Насосная станция первого подъема

В курсовом проекте рекомендуется  величину заглубления пола машинного  зала для нескальных грунтов принимать  не менее 3 м, чтобы была возможность  использовать пространство под монтажной  площадкой для размещения вспомогательного оборудования -вакуумных и дренажных насосов, а также чтобы обеспечить ввод всасывающих труб через боковые стены подземной части здания на горизонтальной отметке. При большем заглублении пола машинного зала насос может оказаться под заливом, т.е. ниже минимального уровня во всасывающем отделении водозаборного колодца, и тогда необходимость в вакуум - насосе отпадает.

На насосной станции следует  принимать остеклённое помещение  для обслуживающего персонала, небольшую  мастерскую для мелкого ремонта, санузел (унитаз и раковина). Продольный размер здания станции с пролётом 6 м определяется с учётом ширины плит, которая равна 1,5 и 3 м. Продольный размер здания с пролётом 12 м определяется с учётом длины плит покрытия, укладываемые на строительные балки вдоль здания, т.е. должен быть кратным 6 м. Отношение ширины здания к его длине не должно превышать 1:4 (в крайнем случае, в курсовом проекте это отношение разрешается допускать 1:5).

 

 

3.5 ПОДБОР ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

 

В соответствии с требованиями [1. п. 7.28] по массе самой тяжёлой единице  оборудования по [9] производится подбор грузоподъёмного устройства. При  подъёме на высоту свыше 6 м или  длине машинного зала более 18 м  следует применять электрическое  подъёмно - транспортное оборудование.

Основные параметры и размеры  кранов мостовых ручных однобалочных Общего назначения по ГОСТ 7413-80

 

 

Гру-	Пол-	Про-	Дли-	База	Ши-				Номер		Масса
зо-	ная	лёт	на	кра-	рина						кра-
подъ-ём-	длина,	крана,	консоли,	на,	крана,	Н	h	l1	Несущей	под кра	на, кг
ность	L	LK	1	А	В				бал-	ново
т									ки	го пути
		м, не более				мм, не более
1т	10.8	9	0.9	1.8	2.1	780	2800	150	24	24М	570

 

 

3.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

 

Отметка верхнего строения, Н_верх м, определяется по формуле:

 

Н_{в ерх} = h_тр + 0,5 + h_г + h_c + h₁ + H + H_N +Н_Б + 0,1

где h_тр - погрузочная высота платформы авто, принимается в зависимости от арки авто. Принимаем инвертируемую тележку, её высота h_тр = 0,15 - 0,30 м; h_тр = 0,3 м;

0,5 - расстояние между грузом и платформой авто;

h_г - высота принимаемого груза, принимаем по самому высокому грузу; h_г = 1,05 м;

h_c - высота страховки, 0,5 - 1,0 м; принимаем h_c = 0,5 м;

h₁ + Н - размеры грузоподъёмного оборудования при максимальном поднятии крюка;

Н_N - высота подкранового пути; H_N ⁼ 0,24 м;

Н_Б - высота балки, рекомендуется принимать на размер больше подкранового пути;

Н_Б = 0,20 м;

0,1 - расстояние от плиты до балки

 

Н_верх = 0,3+0,5+1,050+0,5+0,78+0,28+0,24+0,3+0,1=4,05 м

 Высоту верхнего  строения округляем до стандартных  значений, Н_верх = 4,2 м.

 

 

3.7 ПОДБОР ДРЕНАЖНЫХ НАСОСОВ

 

Производится подбор дренажных  насосов (одного рабочего и одного резервного). В качестве дренажных насосов  применяются фекальные насосы с  подачей 5 - 10 л/с и напором 10 - 20 м. К дренажному колодцу вода подаётся дренажными лотками, а пол делается с уклоном 0,002 - 0,005 в сторону лотков. Дренажные насосы можно принять по типовым проектам.

Подбираем дренажный насос с  маркой ВКС - 5 - 24, марка электродвигателя А02 - 42 - 4, габаритные размеры А = 962 мм, В — 360 мм, С = 362 мм, масса 130 кг.

 

4. УТОЧНЕНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

4.1 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ НАПОРА ВО ВНУТРИСТАЦИОННЫХ КОММУНИКАЦИЯХ И УТОЧНЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА

 

∑h=∑h_дл+∑h_м+H_зап; м          (4.1.1)

 

где ∑h ^_ суммарные потери напора;

∑h_дл - потери напора на трение по длине;

∑h_м - потери напора в местных сопротивлениях

 

                                                    ∑h_дл=A·k·l·Q² ; м              (4.1.2)

 

 

где А - удельное сопротивление трубы;

       k – поправочный коэффициент;

       l – длина трубопровода, м;

       Q – расход воды, м³/с 

 

Где V – средняя скорость движения воды, м/с

        ξ_м – коэффициент местного сопротивления

Все расчёты сведены в таблицу:

Таблица 4.1. Расчёт местных  сопротивлений

 

Наименование сопротивлений	d, мм	Q, м3/с	V м/с	ξм	hM, м	Количество местных сопротивлений	∑hM, м
1	2	3	4	5	6	7	8
	Всасывающая линия
Воронка	500	0,178	0,9	0,3	0,012	1	0,012
Отвод с углом 90 по нормальному сечению	500	0,178	0,9	0,6	0,024	1	0,024
Задвижка	500	0,124	0,9	0,15	0,0061	4 J	0,024
Тройник на проход	500	0,124	0,9	0,1	0,0041	2	0,0082
Тройник в бок	400	0,124	1,4	1,5	0,149	1	0,149
Переход суживающийся  по нормальному сечению	300	0,124	1,4	0,1	0,009	1	0,009
Итого							0,2262

 

