Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
MU-NS-1.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
14.11.2019
Размер:
38.8 Mб
Скачать

3.4. Определение средневзвешенного геодезического напора насоса

Средневзвешенный геодезический напор Нг.ср определяют из условия равенства работы, затрачиваемой на подъем всей воды при этом напоре за весь год и работы, необходимой для подъема воды по периодам графика водоподачи при переменных условиях:

3.16

где и - подача и геодезический напор насосной станции по периодам времени ti, принимаемый по графикам водоподачи и колебаний уровней воды в водоисточнике и водоприемнике:

Нг.і. = (дн.к + hк) - НБ 3.17

где НБ – отметка воды в нижнем бьефе (источнике водоснабжения), по заданию;

дн.к – отметка дна канала, по заданию;

hк – глубина воды в канале, определяется по рис.3.2 на основании расхода Qi.

Расчеты выполняем в табличной форме.

Таблица 3.9

Месяц

ti, дни

Qi, м3

дн.к

м

hк,

м

дн.к + hк

м

НБ, м

Нг.і.,

м

ti

Нг.і ti

апрель

30

май

31

июнь

30

июль

31

август

31

сентябрь

30

При малых колебаниях уровней воды в водоисточнике и канале (Нг.max - Нг.min) менее 2 м Нг.ср. можно определить по формуле:

3.18

3.5. Определение экономически наивыгоднейшего диаметра напорного водовода

Количество ниток напорных трубопроводов зависит от их длины и числа установленных насосов. В первом приближении можно руководствоваться такими соображениями:

  1. При длине трассы до 100 м число ниток принимают равным числу установленных насосов.

  2. При установке осевых насосов, как правило, число ниток также равно числу устанавливаемых насосов.

  3. Однониточным проектируют и напорный трубопровод для насосной станции 3 категории надежности.

  4. Для насосных станций 1 и 2 категорий надежности проектируют две нитки трубопроводов, так как до ликвидации аварий вода будет подаваться по второй нитке.

  5. На станциях большой и средней производительности (Q > 5м3/с) число ниток назначают таким, чтобы на одну нитку приходилось не более 3-х рабочих насосов, резервный насос может быть подсоединен одновременно к двум ниткам (приложение 2).

Материал трубопровода зависит от его внутреннего диаметра и максимального перепада давления, Рmax на стенке в начальном сечении трубопровода:

3.19

где Рвых – давление на выходе насоса, Па;

Ра – атмосферное давление, Па.

Давление Рвых определяется напором насоса, а Рmax может быть определено по формуле:

, МПа 3.20

где Кр = 1,2 ÷ 1,3 – коэффициент запаса;

Нг.max – геодезическая высота подъема при форсированной подаче;

hвс – суммарные потери во всасывающей линии насоса, 0,3÷0,5 м;

hм.п. – местные потери в напорном трубопроводе, 0,2÷0,3 м;

hl = (2÷4)lt – потери на трение в напорном трубопроводе, длиной lt.

Диаметр напорного трубопровода принимается равным экономически наивыгоднейшему диаметру.

При выборе материала труб следует руководствоваться следующими рекомендациями: асбестоцементные трубы следует применять при давлении до 1,2 МПа и диаметре до 500 мм; железобетонные сборные центрифугированные – диаметром 250 – 2500 мм при давлении до 1МПа; железобетонные сборные вибропрессованные – диаметром 250 – 2500 мм при давлении до 1,5 МПа; стальные трубопроводы применяют для любых диаметров и любом давлении, но в целях экономии металла рекомендуются только для насосных станций с короткими напорными водоводами.

Расчетный расход напорного водовода (qр) зависит от графика водопотребления, числа ниток и схемы их соединения с насосами и может быть определен по формуле:

3.21

где Qрн – расчетная подача насоса, м3/с;

 - коэффициент, зависящий от схемы соединения насосов с напорными водоводами и количества одновременно работающих насосов (приложение 2);

t – периоды времени, в сутках, на протяжении которых обеспечивается подача определенным числом насосов;

n – количество ниток напорных трубопроводов;

Т – продолжительность работы насосной станции в течение года, в сутках.

Предварительный диаметр трубопровода определяем по формуле:

3.22

где Vдоп – скорость, принимаемая равной 1,6-2 м/с.

Полученные значения диаметра округляют до ближайшего из стандартного ряда: 300, 350, 400, 450, 500 и далее через 100 мм до 3000 мм.

Для каждого диаметра при определенных условиях строительства и эксплуатации, которые характеризуются так называемым фактором «Эф» существуют определенные расходы, при которых экономически оправдано применение именно этого диаметра.

Величину экономического фактора вычисляют по формуле:

3.23

где m и k – показатель степени при диаметре та коэффициент в формуле для гидравлического уклона, табл. 3.10;

 - стоимость электроэнергии, коп/кВт час (по заданию);

 и  - показатель степени при диаметре и коэффициент для определения строительной стоимости водоводов, табл. 3.10;

R – отчисления на амортизацию, %, табл. 3.10.

Значения коэффициентов, зависящих от материала труб

Таблица 3.10

Трубы

m

k

R

Стальные

5,1

0,00179

1,4

53

4,6

Чугунные

5,1

0,00179

1,6

107

3,3

Асбестоцементные

4,89

0,00118

1,95

78

7,3

Железобетонные

4,89

0,00169

1,3

100

3,3

Пластмассовые

4,77

0,00105

1,95

150

4,6

В таблице 3.11 для трубопроводов соответствующего материала и диаметра приведены предельные наиболее экономичные расходы для условий, которые характеризуются значением экономического фактора Э = 1. Для выбора экономически выгодного диаметра вычисляют расход, приведенный к значению экономического фактора, равного единице. По таблице 3.11 подбирают экономически выгодный диампетр.

, 3.24

где Эф – экономический фактор, формула 3.23

Qн.в. – расчетный расход одного напорного водовода, л/с:

, 3.25

где QНС – расчетная подача насосной станции, л/с;

nн.в. – число напорных водоводов.

Наиболее экономичные расходы, л/с, для трубопроводов из различных материалов при Э = 1

Таблица 3.11

Условный проход

Трубы

Стальные

Чугунные

А/ц

Ж/б

Пластмассовые

100

10,6

8.4

9,2

-

9,2

150

19,8

22,4

19,9

-

19

200

42

40,6

40,7

-

32,6

250

65

65,3

65,3

-

61,5

300

93

96

95,6

-

81,5

350

128

132

133

-

121

400

167

175

201

-

162

450

213

227

-

-

222

500

286

313

361

329

294

600

402

461

-

380

491

800

705

857

-

731

-

1000

1213

1532

-

1305

-

1200

1744

-

-

1714

-

1400

2231

-

-

2438

-

1600

2666

-

-

3052

-

После подбора диаметра по экономичному расходу, сравним его с рассчитанным по формуле 3.22.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]