4.1.4 Расчет напорного и всасывающего трубопроводов

Число напорных трубопроводов и схема трубных коллекторов.

Для ГВУ с тремя насосными агрегатами принимается два напорных трубопровода. Для двух напорных трубопроводов должно выполнятся условие:

Q ч max < 2∙Q ч н ; (4.7)

т.е. Qrmax не превышает более чем в два раза Q г н.

600 ≤2∙450

600≤ 900.

Напорный трубопровод предназначенный для включения на него одного насоса будет являться индивидуальным. Диаметр индивидуального трубопровода определяется по расчетной производительности насосного агрегата:

Q рт = Q рн = 720 м³/с.

4.1.5 Расчет диаметра трубопровода

Расчет диаметров напорных трубопроводов производится с учетом выбранной схемы трубного коллектора и числа напорных трубопроводов, а также заданных режимов откачивания шахтных притоков воды.

Диаметр напорного трубопровода определяется по формуле:

dун=18,8√(Qр.тр/Vэк); (4.8)

d ун = 18,8√(360/2) = 252,2 мм;

где

Qр.тр=0,5∙Qр.н=0,5∙720=360;

Экономичная скорость движения воды в напорном трубопроводе должна находится в пределах Vэк = 1,5 - 2 м/с.

Vэк = 2 м/с

Для уменьшения гидравлических сопротивлений диаметр всасывающего трубопровода принимается на 25 - 50 мм больше расчетного значения напорного трубопровода:

dвс = dун + (25 ...50); (4.9)

dвс = 252,2 + 30 = 282,2мм.

4.1.6 Определение толщины стенки труб

Расчетное давление в трубопроводе принимается в 1,5 раза больше рабочего и для нижнего сечения напорного трубопровода определяется по формуле:

Рр=1,5∙q∙g∙Нн∙10^-6; (4.10)

р = 1020 кг/м³ - плотность шахтной воды;

g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения; Нн=500 м - напор создаваемый насосом, м.

Рр = 1,5∙1020∙9,81∙500∙10^-6 = 6,2 МПа.

Максимальная толщина стенки трубы:

δо = 1000∙Рр / (0,8∙ δвр) = 1000∙ 6,2 / (0,8- 500) = 15,5 мм; (4.11)

δвр = 500 МПа - временное сопротивление.

где,

Толщина стенок труб с учетом срока службы и коррозийного износа:

5 = (100∙[δо + (δкн + δкв)t])/ (100-Кд); (4.12)

δкн = 0,25 мм/год - скорость коррозии наружной стенки труды;

δ_КВ = 0,1 мм/год - скорость коррозийного износа;

t= 10 - 20 лет - расчетный срок службы напорных трубопроводов;

Кд = 10 - уменьшение толщины стенки труб из-за минусового допуска.%.

δ = (100 [15,5 + ( 0,25 + 0,1)∙20]) /(100 - 10) = 25 мм.

Наружный диаметр трубопровода:

Днн= dун + 2 -8 = 252,2 + 2- 25 = 302,2 мм. (4.13)

По ГОСТ 8732-78 выбираем трубы по наружному диаметру с необходимой толщиной стенок и принимаем: Дн=325.

Фактическая скорость воды для выбранного стандартного диаметра труб при расчетном расходе определяется по формуле:

ν= 4∙Qртр / πD² n ст ∙3600; (4.14)

о = 4∙360 / 3,14∙0,325²∙3600 = 1,2 м/с.

Расчеты по выбору труб сводятся в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Характеристика выбранных трубопроводов на насосной установке.