
-1,36 |
6Н- 58 мин |
10-11 |
4,17 |
5,17 |
6,20 |
|
1,00 |
7,06 |
|
1,03 |
-2,39 |
6Н- 58 мин |
11-12 |
4,17 |
5,17 |
6,10 |
|
1,00 |
6,06 |
|
0,93 |
-3,32 |
6Н- 58 мин |
12-13 |
4,17 |
5,17 |
5,10 |
|
1,00 |
5,06 |
0,07 |
|
-3,25 |
6Н- 58 мин |
13-14 |
4,17 |
5,17 |
5,00 |
|
1,00 |
4,06 |
0,17 |
|
-3,08 |
6Н – 58 мин |
14-15 |
4,17 |
5,17 |
5,20 |
|
1,00 |
3,06 |
|
0,03 |
-3,11 |
6Н – 58 мин |
15-16 |
4,17 |
5,17 |
5,30 |
|
1,00 |
2,06 |
|
0,13 |
-3,24 |
6Н – 58 мин |
16-17 |
4,17 |
5,17 |
5,10 |
|
1,00 |
1,06 |
0,07 |
|
-3,17 |
6Н – 58 мин |
17-18 |
4,17 |
5,17 |
4,80 |
|
1,00 |
0,06 |
0,37 |
|
-2,80 |
6Н – 58 мин |
18-19 |
4,17 |
5,17 |
4,70 |
|
1,00 |
-0,94 |
0,47 |
|
-2,33 |
6Н- 58 мин |
19-20 |
4,17 |
5,17 |
4,50 |
|
1,00 |
-1,94 |
0,67 |
|
-1,66 |
6Н- 58 мин |
20-21 |
4,17 |
5,17 |
4,30 |
|
1,00 |
-2,94 |
0,87 |
|
-0,79 |
6Н- 58 мин |
21-22 |
4,17 |
5,17 |
4,00 |
|
1,00 |
-3,94 |
1,17 |
|
0,38 |
6Н- 58 мин |
22-23 |
4,17 |
2,16 |
2,40 |
2,01 |
|
-1,93 |
|
0,24 |
0,14 |
2Н- 34 мин |
23-24 |
4,17 |
2,16 |
2,30 |
2,01 |
|
0,08 |
|
0,14 |
0,00 |
2Н- 34 мин |
Итого |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Для насосной станции первого подъема (НС I) режим работы в течение суток назначаем равномерным. Подача НС I будет равна:
=
1833 м3/ч,
или 4,17 % от максимального суточного водопотребления.
Регулирующая емкость РЧВ и бака водонапорной башни определяется суммой абсолютных величин: максимальной отрицательной и максимальной положительной в графах 7 и 10.
Регулирующий объем резервуара будет равен:
м
.
Регулирующий объем бака водонапорной башни:
м
.
К полученным объемам резервуара и бака добавляется объем на пожаротушение.
Согласно
[2], РЧВ должен содержать трехчасовой
запас воды на пожаротушение, а бак
водонапорной башни – десятиминутный
запас воды на пожаротушение из расчета
одного наружного и одного внутреннего
пожаров. Расчетный расход на один
наружный пожар
,
число одновременных пожаров
.
Расход на внутренний пожар принимаем
равным 10 л/с.
Тогда объем резервуара будет равен:
=
6116,4 м
.
Объем бака:
=
1983,4 м
.
Полученный объем бака соответствует нормам проектирования.
Попробуем уменьшить регулирующую емкость водонапорного бака, варьируя время работы насосов и их число в различных часовых интервалах.
