МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕД. Пояснительная записка составляется в такой же последовательности, в какой излагаются данные методические указания
 Скачать 0.79 Mb.
|
 и Кн= , (3.7)где Д – диаметр рабочего колеса, м (он дан в марке насоса, но в см) n – частота вращения колеса, с. Затем на скалькированную безразмерную характеристику наносят расчетную точку А, которая должна попасть в зону максимальных к.п.д. Если этого не произошло, то, изменяя частоту вращения или диаметр Д (или то и другое одновременно) и, высчитывая новые коэффициенты Кн и Ка, добиваются требуемого положения точки А. Тогда и марка насоса будет уточнена с учетом новых стандартных n и Д. Схемы подобранных типов насосов калькируются и выписываются все основные габаритные размеры и их масса. 3.4 Подбор электродвигателя Электродвигатели подбираются по максимальной потребной мощности на валу насоса, частоте вращения и форме исполнения (горизонтальные или вертикальные). Максимальная мощность двигателя определяется по формуле Nдв =  , (3.8)где Qн и Нн – расход и напор насоса, дающие наибольшую мощность по режиму работы; К – коэффициент запаса; η- коэффициент полезного действия насоса в долях от единицы. Значения Qн, Нн и η определяются по рабочей характеристике ( у центробежных насосов при минимальном напоре рабочей области, а у осевых – при минимальном расходе и к.п.д. при угле разворота лопастей, определенному по положению расчетной точки А). Первоначально расчетная мощность по формуле (3.8) определяется без учета коэффициента запаса К. после чего определяется коэффициент запаса по табл. 3.2 и уточняются значения мощности. Таблица 3 - Коэффициент запаса мощности электродвигателей
По расчетной мощности двигателя и соответствующему каталогу подбирается марка электродвигателя. При этом мощность подобранного электродвигателя может отличаться от расчетной только в сторону увеличения до 30%, а частота вращения его должна быть немного больше частоты вращения насоса. Подобрав марку электродвигателя, его схема снимается на кальку, куда выписываются все габаритные размеры, а также мощность Nдв, кВт; частота вращения n, об/мин; масса m, кг; напряжение U, В. 3.5 Определение допустимой геометрической высоты всасывания Геометрическая высота всасывания насоса – это расстояние по вертикали от минимального уровня воды в нижнем бьефе до оси центробежного насоса или до середины входных кромок лопастей рабочего колеса осевых насосов. По этой величине устанавливается высотная посадка насоса, при которой не должны возникать кавитационные явления во время его работы. С этой целью определяется допустимая геометрическая высота всасывания по формуле h  =H -h , (3.9)где H - допустимая приведённая высота всасывания, м;h - гидравлические потери на трение (по длине и местные), во всасывающем трубопроводе, м (принимались ранее при подборе насоса).H =Н - ;Н - допустимая вакуумметрическая высота всасывания, м;Vв – скорость во всасывающем патрубке насоса, м/с. Для центробежных насосов допустимую вакуумметрическую высоту всасывания снимают с кривой Н на рабочей характеристике при расчётном расходе насоса Qp. Если частота вращения насоса была изменена до n , необходимо пересчитать Н на новую частоту вращения по формулеН  =10-(10- H )( )²; (3.10)Для осевых центробежных и вертикальных насосов допустимая приведенная высота всасывания определяется по формуле  , (3.11)где  - кавитационный запас, снимаемый с характеристики насоса.Принятая геометрическая высота всасывания насоса должна удовлетворять условию:  ; (3.12)ПРИМЕЧАНИЕ 1.Для центробежных насосов типа Д с Qр ≤ 0,3 м³/с допускается положительная высота всасывания, т.е.  hв>С; для центробежных насосов типа Д с Qр ≤ 0,3 м³/с нецелесообразно использовать положительную высоту всасывания. В данном случае насосы устанавливаются “под залив”, т.е. c отрицательной высотой всасывания. Поэтому, если по расчету получили  >0, принимаются hв=0, и в результате компоновки здания насосной станции и водозабора уточняется величина геометрической высоты всасывания hв. При <0 соблюдается условие (3.12).2. Для центробежных насосов типа В принимается только отрицательная высота всасывания. После расчета величина геометрической высоты всасывания уточняется по каталогу.3.