ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
«НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ВТОРОГО ПОДЪЁМА»
по дисциплине «Насосные и воздуходувные станции»
СТУДЕНТ
________________ Т.Б
(Подпись)
Задание на курсовой проект
Вариант
Производительность, м3 /сут, 103
Расход при пожаре, л/с
Коэффициент часовой неравномерности Кч
Длина напорного водовода, км
Потери в сети города при максимальной подаче, м
Отметки уровней, м
максимальный в РЧВ
минимальный в РЧВ
дна РЧВ
в водонапорной башне
в контррезервуаре
в точке схода потоков
в конце водопр.сети
в точке пожара
земли у зданя на-сосной станции
11
60
75
1,30
8,6
15,1
51,5
47,1
45,6
-
89,9
67,2
68,1
55,7
Этажность застройки – 5, длина всасывающих водоводов 0,14 км
Содержание
Целями данного курсового проекта является: овладение навыками решения задач по гидравлическим расчётам, выбору насосов, анализу совместной работы насосов и водопроводной сети, компоновке оборудования и строительных конструкций, оценке занятости насосных агрегатов, расходу электроэнергии.
По данным задания принимается система с контррезервуаром в конце сети (рисунок 1).
Рисунок 1 – Гидравлическая схема насосной станции
Расчётные подачи станции вычисляются в таблице 1
Таблица 1 – Расчетные подачи станции
Подачи
Расчёт, л/с
Примечание
Qст.макс = 0,9Рмакс Qсут/100 = =0,9*5,6*60000/(100*3,6) = 840 л/с
Pмакс=5,6%,
Рмин=2,5%;
Минимальная
Qст.мин = 1,1РминQсут/100 = =1,1*2,5*60000/(100*3,6)=458,3 л/с
При аварии на водоводах
Qав ³ 0,7Qст.макс ³ 0,7*840 =588 л/с
Qстп = Qст.макс + q = 840 +75=915 л/с
Подбираются трубопроводы для всасывающей и напорной линии. Количество всасывающих линий и напорных линий согласно [2, п.7.5, 7.6] должно быть не менее двух. Выполняется гидравлический расчет трубопроводов (таблица 2), с учетом того, что всасывающие трубы определяются на расход 840 л/с, а напорные на подачу Qн=840/2=420 л/с. Подбираются трубы согласно [2], материал - сталь, диаметры определяются по [3].
Всасывающие водоводы:
Потери во всасывающих водоводах, hвс, м, вычисляем по формуле
, (1)
где - местные сопротивления – плавный вход в трубу, отвод и задвижка,
∑xвх=0,2 м,
∑xо=0,6 м,
∑xз=0,2 м
= 0,2+0,6+0,2=1,0 м;
Lвс – длина всасывающего водовода, Lвс = 0,14 км.
hвс = 1*1,312/(2*10)+1,22*0,14=0,256м.
Напорный водовод:
Потери в напорных водоводах hн, м, составляют
, (2)
где K – коэффициент, учитывающий местные потери, K=1,1;
Lн – длина напорного водовода, Lн = 8,6 км.
Таблица 2 – Расчет всасывающих и напорных водоводов
Всасывающие водоводы
Напорные водоводы
Q, л/с
dу, мм
v, м/с
1000i
Число труб
840
1000
1,31
1,22
2
420
800
1,07
1,97
Потери напора hвс =0,256
Потери напора hн=18,3
Определение напоров сведено в таблицу 3
Таблица 3 – Расчетные напоры
Напоры
Расчет
Статические
max
Нмакс ст =Zдпсп-Zmin+hcв =
26м-свободный напор при max режиме
=67,2-47,1+26=46,1 м
транзит
Нтр ст = Zр-Zmin =
пожар
Нстп = Zдтп-Zд+10=
10м-свободный напор при пожаре
=68,1-45,6+10=32,5 м
авария
Нст =Нставария=46,1 м
Насосы
Нн=Нст+hн+hвс+hмз+hс+hвдм =
hмз=3м, hс=15,1м.
=46,1+18,3+0,3+3+15,1+3,84=86,64 м
Ннп=Нстп+Σh(Qп/Qmax)2 =
=32,5+40,54(915/840)2 =80,60 м
Ннтр=Нсттр+Σh(Qтр/Qmax)2 =
=42,8+40,54(458,3/840)2 =54,86 м
Ннав=Нстав+(Σh-hн) +4* hн =
=46,1+(40,54-18,30)+2,5*18,30=114,54 м
Сумма потерь,будет равна
(3)
где hмз – потери напора в пределах машинного зала, hмз=3м;
hс – потери в сети города, hс=15,1м;
hвдм – потери в диафрагме, определенные по формуле
(4)
где m – относительное сужение потока диафрагмой, m=0,2.
м.
4 Расчёт характеристик водопроводной сети
Характеристики водопроводной сети имеют вид
Нс = Нст + Sh = Нст + КQ2, (5)
где Нст – высота подъёма воды, м; Sh – сумма потерь напора, м;
К = Sh/Q2 – коэффициент сопротивления водопроводной сети.
