Проектирование водоотливной установки

Содержание

                                                                                                                      лист

1.      Выбор наноса……………..………………………………………......... 3   

2.      Расчет трубопровода. ……………………………………………..........4

2.1.   Определение диаметра трубопровода…………………………………4

2.2.   Определяем скорость воды на участке……………………………….. 5

2.3.   Суммарный коэффициент местных сопротивлений………………….6

2.4.  Потери напора в трубопроводе…………………………………………6

2.5.  Уравнение характеристики сети………………………………………..7

3.    Мощность двигателя водоотливной установки. ………………………9

 3.1.  Коэффициент запаса мощности двигателя………………….………...9

3.2.  Число часов работы насоса в сутки при откачке          

            максимального притока……………………………………………..  10

3.3.  Годовой расход энергии……………………………………………….  10

3.4.  Годовой приток воды……………………………………….………….  10

3.5.  Полезный расход электроэнергии на 1 м³ воды………….…………..  11

3.6.  КПД водоотливной установки…………………………………..…….  11

1. Расчет и выбор насоса.

Исходные данные для расчета водоотливной установки:

Нормальный часовой приток воды                                Qн.п. = 140 м3/ч

Максимальный часовой приток воды                            Qм.п.= 850 м3/ч

Высота подъема воды                                                      H = 150 м

Длина трубопровода                                                         L = 2000 м

Время максимального притока                                        n_дм = 49 дней

Плотность воды                                                                   = 1000 кг/м3

Количество поворотов                                                       n=2

Насос должен откачивать максимальный суточный приток воды не более чем за 20 часов работы.

Q_р =24∙Q_м/20=24∙850/20=1020 м³/ч

Ориентировочный напор насоса.

где:     Н_г -геометрическая высота подъема воды, м

3 – ориентировочная высота всасывания, м

По данным расчетам Q_{р и} Н_ор , а также по графикам рабочих характеристик выбираем насос. Для того чтобы выбрать насос с максимальным КПД минимальным энергопотреблением необходимо произвести расчет выбранного насоса, но с различным диаметром трубопровода. Технические характеристики насоса ЦНС 850-240…1440 представлены в таблице №1.1

 

Таблица №1.1

Тип насоса	Подача, Qн, м3/ч	Напор Нн,м
ЦНС 850-360	850	360

2 Расчет трубопровода.

2.1.  Определение диаметра трубопровода.

Определяем оптимальный диаметр напорного трубопровода.

d_опт =К∙0,0131∙Q=1∙0,0131∙ 850=0,325 м          

где:    Q- подача в номинальном режиме (при максимальном КПД )

К – коэффициент зависящий от числа напорных трубопроводов.

Применяем стальные (Ст.3) горячекатанные трубы .

Требуемая толщина стенки.

δ=100[K₁∙Dн∙р+(a₁+a₂) ∙T]/(100–K_c)=100∙ [2,52∙0,345∙2,09+(0,25+0,1) ∙10]/(100–12,5)=6,08 мм

K₁ – коэффициент, учитывающий прочность свойства труб.

d - толщина стенки (предварительная).

для:     Стали 3     К1=2,52

              Dн – наружный диаметр в [м]

P=1.25∙Hор/100 =1.25∙168/100=2,09 МПа- давление в нижней части колоны труб.

      a₁ – скорость коррозийного износа труб снаружи [мм/год]

при при наличии буро-взрывных работ (БВР ) .

a₁=0,25

      a₁=0,15  нет  БВР

      a₂ – скорость коррозийного износа труб изнутри [мм/год]

При нейтральных и щелочных водах:                   a₂=0,1 мм/год

     При кислотных:       рН    6¸7   a₂=0,2 мм/год

      Т-срок службы трубопровода [лет] 10 или 15

      К_с- коэффициент учитывающий минусовой допуск толщины стенки труб.

при    d<15 мм           К_с=15%

          15<d<30           К_с=12,5%

Округляем до ближайшего большего и берем трубу по каталогу.

      d_ст>d         d_ст>d

Окончательно принимаем для нагнетающего трубопровода.

Труба  

Для всасывающего трубопровода

Труба 

2.2.  Определяем скорость воды на участках:

       ,м/с

         d_i- внутренний диаметр i участка, м

              V - нагнетающий  [1,5¸2,5]   < 3 м/с

              V - всасывающий  [1¸1,5]  

Коэффициент гидравлического трения на участках.