Осевые насосы устанавливаются только с отрицательной геометрической высотой всасывания. После расчета величина всасывания принимается по величине подпора согласно каталогу, но должно соблюдаться условие (3.2).4 Проектирование здания насосной станции 4.1 Выбор типа здания Конструкция здания мелиоративной насосной станции зависит от типа и производительности насосов, режима водоисточника и других условий. Насосные станции подразделяются на заглубленные блочные или шахтно-блочные; камерные или шахтно-камерные, которые могул быть с сухой камерой затопленным насосом и незаглубленные.   Рисунок 4.1 - Здания блочного типа: а)- с осевым насосом типа А или Аn; б)-с насосом типа В и прямоугольной всасывающей трубой; 1- всасывающая триба; 2 –насос; 3-диффузер; 4-напорный трубопровод; 5-электродвигатель; 6-вал; 7-потерна; 8- монтажная вставка.  с Рисунок 4.2 - Здания камерного типа: а)- с осевым насосом типа А или Аn; б)-с насосом типа В и прямоугольной всасывающей трубой; 1- всасывающая триба; 2 –насос; 3-диффузер; 4-напорный трубопровод; 5-электродвигатель; 6-вал; 7-потерна; 8- монтажная вставка.  Рисунок 4.3 Насосная станция не заглубленного типа: 1- всасывающая труба; 2-задвижка; 3-монтажная вставка; 4-насос; 5-внешний напорный трубопровод; 6-переходный конус; 7-грузопоъемное оборудование. Выбор типа здания осуществляется на основе следующих соображений. Здания блочного типа строят для всех насосов типа 0 и 0n и для насоса типа В с производительностью его равной 2м³/с и более. Высота всасывания всегда отрицательная. Здание станции почти всегда совмещено с водозаборным сооружением. Колебания уровней в водоисточнике любые (рис.4.1). Здание насосной станции камерного типа с сухой камерной рекомендуется для установки насосов типа Д, НД, В и О с производительностью менее 2м³/с. Высота всасывания может быть отрицательной, положительной или переменной; колебания уровней в нижнем бьефе любые. По отношению к водозаборному сооружению здания чаще всего раздельного типа (4.2). Здание насосной станции камерного типа с мокрой камерой и с сухим помещением для насоса, а также с затопленным насосом в данном курсовом проекте рекомендуется применить в том случае, если по условиям выше указанные типы зданий не подходят. Здание насосной станции незаглубленного типа принимают при колебаниях уровней воды в водоисточнике меньше рассчитанной положительной высоты всасывания для насосов типа К; КМ; Д; НД при их производительности до 1,5 м³∕с. Здание насосной станции почти всегда устанавливается раздельно с водозаборным сооружением (4.3). 4.2 Расчет всасывающих труб Всасывающие трубы насосов, устанавливаемые в здании блочного типа, выполняются всегда в монолитном бетоне и могут быть прямолинейного или криволинейного очертания (рис. 4.1.б.а). Трубы прямолинейного очертания применяются для насосов, всасывающий патрубок которых имеет диаметр Дв менее 1 м (у насосов типа О и Оn диаметр всасывающего патрубка равен диаметру рабочего колеса), а при Дв>1 м применяются трубы криволинейного очертания. Расчет их сводится к установлению размеров, указанных на рисунке 118[1], которые зависят от диаметра всасывающего патрубка насоса. В зданиях камерного типа с сухой камерой форма всасывающей трубы зависит от типа насоса и высоты всасывания. Для насосов типа В; Д; и НД с отрицательной высотой всасывания в насосных станциях, совмещенных в водозаборным сооружением, применяются металлические трубы круглой формы с односторонним конусом с горизонтальной верхней образующей, что предупреждает скопление воздуха. Диаметр входа Двх определяется из формулы Wвх=  1м/c; (4.1)Длина конуса lк= ( 6 - 7 ) ( Двк -Дв ); где - Дв диаметр всасывающего патрубка насоса (рис.4.2). Для насоса типа В металлическое колено для подвода воды снизу поставляется заводом – изготовителем. Его диаметр равен диаметру всасывающего патрубка насоса. В случае раздельной компоновки здания насосной станции с водозаборным сооружением и отрицательной для переменной высоты всасывания насосов Д; НД; В входной диаметр Д определяется так же, как указано выше, а диаметр всасывающий трубы Двт определяется исходя из допустимой скорости Vдоп=1 - 1,8 м/c. Тогда длина конуса Lк- ( 6- 7 ) ( Двк- Дв.