2.1 Определение расчетного напора

На орасительных 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 max} = 4,2м.

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=3,5 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=3,5×0,03=0,105 м;

Н_р = 4,2 + 1,71 =5,9 м.

2.2 Определение расчетного расхода и числа агрегатов

Расчетный расход насоса определяется из условия лучшего обеспечения графика водоподачи насосной станции с максимально экономической эффективностью. В качестве расчетного расхода Q_р принимаем минимальную подачу, то есть Q_р=Q_min=1,5 м³/с.

Число рабочих агрегатов определяется по формуле: n _р=, шт..

n _р===3 шт.

К числу рабочих агрегатов добавим резервный насос, так как насосная станция предназначена для целей осушения и должна работать бесперебойно в течении рабочего периода. Общее число насосов n_у=n_р+1=3+1=4 шт.

2.3 Выбор основного насоса

По расчетному напору H_р и расчетному расходу Q_р насоса с помощью графика свободных полей выбираем тип и марку насоса Оп 6-70. Имея марку насоса и частоту вращения n=730 (об/мин.), определяем безразмерные коэффициенты по формулам:

K_q= и K_н=.

K_q==0,36; K_н==0,08.

По значениям K_q и K_н по графику каталога насоса снимаем безразмерные характеристики:

К_∆h=0,106; η=84,5%; φ= -6⁰.

Таблица 2.3.1 Основные габаритные параметры насоса, мм

Марка насоса	А	Б	В	Д	Е	К	Н	Р	С	Дн	Масса насоса, кг
06-70	1300	235	285	705	3120	625	2150	1020	2365	800	3695

2.4 Подбор электродвигателя

Электродвигатели подбираются по максимальной мощности на валу насоса, частоте вращений и форме исполнения.

Мощность двигателя определяется по формуле:

N_дв=,

где Q_р и Н_р – расчетный расход и напор насоса;

η_н – КПД насоса в долях;

N_дв = =101,18 кВт.

Максимальную мощность двигателя с учетом коэффициента запаса мощности определим по формуле:

N_дв=,

где К – коэффициент запаса мощности, К=1,1.

N_дв = =111,3 кВт.

По данной мощности определим марку электродвигателя АО101-8. Основные параметры электродвигателя: N = 120 кВт, n = 735 об/мин.; η = 93,5%, m = 1,5т; L_дв = 1,3 м, Д_дв = 1,0 м.

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. По этой величине устанавливается высотная посадка насоса. С этой целью определяется допустимая геометрическая высота всасывания по формуле:

h_в^доп=Н_в.п^доп – h_т.в.,

где, Н_в.п^доп – допустимая приведенная высота всасывания, м.

Н_в.п^доп=10-∆h_доп

где, ∆h_доп – кавитационный запас, снимаемый с характеристики насоса;

∆h_доп=К_∆h∙n²D²

h_т.в – гидравл. потери от трения во всасывающем трубопроводе, h_т.в =0,5 м.

∆h_доп = 0,106 × 72,57 = 7,69 м.

Н_в.п^доп = 10 - 7,69 = 2,31 м.

h_в^доп = 2,31 - 0,5 = 1,81 м.

Величина подпора, требуемая заводом-изготовителем h_в = 1м.

Осевой насос устанавливаем с отрицательной геометрической высотой всасывания равной - 1 м.