32. Выбор типа насоса. Расчет и выбор оборудования

Минимальная подача насоса:

для угольных шахт:

Q_min=24*Q_пр/16 (4.1)

для рудных шахт:

Q_min=24*Q_пр/20. (4.2)

Ориентировочный напор насоса:

Н_ор=Н_г/ η_тр, (4.3)

Где η_тр = 0,9…0,95 – кпд трубопровода.

Для выбора типа насоса необходимо на сводный график рабочих зон характеристик насосов нанести точку с координатами: Q _min , Н_ор . Если точка попадает в рабочую зону нескольких насосов, то выбор окончательного варианта будет зависеть от результатов их технико-экономического сравнения. В случае, если требуемый напор не может быть обеспечен насосом данной подачи, необходимо рассмотреть следующие варианты:

а) применение насоса с большой подачей и напором;

б) применение ступенчатого водоотлива с последовательным включением насосов, расположенных в разных горизонтах;

в) применение ступенчатого отлива с водосборником на промежуточном горизонте.

Если необходимая подача превышает максимальную для насоса, который подходит по напору, следует применить параллельную работу насосов на один трубопровод. Окончательный вариант определяется технико-экономическим сравнением. После того как выбран насос, необходимо обратиться к его напорной характеристике и определить напор на одно колесо H_к в оптимальном режиме (при максимальном кпд), напор на одно колесо при закрытой задвижке H_ко и номинальную подачу Q_н. Число рабочих колёс насоса определяется по формуле: Z= H_ор/H_к (4.4) и округляется до ближайшего целого числа. Напор насоса при закрытой задвижке может быть подсчитан по формуле:

H_о =Z*H_ко (4.5)

Выбранный насос проверяется на устойчивость:

Н_г≤ 0,95*Н_о (4.6)

Если это условие не соблюдается, надо увеличить число рабочих колёс. При расчёте трубопроводов водоотливных установок необходимо определить материал, диаметры всасывающего трубопровода, толщину стенки труб, потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений, а также обосновать выбор и расположение трубных коллекторов в насосной камере. От правильного решения этих вопросов зависят экономичность, надёжность и удобство эксплуатации водоотливных установок.

33. Определение рабочего режима водоотливной установки

Определив сопротивление трубопровода, строим его характеристику согласно уравнению:

Н_т=Н_г+R_cQ²

Подставляя различные значения расхода (от 0 до 120% его номинального значения) в уравнение, находят соответствующие значения напора. Полученную кривую трубопроводной сети накладывают на напорную характеристику насоса. Последняя обычно представлена на одно рабочее колесо, поэтому для получения напорной характеристики всего насоса значение напора на графике необходимо умножить на количество рабочих колес. Точка пересечения напорных характеристик насоса и трубопровода определяет рабочий режим водоотливной установки с соответствующими ему координатами (Q_Ρ, Η_Ρ).

34. Проверка рабочего режима на кавитацию

Предварительно определяется действительная вакуумметрическая высота всасывания по следующей формуле:

Н_в=Н_вс+[А_д1L_р1+А_м1(∑₁ξ+1)]Q²

где Η_вс - геометрическая высота всасывания водоотливной установки, м (согласно типовой схеме ее можно принимать Η_вс =3,5 м). По характеристике насоса определяется его допустимая вакуумметрическая высота всасывания в рабочем режиме Н_в^доп. Если Н_в^доп <Η_Β кавитация при работе насоса в данном режиме (Q_р , Η_р ) не возникает. В случае невыполнения этого условия, необходимо с целью исключения кавитации уменьшить геометрическую высоту всасывания (Η_вс) или увеличить диаметр всасывающего трубопровода (d_вс). В некоторых случаях при малой Н_в^доп рекомендуется применять подкачивающие насосы.