т ). Если Дв.т оказался равным диаметру всасывающего патрубка насоса Дв то принимается один переходный конус, а если больше – то 2. Длина второго конуса определяется аналогично, но только берется разность ( Двк –Дв ). При применении здания незаглубленного типа, которое почти всегда устанавливается раздельно с водозаборным сооружением, в качестве всасывающих применяются металлические трубы, укладываемые на поверхность земли с уклоном в сторону нижнего бьефа. Все размеры всасывающей трубы и переходников определяются аналогично выше описанному (рис.4.3.). 4.3 Расчет внутристанционных напорных трубопроводов Внутристанционные напоры трубопроводы служат для транспортировки воды от напорного патрубка насоса к внешним напорным трубопроводам и для размещения на них запорной, измерительной и другой арматуры. Здесь осуществляется переход от большей скорости воды в напорном патрубке насоса (5 - 7м/с) к сравнительно малой во внешних трубопроводах (1,6 - 2м/с). Это осуществляется при помощи диффузоров с углом конусности 8 - 12°. Скорость движения воды во внутристанционных напорных трубах Vдоп не должна превышать 2,2 - 2,5 м/c. Диаметр их определяется по формуле Д=1,13  ;В качестве запорной арматуры применяются чугунные или стальные задвижки, длина которых для предварительных расчётов может быть определена по следующим зависимостям: l  =Дн + 200 мм для чугунных задвижек,l =2Дн + 150 мм для стальных задвижек,где Дн – диаметр напорного (или всасывающего, если задвижка устанавливается на всасывающей линии) патрубка, мм. 4.4 Компоновка подземной части здания насосной станции Компоновка заключается в правильном расположении конструкций и размещении оборудования как в плане, так и в вертикальной плоскости. Начинать компоновку подземной части зданий всех типов рекомендуется с определения местоположения насоса относительно минимального уровня воды в нижнем бьефе по принятой высоте всасывания h  , которую необходимо строго выдержать при компоновке. Пример компоновки подземной части зданий блочного типа приведён на рисунке 4.1. Высота подземной части зданий определяется по формулеНп.ч.=h  +hх+Δh+hо+hф, (4.3)где h - размер входной части всасывающей трубы, определён по расчёту;hх – запас над верхом трубы, принимается hх = h , но не менее 0,5 м и не более 1 м;Δh – колебание уровней от минимального до максимального (задано); hф – толщина фундаментальной плиты принимается 1 - 1,5 м; hо – запас над максимальным уровнем. Принимается конструктивно 0,6 - 1 м. Высота помещения от пола до потолка должна приниматься не менее 3м. Толщина плит перекрытия принимается 12 - 15 см. Ширина подземной части зданий блочного типа назначается 6, 9, 12 м и определяется по формуле Вп.н.=бст+а3+lн+lк+а4; (4.4) или Вп.н.=бст+а3+lн+l3+l1+lк+а4, (4.5) где бст – толщина стенки, принимается в зависимости от высоты ее Hn4. При высоте до 4м равно 0,6м, до 6м- 0,8 и до 8м-1м; а3-эксплуатационный проход, принимается не менее 0,7; lн- габарит насоса ( по каталогу) lк- рассчитанная длина переходного конуса; l3- размер задвижки; а4- монтажный запас, принимается не менее 0,3 - 0,4м; l1- длина монтажной вставки, за счет которой Вп.м подгоняется под стандартный размер – 6,9,12 м. Компоновка подземной части зданий камерного типа выполняется аналогично выше описанному. На рисунке 4.2 а показан пример компоновки здания камерного типа с насосом типа В производительностью менее 2 м³/с и с отрицательной высотой всасывания. Внутристанционный напорный трубопровод на рисунке 4.2 а поднят ближе к поверхности земли внутри здания и роль монтажных вставок здесь выполняют 2 колена: при небольшой высоте подземной части внутристанционный напорный трубопровод может проходить без подъема в здании и его ось будет совпадать с осью напорного патрубка. В данном примере Вп.ч= |