		Напорная линия
Переход, расширяющийся по нормальному  сечению	250	0,1246	1,174	0,25	0,017	1	0,017
Обратный клапан	300	0,1246	1,174	1,7	0,119	1	0,119
Задвижка	300	0,1246	1,174	0,15	0,01	4	0,04
Тройник в бок	300	0,1246	1,174	1,5	0,105	1	0,105
Задвижка	300	0,1246	1,174	0,15	0,0218	3	0,0654
Тройник на проход	300	0,1246	1,174	0,1	0,007	2	0,014
Отвод с углом 90 по нормальному сечению	300	0,1246	1,174	0,6	0,042	1	0,042
Итого							0,337

 

Сумма местных потерь ∑h_м=0,7169+1,3741=2,091

 

Определим потери напора по длине в напорном трубопроводе:

Q = 0,1246 м³/с; l_н = 10,567 м; А = 0,8466 с²/м⁶; k=1

 

h_дл =0,1246²·10,567·0,8466·1= 0,138 м

 

 Определим  потери напора по длине во  всасывающем трубопроводе:

   Q = 0,178 м³/с; l_н = 10,388; А = 0,05784 с²/м⁶; k=1,4

 

h_дл =0,178²·10,388·0,05784·1,04 =  0,019 м

 

 

Суммарные потери напора во всасывающем и напорном трубопроводе составят:

 

∑h_дл = 0,019+0,138= 0,157 м

 

Сумма потерь напора составит:

∑h = 0,157+0,5632= 0,7202м

 

Уточненные  потери напора составят:

 

         (4.1.1)

=47,55-4+0,7202  

 

При наличии у насоса избыточного  напора в размере 1….2м целесообразно  проводить обточку рабочего колеса, т.е. уменьшать диаметр рабочего колеса для достижения соответствия напора, создаваемого насосом.

 

 

 

 

Расчет обточки колеса начинается с вычисления коэффициента быстроходности:

 

(4.1.2)

        

=92,009<150

       Экспериментальные данные показали, что при меньшем 150 для напора и подачи насоса, имеющего обточенное колесо с диаметром справедливы формулы:

     (4.1.3)

           (4.1.4)

 

где и напор и подача с не обточенным рабочим колесом, имеющим диаметр .

      Следовательно перемещение рабочих точек в координатах Q,H при обточке рабочего колеса происходит по параболе(4.1.5)  с вершиной в начале координат, поэтому точка Б  с характеристиками Q-H соответствующей номинальному диаметру, перемещается положение режимной точки А на характеристике , соответствующей обточенному диаметру.

      Подставив в значение   (4.1.5) значения уточненного напора  и подачи вычисляют значение  коэффициента k:

     Для точки А: k=  

      Строим параболу, для этого задаемся рядом значений  подачи 100,200,300,400,500,600,700 м³/ч и по формуле (4.2.5) вычисляем соответствующие значения . Расчет сведен в таблицу:

 

		Hобт=k·Q2обт,м
100	10000	1
200	40000	4
300	90000	9
400	160000	16
500	250000	25
600	360000	36
700	490000	49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построив по точкам параболу обточки, находим параметры точки Б пересечения кривых:

Из формулы (4.1.4)

Процент обточки составляет: 

Для построения характеристики обточенного  колеса зададимся на характеристике насоса точками 1,2,3,4,5. Выпишем с графика и соответствующие значения.

Из формул (4.1.3) и (4.1.4) найдем соответствующие значения и

Расчет оформим в виде таблице:

		Q	H	Q'		H'
1		0	50	0		48,02
2		100	49	98		47,04
3		200	48	196		46,08
4		300	47	294		45,12
5		400	46	392		44,16
6	500		45		490	43,2
7	600		44		588	42,24
Б	610		42		597,8	40,32
9	700		41		688	39,36

              

      По данным координатам находим точки 1’,2’,3’,4’,5’,6’ строим характеристику  - .

 

4.2 Анализ совместной работы насоса и системы напорных водоводов.

Анализ совместной работы насоса и системы напорных водоводов проводится в результате совместного рассмотрения рабочих характеристик насоса - и характеристик напорного водовода

- .

С энергетической точки зрения напор  насоса это энергия в Дж/Н которую получает от насоса каждая единица веса воды, поступающая в напорный трубопровод. Приведенная характеристика насоса - показывает, какую часть полной энергии, полученной от насоса, каждая единица веса воды сохраняет в точке присоединения наружного водовода ко внутренним коммуникациям насосной станции, т.е. в начале напорного водовода.

(4.1.6)

где - напор насоса, с обточенным колесом.

- потери напора во внутренних  коммуникациях насосной станции  от воронки всасывающего трубопровода до точки присоединения наружного напорного водовода.

Величину потерь напора  во внутренних коммуникациях насосной станции  при различных подачах насоса можно принять пропорциональной :

 (4.1.7)

 

где - сопротивление внутренних коммуникаций насосной станции от воронки всасывающей трубы до места присоединения наружного водовода; эту величину вычисляют из формулы (4.1.8):

 

(4.1.9)

 

Задаваясь рядом значений расходов Q_{вод. 1}, Q_{вод. 2}, Q_{вод. n}, определяют значения Н_{вод. 1}, Н_{вод. 2}, Н_{вод. n}, и строят характеристику напорного водовода.

Расчет оформим в виде таблицы:

 

Q'	H'		hнас.стан.		Hпривед.
0	48,02		0		48,02
98	47,04		0,016		47,024
196	46,08		0,065		46,015
294	45,12		0.146		44,974
392	44,16		0,261		43,899
490	43,2	0,408		42,792
588	42,24	0,587		41,653
610	40,32	0,632		39,688
686	39,36	0,8