1 Обоснование схемы гидротехнического узла машинного водоподъема

1.1 Выбор места расположения насосной станции

Осушительные насосные станции могут располагаться перед дамбой или в ее теле. Вопрос о месте строительства насосной станции может быть решен только в результате компоновки здания после подбора основного гидромеханического оборудования и выбора типа здания насосной станции. Поэтому, нанеся на продольный профиль трассы подводящего канала (строится только участок ее, прилегающий к водоприемнику) максимальный (рис 1.1 ) и минимальный уровни, необходимо показать на нем дамбу, размеры которой приняты исходя из следующих рекомендаций: ширина по гребню – 6 м; превышение гребня над максимальным уровнем – 0,5м; заложение откосов m =1,5.

Ось насосной станции предварительно расположим в точке пересечения сухого откоса с поверхности земли.

1.2 Расчет подводящего канала

1. Устанавливаем исходные данные.

В качестве расчетного расхода (Q_н.ст.) по графику работы насосной станции принимается максимальный расход:

Q_н.ст.= Q_max = 2Q = 2×2,3=4,6 ,м³/с

Коэффициент заложения откосов m=1,5. Коэффициент шероховатости принимаем n = 0,02.

2. Принимаем стандартным ширину канала по дну в зависимости от расхода в нем, используя рекомендации:

при Q_н.ст < 5 м³/с принимаем ширину канала по дну b = 1,0 м.

3. Определяем площадь живого сечения канала:

= м².

Глубина воды в канале: h=

h=м.

Далее определяем смоченный периметр:

м.

Затем определим гидравлический радиус: R=

R=м.

4. По таблице устанавливаем, что допустимая скорость на размыв для суглинка тяжелого V_р=1,0 м/с.

5. Из формулы Шези определим уклон канала: i_р=, где С=,

где n- коэффициент шероховатости, n=0,02.

C=;

i_р=.

Фактическую скорость определим по формуле Шези: V=C

V=47,65=0,92 м/с.

Расход воды в канале определим по формуле: Q=V×

6. При найденных параметрах b, m, i, n расчет повторим еще по нескольким расходам, постепенно, уменьшая до заданного минимального, в результате чего определяется глубина и скорость воды в канале. Результаты сведем в табл.1.1.

Таблица 1.1 Гидравлический расчет канала

h, м	, м	, м2	R, м	С, м/с0,5	V, м/с	Q, м3/с
0,50	2,80	0,88	0,31	41,46	0,52	0,45
0,80	3,8	1,76	0,46	44,16	0,67	1,18
1,0	4,6	2,5	0,54	45,3	0,74	1,86
1,40	6,05	4,34	0,72	47,44	0,9	3,91
1,6	6,8	5,44	0,8	48,25	0,97	5,25

По данным табл. 1.1 строим графики h=f(Q) и V=f(Q) (рис. 1.2), по которым определим отметки уровни воды V_max и V_min в подводящем канале. Должно выполняться условие V_max<V_р, но V_min>V_н.з., где V_н.з – допустимая скорость на заиление, которая определяется по формуле:

V_н.з=,

где, h_min – минимальная глубина воды в канале при заданном Q_min.

V_н.з = м/с.

2 Подбор основного гидромеханического и энергетического оборудования

2.1 Определение расчетного напора

На осушительных насосных станциях при перекачки воды в реку расчетный напор:

Н_р=Н_{г max} +∑h_t

Н_{г max} – максимальная разность отметок нижнего и верхнего бьефов. Для определения Н_г.max. необходимо построить совмещенный график колебания уровней воды верхнего и нижнего бьефов (рис. 2.1). Н_г=_3.44 м.;

Суммарные гидравлические потери ∑h_t состоят из гидравлических потерь на трение по длине всасывающего (h_т.в.) и напорного (h_т.н.) трубопроводов и гидравлических потерь на местные сопротивления (h_т.н.), т.е.

∑h_т=h_т.в. +h_т.н.+h_м.

где h_т.в. – потери во всасывающем трубопроводе, (0,5..0,7м);

h_м. – местные потери, (0,5..1,5м);

h_т.н – гидравлические потери по длине:

h_т.н=i×L_н.т.,

где i- удельное сопротивление по длине провода, i=3 м/км;

L_н.т – длина напорного трубопровода, (25..30м).

h_т.в=0,5 м; h_м = 1,0 м; L_н.т = 0,03км;

h_т.н=3×0,03=0,09 м;

∑h_т=0,5+1+0,09=1,59

Н_р=3,44+1,59=5,03м.