2.4.2 Гидравлический расчет и согласование системы при заполнении цистерн балластом.
Для расчёта системы на заполнение составляется схема расчётной магистрали, включающей обводную перемычку, которая позволяет заполнять цистерны забортной водой. Ввиду малости длины трубопровода от кингстонной перемычки до насоса, этот участок не рассчитывается.
Расчётная магистраль содержит участки:
Участок 1-2 – перемычка, служащая для заполнения цистерн, протяжённостью от насоса до места присоединения к балластной магистрали.
Так как диаметры магистрали и приёмных отростков одинаковы, то участок 2-3 будет включать балластную магистраль.до места присоединения отростка, ведущего в левую балластную цистерну двойного борта и сам этот отросток.
Расчётная схема представлена на рисунке 2.3
Расчёт производится аналогично расчёту системы на осушение – для трёх расходов и на начало заполнения, при этом геометрической высотой z подъема воды в расчете является превышение уровня воды в заполняемой цистерне над ГВЛ в балласте. Высота установки насоса в расчет не входит.
График по расчёту построен на рисунке 2.4.
Случай "начало заполнения" не рассчитывается, а строится путём вертикального смещения точек Нс вниз на величину уровня жидкости над наливным патрубком (он же приёмный) в полностью заполненной цистерне .
Для согласования характеристик совместной работы насоса и системы производим гидравлический расчет балластной системы при осушении балласта для трех значений подачи насоса: Q1=50м3/ч; Q2=66м3/ч; Q3=80м3/ч.
В качестве основного расчетного случая рассматриваем “окончание заполнения”, при этом геометрическая высота подъема воды будет равна подъему воды до верха бортовой балластной системы над БВЛ 3м.
Гидравлический расчет производим в таблице 2.3.
Расчетный случай начало заполнения в таблице 2.3 не рассчитывается, а положение характеристики системы получаем путем эквидистантного сдвига характеристики системы вертикально вниз на высоту жидкости над приемником в начале осушения 6,24 м.
В результате расчета строим графики характеристик работы балластной системы и насоса на заполнение, представленные на рисунке 2.4.
В результате расчета получено, что характеристики системы в “начале заполнения” и в “конце заполнения” пересекается с характеристикой насоса за пределами рабочей части.
Для согласования работы насоса и системы выбираем насос Q=63м3/ч. Согласование производим для случая “начало заполнения”
Для согласованной работы насоса и системы с этой подачей требуется увеличить местное гидравлическое сопротивление на участке 2-3. Требуемая величина потерь напора в этом трубопроводе определяется графически, и равна 13,35м
Величину коэффициента дополнительного гидравлического сопротивления определяем по формуле
ζдоп= (13,35*2*9,81)/2,432=44,35
Используя полученные значения, производим окончательный расчет потерь в системе в таблице 2.3.
В последней строчке таблицы 2.3 приводятся характеристики совместной работы насоса и системы в “конце заполнения” при рабочем значении подачи.
Таким образом, в результате расчета получим, что насос и система в “конце заполнения” работают при следующих параметрах:
Подача насоса 80м3/ч
Полный напор 32м
Рабочая мощность насоса 12,8кВт