МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕД. Пояснительная записка составляется в такой же последовательности, в какой излагаются данные методические указания
 Скачать 0.79 Mb.
|
 - расход насосной станции в период, соответствующей времени t ; . Определяется по заданному графику работы насосной станции рис. ( 7.2 ). Рис. 7.2. График водоподачи насосной станции. Если количество насосов, подключенных к каждой нитке, разное ( например, схема в рис. 7.1б. ), то расчетный расход определяется для каждой нитки по формуле Qр.т.=  ; (7.2)но в данном случае из графика работы насосной станции выделяют те периоды ti и соответствующие расходы Qi, когда работают данные насосы, подключенные к рассматриваемой нитке. Например, насосная станция имеет 5 насосов ( схема ''б'' рис. 7.1 ), 3 из которых подключены к одной нитке, а 2 – к другой. Расчетный расход каждого насоса Q ( рис. 7.2. ). При расчете нитки с двумя насосами выбираем периоды t1, t2, t3, t7, t8, t9. Дальнейшие расчеты проводятся по каждой нитке отдельно. 7.3 Выбор материала стенок Напорные водопроводы изготовляются из монолитного и сборного железобетона, стали, асбестоцемента, пластмасс и других материалов, материал выбирают в зависимости от диаметра и расчетного давления ( напора ) в напорном трубопроводе. Диаметр можно определить по формуле Дтр=1,13  ; (7.3)где  принимается равной 1,5…2 м/с. Стандартные диаметры приведены в приложении для труб из разных материалов. Поэтому необходимо предварительно задаться материалом стенок труб, а потом проверить предположение, используя следующие рекомендации: асбестоцементные трубы рекомендуются диаметром до 500 мм при расчетном давлении 1,2МПа (12 ати); железобетонные сборные – диаметром 0,5… 1,6 м при давлении до 1,5 МПа (15 ати); железобетонные сборные со стальным цилиндром – диаметром 0,5…1,6 м при давлении до 1,5 МПа (15 ати); железобетонные монолитные – диаметром более 1,6 м при давлении 0,4…0,5 МПа (4…5 ати); стальные трубопроводы применяются любых диаметров и при любом давлении, но рекомендуются только для осушительных насосных станций с короткими напорными трубопроводами в целях экономии металла.Расчетное давление (напор) определяется по формуле  ; (7.4)где Hст – статистика, напор м, определяется как разность отметок воды в В.Б. и оси насоса;  - суммарные потери напора в напорном трубопровода;Hуд - повышение давления при гидравлическом ударе. Потери напора по длине в трубопроводе можно определить по приближенным формулам:  для стальных труб; (7.5)h  =0,001135 ; для железобетонных труб; (7.6)h =0,00056 ; для асбестоцементных труб (7.7)Здесь V – фактическая скорость воды в трубопроводе диаметром Д  ;L - длина напорного трубопровода.Местные потери составляют 10…15 % от потерь по длине. Таким образом  .Повышение давления при гидравлическом ударе определяется при длине трубопровода более 150 м: Hуд=  ; (7.8)где а – скорость распространения ударной волны, которую ориентировочно можно определить для стальных железобетонных труб по следующим данным: при Дтр = 100…6.. мм а = 600…600м/с; при Дтр > 600 мм а = 800…1000 м/c. Для асбестоцементных труб эти же значения берутся с коэффициентом 0,6. После определения расчетного давления уточняется материал стенок трубопровода. 7.4 Определение экономического диаметра напорного трубопровода Выбор экономически наивыгоднейшего диаметра осуществляется путем сопоставления нескольких вариантов по минимуму приведенных затрат, которые включают в себя капитальные вложения и эксплуатационные издержки, т.е. ПЗ=ЕнК+С, где Ен – нормативный коэффициент, принимаемый в мелиорации 0,1 – 0,15; К – стоимость укладки 1 м напорного трубопровода из выбранного материала; С – суммарные эксплуатационные издержки. Их находят по формуле С=а'Э+bК ; (7.9) где - а' – стоимость 1кВт ч электроэнергии (дано в здании); b – процент отчислений на капитальный ремонт и восстановление Для стальных труб b = 4,75 %; для железобетонных b = 3,75 %; для асбестоцементных b = 7,5 %. В формуле (7.5) Э – количество электроэнергии на преодоление потерь напора в трубопроводе: Э=  ; (7.11)где -  - потери в м на 1 м трубопровода могут быть определены по формуле (7.2); (7.3); (7.4); при Lтр = 1м Т – количество суток работы данного трубопровода в году определяется по графику подачи; t – число часов работы в сутки (дано в задании); ηну – коэффициент полезного действия насосной установки  ; (7.12) - к.п.д. насоса, снимаемый с характеристики при расчетном расходе; - к.п.д. двигателя; - к.п.д. сети, учитывающий потери на участке от щита до двигателя, принимается 0,98…1.Расчет экономического диаметра удобно проводить в таблице (таблица 4). Таблица 4 Расчет экономического диаметра
