Определение напора и мощности двигателя насосной установки

Необходимый напор для перемещения гидросмеси определяется по формуле

(119)

где: Н- геодезическая высота подъема «+» (глубина спуска «-»), м; ε = 1,05-1,10- коэффициент, учитывающий местные потери в трубопроводе

Потребная мощность двигателя напорной установки определяется по формуле

(120)

где: К_З= 1,10-1,15- коэффициент запаса мощности; η= 0,92-0,94- КПД двигателя.

С помощью справочной литературы по найденным значениям V_К, Н_НАП и N_ДВ выбирают типоразмер рабочей насосной установки.

Пример расчета. Выполнить расчет напорной гидротранспортной установки по следующим исходным данным:

производительность по твердой фракции Q= 1500 т/ч;

вид транспортируемого материала- гравийно-песчанистый с содержанием глины;

насыпная плотность твердой фракции γ= 2,5 т/м³;

плотность воды γ_в= 1,0 т/м³;

максимальный размер куска а_max= 85 мм;

расстояние транспортирования груза L= 600 м;

высота подъема груза Н= 25 м.

1. Объемный расход гидросмеси составляет

где: S= 0,2- концентрация гидросмеси для гравийно-песчанистых грунтов.

2. Принимаем ориентировочное значение диаметра трубопровода:

По табл. 4.1 для данного типа груза и Д= 300мм принимаем критическую скорость гидросмеси υ_кр= 2,9 м/с.

3. Определяем рабочую скорость гидросмеси составит

Осуществляем проверку диаметра трубопровода по условию обеспечения заданной производительности:

300 < 556- условие не выполняется.

Принимаем диаметр трубопровода Д= 600 м, критическую скорость υ_кр= 4,1 м/с (табл. 4.1) и определяем рабочую скорость гидросмеси:

Вновь производим проверку

Условие не выполняется

Принимаем диаметр трубопровода Д= 500 мм, критическую скорость υ_кр= 3,8 м/с и повторяем расчеты:

условие выполняется.

Для последующих расчетов окончательно принимаем Д= 500 мм и υ= 4,56м/с.

4. Удельные потери напора при движении гидросмеси на 1 м длины трубопровода определяются по формуле

где:

5. Рассчитываем напор насосной установки:

6.Вычисляем мощность привода насосной установки:

По полученным расчетным значениям V_К, Н_НАП и N_ДВ выбираются тип и количество насосов.

4.2. Расчет самотечного транспорта

Целью расчета является определение производительности гидротранспортной установки и минимального уклона гидропривода.

Исходные данные: часовая производительность по твердой фракции; физико-механические свойства груза; тип гидропровода.

Расчет самотечного транспорта включает определение расхода гидросмеси и минимального уклона гидропровода

Определение расхода гидросмеси. Расчет производится по форм- уле (110)

Определение минимального уклона гидропровода. Преобразовав известную формулу Шези, получим

(121)

где: υ- скорость гидросмеси, равная или несколько больше критической, м/с; С- коэффициент Шези, зависящий от степени шероховатости повер-хности гидропровода (табл. 4.2); R- гидравлический радиус (отношение площади поперечного сечения струи к величине смоченного периметра), который определяется формой гидропровода:

при полукруглом сечении

(122)

при прямоугольном сечении

(123)

при трапецеидальном сечении

(124)

Таблица 4.2

Значения коэффициента Шези С

Тип гидропровода	Гидравлический радиус R, м
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
Весьма тщательно обструганные, хорошо пригнанные доски; штукатурка из чистого цемента	70	75	80	90	95
Неструганные, хорошо пригнанные доски; чистые водосточные трубы; хорошая бетонировка	60	65	70	75	78
Средняя кирпичная кладка; облицовка из тесаного камня	45	50	55	58	60
Средняя бутовая кладка; каналы в плотном гравии, лессе. земле	30	35	38	40	43

Во многих случаях уклоны гидропровода определяется рельефом местности. При избыточном уклоне целесообразно применять гидропроводы с повышенным коэффициентом шероховатости, а в обратном случае- с пониженным.

Пример расчета. Выполнить расчет самотечной гидротранспортной установки по следующим исходным данным:

производительность по твердой фракции Q= 900 т/ч;

вид транспортируемого материала- мелкий гравий;

концентрация гидросмеси S= 0,2;

тип гидропровода: деревяный лоток прямоугольной формы поперечного сечения (В= 1 м; h= 0,4 м);

насыпная плотность твердой фракции γ= 2,5 т/м³.

1. Объемный расход гидросмеси составляет

2. Критическая скорость гидросмеси определяется с учетом ширины и высоты применяемого лотка

Для дальнейших расчетов принимаем рабочую скорость гидросмеси υ= 1,4 м/с.

3.Гидравлический радиус определяется по формуле

Максимальный уклон лотка:

где: С= 65- коэффициент Шези (табл. 4.2).

Для напорного и самотечного гидротранспорта оборудование насосных станций, камерные питатели, типы гидропроводов (трубы, лотки, желоба и т.д.) выбираются по каталогам и справочникам.