Расчёт водоотливной установки шахты, страница 3

Для получения характеристики внешней сети необходимо составить расчётную схему трубопровода и выполнить расчет потерь напора. Эта схема составляется с учётом принятой схемы трубного коллектора и расстановки оборудования в насосной станции. Расчётная схема составляется для фиктивного насоса, который имеет наибольшую длину всасывающего и нагнетательного трубопроводов в пределах насосной станции, для случая подключения его к напорному трубопроводу, когда вода при движении по коллектору преодолевает большее число местных сопротивлений. Этот прием обеспечивает повышение Нежности и устойчивости работы установки в условиях интенсивного износа трубопровода, что характерно для горных предприятии.

По расчётной схеме устанавливаем типы местных сопротивлений и их количество. Эти данные и значения коэффициентов местных сопротивлений сведем в табл. 1.2.

Значения коэффициентов местных сопротивлений разных типов, размеров и конструкций принимаем по [1., табл. П8.5].

. Таблица 1.2 Перечень местных сопротивлений в трубопроводе

Тип сопротивления	n, ед.	ξi	Σξi
Всасывающий трубопровод
Сетка с клапаном	1	3,7	3,7
Колено сварное 90о	3	0,6	1,8
Итого:  5,5
Напорный трубопровод
при работе насоса под №3 на индивидуальный трубопровод
Задвижка	6	0,3	1,8
Колено сварное 90о	6	0,6	3,6
Тройник равнопроходной	3	1,5	4,5
Тройник неравнопроходной	1	1	1
Обратный клапан	2	10	20
Водомер	1	0,5	0,5
Итого:  31,4
при работе насоса под №1 на магистральный трубопровод
Задвижка	6	0,3	1,8
Колено сварное 90о	4	0,6	2,4
Тройник равнопроходной	3	1,5	4,5
Тройник неравнопроходной	1	1	1
Диффузор	1	0,3	0,3
Обратный клапан	2	10	20
Водомер	1	0,5	0,5
Итого:  30,5

1.4.5 Расчет потерь напора в трубопроводе

Для определения потерь напора соответственно во всасывающем трубопроводе, в коллекторе и в нагнетательном трубопроводе h_в, h_к и h_н  (м вод.ст.) использовать уравнение Дарси - Вейсбаха:

                                                      (1.17)

где λ - коэффициент гидравлического трения по длине трубопровода;

       l - суммарная длина прямолинейных участков трубопровода, м;

       n_i- число i-x местных сопротивлений в трубопроводе;

       ξ_i -  коэффициент гидравлического трения i-ro местного сопротивления в трубопроводе (местное сопротивление условно сосредоточено в его среднем сечении по длине);

       V- скорость движения воды  в трубопроводе, м/с.

При наличии в установке магистрального трубопровода потери напора в нем рассчитываются отдельно по формуле (1.17).

Значения l_в, l_н и количество n_i  устанавливаем по расчетной  схеме трубопровода.

Коэффициент гидравлического трения по длине для любого из трубопроводов определим по  формуле профессора Ф.А. Шевелева:

                                                          (1.18)

Здесь Д_ст.в подставляем в метрах.

Суммарная длинна прямолинейных участков при работе насоса №3 на индивидуальный трубопровод:

- для всасывающего трубопровода l_в = 15,8 м.

- для напорного трубопровода l_н = 503,1 м.

Суммарная длинна прямолинейных участков при работе насоса №1 на магистральный трубопровод:

- для всасывающего трубопровода l_в = 8 м.

- для напорного трубопровода l_н = 492,8 м.

При работе на один напорный трубопровод группы насосов (параллельное включение) потери во всасывающем трубопроводе следует рассчитывать по производительности одного из насосов. В этом случае потери напора в коллекторе следует определять как сумму потерь ни участках с разным расходом.

1.4.6 Уравнение характеристики трубопровода

Для водоотливных установок горнодобывающих предприятий уравнение характеристики трубопровода в общем случае имеет вид:

                                                     (1.19)

где  R - постоянная трубопровода, при [Q] = м³/ч,  ч²/м⁵.

                                                      (1.20)

Здесь Q_p - расчетная производительность, при которой определены потери напора на выходе из коллектора и в нагнетательном.

Для построения характеристики трубопровода протабулируем уравнение (1.19) от 0 до l,4Qp с шагом 0,2Q_p и заполним табл. 1.3.

Таблица 1.3 Результаты табулирования уравнения характеристик индивидуального и магистрального трубопровода

Q, м3/с	84	168	252	336	420	504	588
(ИТ) Н, м	454,7	457	460	466	472,7	481	490,6
(МТ) Н, м	454,2	454,7	455,5	456,7	458,2	460	462,3

1.5 Параметры рабочих режимов.

Координаты (Н; Q) точки, где пересекаются характеристика насоса с необходимым числом рабочих колёс (Z_к) и характеристика трубопровода, являются параметрами рабочего режима насосной установки. Кроме Q и Н важными характеристиками рабочего режима являются η - КПД насоса, Н_вдоп - допустимая высота всасывания и N - мощность. Их величины определяются по индивидуальным характеристикам насоса для установленной производительности Q.