Для заполнения таблицы задаются пятью-семью стандартными диаметрами трубопровода, которые больше и меньше принятого ранее при определении его по формуле (7.1) и последовательно заполняют все графы таблицы. Экономическому диаметру будет соответствовать минимальная цифра в последней графе таблицы, т.е. минимум приведенных затрат. 8 Проектирование водовыпускного сооружения Водовыпускное сооружения мелиоративных насосных станций предназначены для соединения напорных трубопроводов с отводящим каналом (в оросительных насосных станциях) или с водоприемником (в осушительных насосных станциях). 8.1 Выбор водовыпуска Наиболее часто применяют два типа водовыпускного сооружения: прямоточные с механическими запорными устройствами и сифонные. В оросительных насосных станциях можно применять оба типа водовыпуска. Однако более целесообразно на напорных трубопроводах, уложенных под землей, применять прямоточный тип водовыпуска, а уложенных по поверхности земли–сифонный. В осушительных насосных станциях выбор типа водовыпуска зависит от места расположения насосной станции. Если насосная станция располагается в теле дамбы, то чаще всего водовыпускное сооружение совмещается с ней и представляет собой либо одно целое с подземной частью здания (грунт основания – скала), либо разделено осадочным швом. В этом случае обычно применяют водовыпуск прямоточного типа. Если в результате компоновки подземной части насосной станции оказалось, что низ напорного трубопровода выше максимального уровня воды в водоприемнике, то применяют сифонный тип водовыпуска. Если насосная станция расположена перед дамбой, то она будет строиться раздельно с водовыпуском, который, как правило, применяется сифонного типа, хотя не исключается и прямоточный тип. 8.2 Расчет водовыпуска прямоточного типа (8.1). Исходные данные: экономически наивыгоднейший диаметр трубопровода Дэк; минимальный расход одной нитки напорного трубопровода Qmin; максимальный расход одной нитки, берется с учетом всех насосов, в том числе и резервного, а вслучае наличия форсированного расхода – Qmax; отметки max и min уровней воды в отводящем канале и соответствующая им глубина  и  .Последовательность расчета 1.Определяется диаметр напорного трубопровода на выходе: Двых.=(1,1…1,21) Дэк. Скорость воды на выходе:  ; (8.1)  Рис.8.1. Водовыпускное сооружение прямоточного типа Минимальное заглубление верха трубы под минимальный уровень воды в отводящем канале:  , но не менее 0,1 м. (8.2)Принимается запас превышения стенок над наивысшим уровнем в зависимости от максимального (форсированного расхода) по табл. 5 Таблица 5 Запас превышения стенок над уровнем воды
5. Высота порога принимается P=0,2…0,3 м. 6. Максимальное заглубление верха трубы под максимальный уровень воды в канале  ; (8.3)где Δh – равность между max и min уровнями воды в створе. 7. Длина водобойного колодца Lкол определяется в зависимости от типа порога (наклонный или вертикальный) и максимального заглубления трубы:  , (8.4)где К определяется из табл.6. Таблица 6 Значения коэффициента К
Здесь  определяется по формуле , где  ; (8.5) - минимальная глубина воды в канале.8. Длина переходной части и крепления  ; (8.6)где  - максимальная глубина воды в канале. 9. Ширина одной камеры  ; (8.7)где b – запас, равен 0,25…0,3м. 10. Дополнительные рекомендации. Толщина бычка принимается  =0,6; длина его (0,7…0,8); толщина подпорных стенок: торцевой  =0,6…0,8м, боковых 0,4…0,6м; толщина днища колодца 0,8…1,0м; ширина служебного мостика 1,2м.11. В случае, когда ширина бассейна  больше ширины канала по дну, то их сопряжение осуществляется воронкой с центральным углом конусности β = 40…50°. Тогда длина переходного участка определяется как ; (8.8)12. Для предотвращения обратного тока воды по напорному трубопроводу в конце его ставят следующие механические запорные устройства: клапана типа ''хлопушка'', принимается при  ≤ 0,6м; клапан ''хлопушка с противовесом'' – при 1,2 > >0,6м; при >1,2м применяют дроссельные затворы с эксцентрической горизонтальной осью вращения (рис.8.1 запорное устройство не показано).8.3 Расчет водовыпускного сифонного типа Для расчета сифонного водовыпуска необходимо руководствоваться следующими рекомендациями. 1. Диаметр трубы Д и выходного сечения сифона Двых можно принять равным Дэк, если скорость на выходе не превышает 2м/с. Если скорость Vвых >2м/с, то предусматривается на выходе диффузор с углом конусности 10°.  Рис.8.2. Сифонный водовыпуск: 1 – восходящая ветвь; 2 – нисходящая; 3 – клапан срыва вакуума; 4 – горловина сифона. 2. Угол наклона восходящей ветви принимают  = 30…45°, нисходящей - = 30…40°.3. Превышение внутреннего низа трубы сифона на гребне сифона  должно быть не менее 0,2м.4. Рекомендуемые радиусы закругленный восходящей ветви и горловины сифона  = (1,5…2)Д;  =(2…3,5)Д. (8.9)Минимальное заглубление верха выходного сечения | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
