Расчёт насосной установки

Общие рекомендации к расчету:

• 1. Остановка насоса при достижении минимального уровня воды в зумпфе и пуск её в момент достижения максимального наполнения зумпфе должна производиться по сигналу датчика уровня
• 2. Обязательно назначается на 2 рабочих насоса один из них резервный;
• 3. Подача насоса должна быть несколько больше притока воды в котлован:

Q_нас > 1,5 Q_пр; (27).

4. Напор насоса должен обеспечивать перекачку воды:

Н_нас > Н_расч (28).

5. При выборе погружного насоса необходимо учитывать его размеры для того, чтобы он погружался в зумпф.

Расчёт системы всасывающей и напорной сети

Скорость, х во всасывающем и напорном трубопроводе в первом приближении принимаем равной 1м/с.

Всасывающая линия рассчитывается с учетом местных потерь.

Напорная линия рассчитывается как простой трубопровод без учета местных потерь.

Q_нас = 1,5Q_пр = 1,5 · 0,288· = 0,432 · м³/с.

Напорная линия.

1. Определяем диаметр напорного трубопровода d из уравнения неразрывности потока:

d =, м; (29) d = = 0,023 м = 23 мм.

Принимаем ближайший больший диаметр: d_ст = 50 мм. Это снизит вероятность гидравлического удара.

2. Для выбранного стандартного диаметра уточняем скорость в трубопроводе — фактическая скорость х ф:

х _{ф = ,} м/с (30).

х _ф = = 0,22 м/с.

3. Определяются потери напора по длине по формуле Дарси-Вейсбаха hl:

h_l = л·, м; (31).

где:

л — коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси), принимаем л = 0,04;

l = l_нап — длина трубы, отводящей фильтрат, т. е. расстояние от оси насоса до оси ливневого коллектора, м. Принимаем l = 200 м;

g — ускорение свободного падения, м/с².

h_l = 0,04 · = 0,4 м.

4. Строим пьезометрическую линию р — р, для этого назначаем величину свободного напора Hсв = 5 м. Это так называемый запас, чтобы система хорошо работала и вода била струей.

Всасывающая линия Для определения напора и фактического вакуума нужно знать гидравлические потери на всасывающей линии:

1. Потери напора в местных сопротивлениях hi определяется по формуле Вейсбаха:

h_i = о_i, м; (31*).

где: о_i — коэффициент местных потерь.

• -вход в трубу с сеткой о₁ = 5; h₁ = 5 = 12 · м.
• -обратный клапан о₂ = 2,1; h₂ = 2,1 = 5,18 · м.
• -главный поворот трубы о₃ = 0,55; h₃ = 0,55 = 1,35 · м.
• 2. Линейные потери определяются по формуле (31):
  • а) рассчитываем отдельно для вертикального участка l = l_в = h_нас, длина которого вычисляется из геометрии расчетной схемы (сумма глубины котлована, глубины зумпфа, первоначальное углубление лотка, углубление за счет уклона и расстояние от верха котлована до оси насоса (1,5м)):

l_в = 4 + 1 + 0,3 + (90 — 0,5 + 70) · 0,001 + 1,5 = 6,95 м.

= 0,04 · · = 1,37 · м.

Рассчитываем отдельно для горизонтального участка l =, длину которого определяем из геометрии схемы с учетом расстояния от бровки до оси насоса, равного 1,5 м и радиуса зумпфа:

= + 1,5 + 0,125 = 7,62 м.

= 0,04 · · = 6,8 · м.

Строим напорную Е — Е и пьезометрическую р — р линию.

Подбор марки насоса

Насос назначается исходя из трех характеристик:

• -производительность Q нас:
• -напор Н;
• -вакуум Н_вак;

Q_нас= 1,5Q_пр= 1,5 · 0,288 · = 0,432 · м³/с = 1,55 м³/ч Напор насоса складывается из манометрического напора и высоты постановки напора над уровнем воды в зумпфе:

H = H_ман + h_нас (32).

H_ман = H_св + h_l (33).

Фактический вакуум определяется уз уравнения Бернулли:

z_{1 + + =} z_{2 + +} h_f; (34).

Для плоскости сравнения 0 — 0 и выбранных сечений 1 — 1 и 2 — 2 будем иметь:

z₁ = 0; z₂ = h_нас;

P₁ = P_атм; P₂ — ?

a₁ = 1; a₂ = 1;

х = 0; х₂ = х_ф.

Уравнение преобразуется в следующий вид:

H_{вак = =} h_{нас + +} h_f, м; (35).

где:

h_f = h₁ + h₂ + h₃ + +; (36).

h_f = (12 + 5,18 + 1,35 + 1,37 + 6,8) · = 26,7 · м.

h_нас = 6,95 м;

H_вак = 6,95 _{+ +} 26,7 · = 7,22 м;

H_ман = 5 + 0,4 = 5,4 м;

H = 5,4 + 6,95 = 12,35 м.

Характеристики центробежного насоса 6К-12:

• -подача Q = 20 м³/ч;
• -напор Н = 12 м;
• -вакуум Н_вак = 7,2
• -мощность Р = 5 кВт
• -изготовитель ОАО «ГМС Насос».