прошлые курсачи по насосам / по курсачу / Насосы / насосы / Обоснование схемы гидротехнического узла

1. Обоснование схемы гидротехнического узла

машинного водоподьёма

1. Выбор места расположения насосной станции

В зависимости от расположения насосной станции по отношению к водоисточнику может быть русловой или береговой тип компоновки. Русловой тип применяется при пологом русле реки и больших колебаниях уровней воды. Так как в исходных данных нет сведений о русле, то его можно считать достаточно крутым, а это по­зволяет принять береговой тип компоновки независимо от величины колебания уровней воды в водоисточнике.

Насосная станция может быть или совмещена с водоисточником или удалена от него. Последний случай предпочтительнее, так как уменьшается длина напорных трубопроводов, а вода от водоисточника к водозабор­ному сооружению насосной станции подводится каналом

Для определения типа компоновки и места расположения насосной станции необходимо в достаточно крупном масштабе построить про­дольный профиль по трассе напорного трубопровода, нанести на него максимальный и минимальный уровни воды в реке и ось насосной станции.

Совмещенный тип применяется при колебании уровней в реке более 6 м . В этом случае ось насосной станции располагается на урезе максимального уровня.

Раздельный тип применяется при колебании уровней в водоисточ­нике менее 6 м. Ось насосной станции располагается в том месте, где линия продолжения минимального уровня воды в реке или канале дос­тигнет глубины 6 м от поверхности земли. Расстояние от макси- мального уреза до оси насосной станции - есть длина подводя­щего канала.

2. Расчёт отводящего канала

При заборе воды на орошение из реки, в случае совмещённой компоновки выполняется расчёт отводящего канала. В качестве расчётного расхода по графику работы насосной станции принимается максимальный расход

Коэффициент заложения откосов m выбираем в зависимости от грунта. Для среднего суглинка m = 1,5. Коэффициент шероховатости принимаем n = 0,025.

Принимаем стандартную ширину канала по дну в зависимости от расхода в нём. При расходе принимаем ширину канала по дну равной 1м.

Определяем площадь живого сечения канала :

Глубину воды в канале :

Определяем смоченный периметр :

Гидравлический радиус :

Из формулы Шези определяем уклон канала :

где

n = 0,025 – коэффициент шероховатости.

Фактическая скорость :

2. Подбор основного гидромеханического и энергетического оборудования

2.1 Определение расчётного напора

Расчётный напор насоса оросительной насосной станции определяется по формуле :

где средневзвешенный геометрический напор, м;

суммарные гидравлические потери во всасывающей и нагнетательной линиях насоса, м.

свободный напор, м.

Для определения необходимо построить совмещенный график колебания уровней в нижним и верхним бьефах в отметках, по которому определяем геометрические напоры и их продолжитель- ность t.

Тогда

2.2 Определение расчётного расхода и числа агрегатов

Расчётный расход насоса определяется из условия лучшего обеспечения графика водоподачи насосной станции с максимальной экономической эффективностью. При этом число рабочих агрегатов должно обеспечивать максимально потребный расход насосной станции.

Число рабочих агрегатов определяется по формуле :

где максимальная водоподача;

расчётный расход насоса.

2.3 Выбор основного насоса

По расчетному напору Н _р и расчетному расходу Q _р насоса с по­мощью графика сводных полей выбирается тип и марка насоса.

Имея тип и марку насосу, в каталоге находится рабочая харак­теристика данного насоса с максимально допустимой частотой враще­ния.

В нашем случае принимаем насос типа Д - горизонтальный.

Принимаем марку насоса 20НДН , который имеет следующие параметры :

- диаметр рабочего колеса

- коэффициент полезного действия

- геометрическая высота всасывания

- частота вращения колеса

Габаритные параметры насоса типа Д, мм

Марка насоса	А	Б	Г	Д	Е	К	Л	Диаметр патрубков		Марка насоса, кг
20НДН	1020	740	525	600	900	1118	954	600	500	3000

2.4. Подбор электродвигателя

Электродвигатели подбираются по максимальной потребной мощ­ности на валу насоса , частоте вращения и форме исполнения ( гори­зонтальные или вертикальные).

Максимальная мощность двигателя определяется по формуле :

где и - расчетные расход и напор насоса ;

- коэффициент запаса ;

- коэффициент полезного действия насоса в долях от единицы , снимаемой с характеристики насоса для Q _p.

Первоначально расчетная мощность по формуле :

находим без учета коэффициента запаса К , после чего этот коэффициент оп­ределяется по таблице и уточняются значения мощности. Тогда

По найденной расчетной мощности двигателя подбирается марка электродвигателя . При этом мощность подобранного электродвигателя может отличаться от расчетной только в сторону увеличения до 30 % , а частота вращения его должна быть немного больше частоты вращения насоса .

В нашем случае подобран двигатель марки АО 101 – 6 , который имеет следующие параметры приведенные в таблице 2.4.1.

Марка двигателя	Мощность,	Частота вращения	КПД,%	Масса, т	, м	, м
Напряжение 380/500 В
АО101-6	100-320	980	93	1,2-2,6	1,2-1,5	0,9-1,1

2.5. Определение допустимой геометрической высоты всасывания

Геометрическая высота всасывания насоса - это расстояние по вертикали от минимального уровня воды в нижнем бьефе до оси цен­тробежного насоса или до середины входных кромок лопастей рабочего колеса осевых насосов. По этой величине устанавливается высотная посадка насоса при которой не должны возникать кавитационные явления во время его работы . С этой целью определяется допустимая геометрическая высота всасывания по формуле :

где - допустимая приведенная высота всасывания , м ;

- гидравлические потери на трение ( по длине и местные) во всасывающем трубопроводе , м ( принимались ранее при подборе насоса ).

Допустимая приведенная высота всасывания для центробежных насосов , работающих на воде с температурой до 20 ° С, определяется -по формуле :

где - допустимая вакуумметрическая высота всасывания , м ;

- скорость во всасывающем патрубке насоса, м / с .

Для центробежных насосов допустимую вакуумметрическую вы­соту всасывания снимают с кривой на рабочей характеристике при расчетном расходе насоса Q _р.

Рассчитаем площадь патрубка :

При этом скорость будет равна :

Тогда допустимая приведенная высота всасывания будет равна :