Тема: Определение расчетного напора основных насосов
Расчетный напор насоса Нр обычно определяется как сумма средневзвешенной геодезической высоты подъема Нг.ср и потерь напора в сооружениях станции от водоисточника до водоприемника:
Нр = Нг.ср + hвс + hн,
где hвс – потери напора во всасывающем патрубке насоса;
hн – потери напора в напорном трубопроводе.
При проектировании НС следует определить 3 расчетных напора:
- максимальный расчетный Нрmax;
- средневзвешенный расчетный Нр;
- минимальный расчетный Нрmin.
Максимальный напор необходим для проверки возможности реализации заданной подачи НС, средневзвешенный – для расчета потребления электроэнергии; минимальный – для определения отметки установки насосов.
Средневзвешенная геодезическая высота подъема:
,
где Qi и Hгi – подача и геодезическая высота подъема НС по периодам ti, принимаемые по графикам водоподачи и отметкам уровней воды в верхнем и нижнем бьефах:
Hгi = ВБ - НБ
Если водоисточником (нижний бьеф) служит река или водохранилище, то средневзвешенную геодезическую высоту подъема НС определяют по колебанию уровней воды в них, соответствующих режиму среднего гидрологического года (обеспеченность 50%).
Если водоисточник – канал (станция перекачки), то отметки уровня воды в нем рассчитывают по глубине наполнения канала в зависимости от протекающего расхода воды.
Верхним бьефом оросительной станции может быть водохранилище или машинный канал. Отметки уровня воды в водохранилище вычисляют по режиму его работы (графики наполнения и разбора воды с учетом потерь на испарение и фильтрацию). Уровни воды в машинном канале также определяются глубинами наполнения, которые находят в зависимости от расхода по кривой Q = f(h).
Оросительные зональные НС (станции перекачки), имея подводящий от водоисточника и отводящий (машинный) каналы одинакового сечения, при небольшой длине каналов будут иметь практически постоянные геодезические высоты подъема независимо от подачи НС.
Если же сечения этих каналов по геологическим условиям различны, то, определив в них уровни указанным выше способом, за расчетную средневзвешенную геодезическую высоту подъема принимают полусумму минимальных и максимальных геодезических высот подъема воды:
.
При малом колебании уровней воды (до 2м) допускается Нг.ср определять также, как полусумму максимальной и минимальной геодезических высот подъема.
Для предварительных расчетов на 1 этапе проектирования, когда не выбраны еще основные агрегаты и не запроектированы водоводы, местные потери принимают 0,7-1,2 м при использовании осевых насосов и 1-1,5 м при использовании центробежных насосов.
Потери напора по длине определяются
по формуле:
Максимальная подача НС, м3/с |
Сопротивление на 1 км напорного трубопровода |
До 3 |
4 |
3-10 |
3-3,5 |
Более 10 |
2,5-3 |
Верхним бьефом осушительных НС чаще всего служит река. Колебания уровней зависят от гидрологического режима ее, который при определении Нг.ср принимают по среднему гидрологическому году.
Три режима работы осушительной системы:
- НС обеспечивает откачку воды без подтопления осушаемой территории выше установленной максимальной отметки в подводящем к ней воду канале, колебания уровней в котором определяет режим нижнего бьефа станции;
- то же, но перед НС имеется регулирующий бассейн, колебания уровней в нижнем бьефе устанавливаются режимом наполнения и сработки регулирующего бассейна, увязанного с подачей НС;
- допускается заполнения осушаемой территории паводковыми водами; колебания уровней в нижнем бьефе зависит от площади и рельефа затопляемой территории, допустимой длительности затопления и подачи НС.
При проектировании осушительной системы, чтобы определить средневзвешенную высоту подъема и выбрать оборудование, необходимо рассчитать графики колебаний уровней и притока воды в нижнем бьефе станции для периода работы ее. Отметки нижнего бьефа осушительных НС, перекачивающих грунтовые воды, определяются уровнем воды, зависящим от забираемого расхода воды и удельного дебита (приток воды).
Дренажные станции могут иметь в нижнем бьефе каналы (открытые дрены), колодцы, к которым вода подводится закрытыми дренами, дренажные колодцы или скважины при глубоком дренаже. При глубоком дренаже территории и большом расстояния между скважинами вода от глубинных (артезианских насосов) отводится трубопроводами различной длины к сборным коллекторам-водоприемникам и может использоваться для повторного орошения.