Таблица 4 –Расчет суточного баланса водопотребления и подачи воды
Вариант 1а
Часы суток |
Подача НС-I, % |
Подача НС-II, % |
Потреб-ление,% |
Поступ. в РЧВ, м3 |
Расход из РЧВ, м3/ч |
Остаток в РЧВ, м3 |
Поступ. в бак , м3 |
Расход из бака, м3/ч |
Остаток в баке, м3 |
Число и время работы насосов НС-II |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
0-1 |
4,17 |
2,86 |
2,00 |
1,31 |
|
1,31 |
0,86 |
|
0,86 |
2Н-45 мин |
1-2 |
4,17 |
2,86 |
1,90 |
1,31 |
|
2,62 |
0,96 |
|
1,82 |
2Н-45 мин |
2-3 |
4,17 |
1,90 |
1,80 |
2,27 |
|
4,89 |
0,10 |
|
1,92 |
2Н-30 мин |
3-4 |
4,17 |
1,90 |
1,80 |
2,27 |
|
7,16 |
0,10 |
|
2,02 |
2Н-30 мин |
4-5 |
4,17 |
1,90 |
2,30 |
2,27 |
|
9,43 |
|
0,40 |
1,62 |
2Н-30 мин |
5-6 |
4,17 |
2,86 |
2,80 |
1,31 |
|
10,74 |
0,06 |
|
1,68 |
2Н- 45 мин |
6-7 |
4,17 |
5,35 |
4,70 |
|
1,18 |
9,56 |
0,65 |
|
2,33 |
6Н- 60 мин |
7-8 |
4,17 |
5,35 |
5,10 |
|
1,18 |
8,38 |
0,25 |
|
2,58 |
6Н- 60 мин |
8-9 |
4,17 |
5,35 |
6,30 |
|
1,18 |
7,20 |
|
0,95 |
1,63 |
6Н- 60 мин |
9-10 |
4,17 |
5,35 |
6,30 |
|
1,18 |
6,02 |
|
0,95 |
0,68 |
6Н- 60 мин |
10-11 |
4,17 |
4,01 |
6,20 |
0,16 |
|
6,18 |
|
2,19 |
-1,51 |
6Н- 45 мин |
11-12 |
4,17 |
5,35 |
6,10 |
|
1,18 |
5,00 |
|
0,75 |
-2,26 |
6Н- 60 мин |
12-13 |
4,17 |
5,35 |
5,10 |
|
1,18 |
3,82 |
0,25 |
|
-2,01 |
6Н- 60 мин |
13-14 |
4,17 |
5,35 |
5,00 |
|
1,18 |
2,64 |
0,35 |
|
-1,66 |
6Н - 60 мин |
14-15 |
4,17 |
5,35 |
5,20 |
|
1,18 |
1,46 |
0,15 |
|
-1,51 |
6Н - 60 мин |
15-16 |
4,17 |
4,01 |
5,30 |
0,16 |
|
1,62 |
|
1,29 |
-2,80 |
6Н - 45 мин |
16-17 |
4,17 |
5,35 |
5,10 |
|
1,18 |
0,44 |
0,25 |
|
-2,55 |
6Н - 60 мин |
17-18 |
4,17 |
5,35 |
4,80 |
|
1,18 |
0,74 |
0,55 |
|
-2,00 |
6Н - 60 мин |
18-19 |
4,17 |
5,35 |
4,70 |
|
1,18 |
-1,92 |
0,65 |
|
-1,35 |
6Н- 60 мин |
19-20 |
4,17 |
5,35 |
4,50 |
|
1,18 |
-3,10 |
0,85 |
|
-0,50 |
6Н- 60 мин |
20-21 |
4,17 |
4,01 |
4,30 |
0,16 |
|
-2,94 |
|
0,29 |
-0,79 |
6Н- 45 мин |
21-22 |
4,17 |
5,35 |
4,00 |
|
1,18 |
-4,12 |
1,35 |
|
0,56 |
6Н- 60 мин |
22-23 |
4,17 |
1,90 |
2,40 |
2,27 |
|
-1,85 |
|
0,50 |
0,06 |
2Н- 30 мин |
23-24 |
4,17 |
2,24 |
2,30 |
1,93 |
|
0,08 |
|
0,06 |
0 |
2Н- 37 мин |
Итого |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
|
|
|
|
|
|
|