Насосная станция второго подъема, страница 4

Sh – суммарные потери напора во всасывающих и напорных линиях, м.

Сопротивление трубопровода можно определить, пользуясь расчетными формулами:

S = S₀l_пр,                                                     

где     S₀ – удельное сопротивление,

S₀ = 0,001478/d_н^5,226, м^–1, где     d_н  –  диаметр напорного трубопровода, d_н = 0,35 м,

S₀ = 0,001478/0,35^5,226 = 0,35676 м^–1;

l_пр – приведенная длина трубопровода,  м,

l_пр=l_нk_н,                                                        

где     l_н – длина напорного трубопровода, l_н = 950 м,

k_н = 1,1 – учитывает потери напора на местных сопротивлениях,

l_пр   = 950·1,1 = 1045 м

Сопротивление трубопровода будет равно

S= 1045·0,35676 = 372,81

Задаваясь значениями Q, получаются соответствующие значения Н и строится характеристика одной нитки трубопровода.

Таблица 4

Q,м³/с(м³/ч)	0,00	0,05(180)	0,07(252)	0,16(576)	0,22(792)	0,25(900)	0,26(936)
Н,м	38	38,93	39,83	47,54	56,04	61,30	63,20

Затем, удваивая значения расхода при фиксированных значениях напора, строится суммарная характеристика трубопровода, состоящего из  двух ниток.

Получается  режимная точка с соответствующими параметрами НА = 46,5 м и QА= 1070 м³/ч. Так как Q_А,треб меньше Q_А (956,16<1070м³/ч), то необходимо рассчитать обточку рабочего колеса так, чтобы изменение характеристики дало требуемую режимную точку А.

Для этого определяется коэффициент быстроходности по формуле:

.                                                    

Значения напора H, м, подачи Q, м³/ч, и частоты вращения рабочего колеса n, об/мин, берутся из маркировки насоса Д320-70:  H = 54 м, Q = 250 м³/ч (0,07 м³/с), n = 1450 об/мин.

ns =3,65 · 1450·√0,07 /54 ¾ = 70,29

 

Так как n_s < 150, то насосы средней быстроходности. Для рабочих колёс при n_s < 150 более точный результат при перечёте напорной  характеристики получается по следующим формулам:

                                                                                                          

.                                                

Используя данные выражения для пересчёта напорных характеристик, получается уравнение пропорциональности

Строится парабола подобных режимов, проходящую через необходимую нам режимную точку А (Q_час = 956,16 м³/ч), лежащую на характеристике трубопровода

К = 46,5 / 956,16 ² = 0,000051 ч²/м²

Получилась точка пересечения параболы подобных режимов и суммарной характеристики насосов: Q_B=990м³/ч, Н_В= 49,5 м.

Определим диаметр обточенного колеса по двум формулам

, мм,

, мм.

D – номинальный  диаметр рабочего колеса, берется из маркировки насоса (D = 405 мм). 

Dоб 1 =D·Qчас/QВ = 405·956,16 /990 = 391 мм

Принимается D_об равным 391 мм.

Далее определяются  Н_об и Q_об

Для определения КПД при обточке используется формула Муди:

η = 1 –(1– η)·(D/Dоб )0,45

Используя данные формул строится суммарная   характеристика  (Q_об – Н_об.).

Таблица 5

По построенной характеристике (η-Q)  определяется  КПД насоса  –       η = 75,6 %. Точка пересечения находится в эффективной зоне, значит насос работает эффективно.

Отклонение от максимального КПД

(76 –75,6) / 76 ·100% = 0,5 %

         

7 Определение мощности и марки приводного двигателя

Исходными данными для определения требуемой мощности электродвигателя является секундная подача и напор насоса. Подачу и напор необходимо найти  по режимной точке (после обточки)  работы системы   “насосы – водоводы ”

Мощность насоса определяется по формуле

N  = rgQH/1000h_н

где h_н – КПД насоса (принимается из графика в режимной точке системы),

Q – подача в режимной точке, м³/ч

H – напор в режимной точке, м

N  = (1000*9,81*0,0875*46) / 1000*0,756 = 52,23 кВт

Мощность двигателя принимается большей на случай перегрузок от неучтённых условий работы. При непосредственном соединении вала насоса с валом двигателя, мощность двигателя определяется по формуле:

N_дв. = КrgQH /1000h_н

где К – коэффициент запаса мощности.

Коэффициент запаса мощности принимается в зависимости от мощности насоса (1,25…1,05).

N_дв = 52,23*1,2 = 62,68 кВт

Марка двигателя выбирается по каталогу в зависимости от его мощности и частоты вращения рабочего колеса насоса. Принимается двигатель – 

4А 250S мощностью N= 75 кВт и частотой вращения вала n=1500 об/мин.

8 Определение типа здания насосной станции