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 строим продольный разрез подводящего канала с изображением расположения оси насосной станции. Так же изображаем дамбу, размеры которой принимаем исходя из следующих рекомендаций ширина по гребню – 6 м; превышение гребля над максимальным уровнем воды – 0,5м; коэффициент заложения откосов принимаем равным 1:1(рис 1.)

1.2 Расчет подводящего канала

1. Устанавливаем исходные данные.

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

Q_н.ст.= Q_max = 3Q = 3×0,9=2,7 ,м³/с

Коэффициент заложения откосов m=1,0. 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 = 1,3 м.

3. Определяем площадь живого сечения канала:

=м² , где

-допустимая скорость на размыв, принимаемая для глины равной 1,75 м/с.

Глубина воды в канале:

h= =м.

Далее определяем смоченный периметр:

м.

Затем определяем гидравлический радиус:

R==м.

4. По формуле Шези находим гидравлический уклон канала при заданной

скорости размыва:

С==х=44 м^0,5/с, где

n- коэффициент шероховатости, n=0,02.

Уклон канала равен:

i_р== =0,00035

5. 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 таблицу 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	1,3	0	0	0	0	0
0,1	1,58	0,14	0,09	33,37	0,59	0,08
0,2	1,87	0,30	0,16	36,87	0,88	0,26
0,3	2,15	0,48	0,22	38,95	1,10	0,53
0,5	2,71	0,90	0,33	41,60	1,43	1,28
0,75	3,42	1,54	0,45	43,76	1,75	2,69
0,9	3,85	1,98	0,51	44,76	1,91	3,79

По данным таблицы 1.1строим 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. Сверяем расчетные данные и данные по графику. Должно выполняться условие V_max<V_р, и V_min>V_н.з., где V_н.з – допустимая скорость на заиление, которая определяется по формуле:

V_н.з== м/с ,где

h_min – минимальная глубина воды в канале при заданном Q_min.

Сверяем данные:

V_max = 1,7 <V_р=1,75 – условие соблюдено;

V_min = 1,25 >V_н.з =0,36 – условие соблюдено.

2 Подбор основного гидромеханического и энергетического оборудования

2.1 Определение расчетного напора

В общем случае расчетный напор насоса определяется по формуле:

Н_р=Н_{г ср.}+ h_Т+ Н_св

Н_{г ср}-средневзвешенный геодезический напор определяемый по формуле:

Н_{г ср.}= Н_{max ;}

h _Т – потери на трение:

h_T = h_M +h_ДЛ.

Так как трубопровод еще не заплонирован , поэтому величина потерь напора принимается по рекомендациям ГОСТа h_M =0,5..0,75.

Потери по длине трубопровода:

h_дл =i×L_тр. ,где

i- удельное сопротивление по длине трубопровода и принимается равным 4,0 м/км;

L_тр. – длина напорного трубопровода, при осушении принимается при осушении принимается равным ширине подошвы дамбы.

Принимаем его равным 11 м.

Н_св –свободный напор на конце трубопровода. При отсутствии Н_св = 0.

Рассчитаем расчетный напор насоса:

h_дл =i×L_тр.= 4 ×0,011/1000 = 0,044 м.

h_м = 0,5 м;

h_T = h_M +h_ДЛ.=0,5+0,044=0,544 м.

Н_{г ср.}= Н_max= 2м.

Н_р = Н_{г ср.}+ h_Т =2,0 + 0,544 =2,544 м.