При подаче воды в контррезервуар (транзит) и на тушение пожаров потери напора определяются по формулам
Shтр = Sh(Qтр/Qмакс)2, (6)
Shп = Sh(Qп/Qмакс)2; (7)
где Qмакс - максимальная подачи станции; Qмакс=0,840 л/с;
Qтр - подачи станции при транзите; Qтр=0,458 л/с
Qп - подачи станции при пожаре; Qп=0,915 л/с;
Sh – потери напора, м.
Коэффициенты сопротивления водопроводной сети будут равны
Кр=40,54/0,8402=57,45 с2/м5,
Ктр=12,07/0,4582=57,54 с2/м5,
Кпож=48,10/0,9152=57,45 с2/м5,
Кав=68,44/0,5882=197,94с2/м5.
Расчёт характеристик водопроводной сети сводят в таблицу 4.
Таблица 4 – Уравнения характеристик водопроводной сети
Расчёт характеристики сети, с2/м5
Нс = 46,1+57,45*Q2
Рабочий
Нс = 42,8+57,54*Q2
Транзит
Нс = 35,2+57,45*Q2
Пожар
Нс = 46,1+197,94*Q2
Авария
Число рабочих насосов подобрано, руководствуясь соотношение
n=Qмакс/Qмин , n=840/458,3=1,83»2 насоса
По расчетной подаче Qсут.макс = 840 л/с и напору Нн=86,64 м принимаются насосные агрегаты Д2000-100, n = 960 об/мин, D=855 мм, два рабочих с подачей Qн=840/2=420 л/с и два резервных согласно [2, п.7.3], уравнение напорной характеристики Н=121-75Q2.
Правильность выбора насосов проверяется уравнением:
Hн=Hс.
46,1+57,45Q2=121-75Q2/4
Q=991 л/с,
H=102,6 м.
∆Q=(Qд-Qр)/Qр*100%=(991-840)/840*100%=17,9% .
∆H=(Hд-Hр)/Hр*100%=(102,6-86,6)/86,6*100%=18,5%.
Так как Qд превышает Qр более 10%, то насосы подвергаются обточке рабочих колес.
Диаметр обточенного колеса Добт , мм, определяется по формуле
Добт = , (8)
где Qобт – подача насоса с обточенным колесом;
Q – подача насоса с родным колесом;
Добт - диаметр обточенного рабочего колеса.
Значение Qпод находят из уравнения
Hн = КQ2, (9)
где Н = КQ2 , её постоянная К = .
К = =122,7
121-75Q2/4=122,7 Q2 Þ Qпод = 0,925 м3/с.
Добт =0,860*855/0,925 =795мм.
В характеристике насоса с Добт начальную ординату а0обт вычисляют из соотношения Нобт = Нс, откуда
ao -75 Q2/4 = 46,1+57,45 Q2 Þ ao = 100 м.
Получим Н=100 - 75.
Мощность электродвигателя находится по формуле
Nдв = KρgQ1нН1н/1000ηн , (10)
где Q1н, Н1н - подача и напор одного насоса;
ηн – КПД насоса при подачи Qн=420 л/с, ηн = 73%;
K – коэффициент запаса;
Nдв = 1,1*1000*9,8*420*86,6/1000*0,73=537 квт.
Таблица 5 – Насосные агрегаты
Параметры
Наименование, величина
Расчётные подача и напор
Qсут.макс =840 л/с; Нн=86,6 м
Марка и масса агрегата
Д2000-100, 8310 кг
Диаметр рабочего колеса
795 мм
Скорость вращения
960 об/мин
Мощность электродвигателя
537 кВт
Число рабочих агрегатов
Число резервных агрегатов
Характеристика насоса
Н=100-75Q2
Рисунок 3
Габариты агрегата
35751550
Рисунок 4
Размер монтажного пятна
32721600
Рисунок 5
Рисунок 2 – Первоначальная характеристика насоса
Д2000-100 n=960 об/мин, Д=795мм
Рисунок 3 – Характеристика насоса после обточки рабочего колеса
Рисунок 4 – Габариты агрегата
К размерам рамы добавлено по 100 мм на каждую сторону – это монтажное пятно 3272 ×1600 мм (рисунок 4).
Рисунок 5 – Размеры монтажного пятна
Рисунок 6 – Присоединительные размеры
6 Проектирование машинного зала
6.1 Расчет машинного зала в плане
Арматура машинного зала (рисунок 7) позволяет ремонтировать любой участок трубопровода, клапан или задвижку при работе насосов Спецификация труб приведена в таблице 6, арматура и фасонные части - в таблице 7, расчетные размеры машинного зала - в таблице 8.
Рисунок 7 – Схема машинного зала
Таблица 6 - Спецификация труб
Трубопроводы
Позиция
V, м/с
Всасывающий
1
Вс. коллектор
Вс. соединит. тр.
3
4
Нап.соединит.тр.
Нап. коллектор
5
Напорный тр.
6
Таблица 7 - Элементы схемы машинного зала
Страницы: 1, 2
