Расчёт всасывающих трубопроводов

 

Всасывающие трубопроводы выполнены из стальных неновых труб.

Диаметр всасывающих трубопроводов определяется по формуле (1.5):

                      dвсас  = м,

где v = 1,1 м/с;                                                                                                     /1/

Принят стандартный диаметр 500 мм ( мм).

Фактическая скорость:

Vф =  м/с;

 

           

КП1.НВС-ВВ-08-126-2011

Лист            

 

Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата

 

 

Потери напора определяются по формуле (1.6):

                hвсас  = м;

где K₁ = 1,5; K₂ = 1,03; А = 0,05784 с²/м⁵; L = 53,5 м.

Потери напора в коммуникациях внутри насосной станции

 

Потери напора принимаются конструктивно в пределах от 1,5 до 2 м.

Принимаем hнс = 1,75 м.

Расчёт напорных труб

 

Напорные трубопроводы приняты из чугунных неновых труб.

Диаметр напорных трубопроводов определяется по формуле (1.5):

                         dнап  = м;

где  v = 1,9 м/с;                                                                                                           /1/

Принят стандартный диаметр 500 мм ( мм).

Фактическая скорость:

            Vф =  м/с;

Потери напора определяются по формуле (1.6):

hнап = м;

где K₁ = 1,1; K₂ = 1,034; А = 0,06778 с²/м⁵; L = 1470 м.

 

 

           

КП1.НВС-ВВ-08-126-2011

Лист            

 

Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата

 

 

Суммарные потери напора

Суммарные потери напора определяются по формуле (1.4):

åh_w = 1,17 + 0,17 + 1,75 + 4,01 = 7,1 м

Тогда, требуемый напор насоса определяется по формуле (1.2):

Н = 19,3 + 7,1 = 26,4 м

 

Подбор насосов

Насосы подбираются по требуемому напору Н=26,4 м и требуемой производительности Qнас согласно /5/.

                                Qнас = ,                                         (1.7)

где N – количество рабочих насосов (принято два рабочих насоса);

                            Qнас = /ч

Предварительно марка насоса принимается по графику сводных полей.

Принята марка насоса: Д 800-57 с частотой вращения n = 1450 об/мин и с диаметром рабочего колеса 355 мм.

 

Анализ совместной работы насосов и трубопроводов

Анализ выполняется графическим способом. Целью анализа является нахождение рабочей точки системы «насос – трубопровод», которая показывает фактическую подачу и фактический напор.

 

 

           

КП1.НВС-ВВ-08-126-2011

Лист            

 

Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата

 

 

Нормальный режим

 

При нормальном режиме работы характеристика системы трубопроводов описывается следующей формулой:

                                Н=Н_Г+S_cQ²   ,                                              (1.8)

где Н – напор в системе;

Нг – геометрическая высота подъёма воды;

S_c - суммарное сопротивление системы, определяемое по формуле:

                              S_c = S_сам+ S_вс + S_нап+ S_нс,                        (1.9)

где  S_сам, S_вс, S_нап, S_нс- сопротивления самотечного, всасывающего, напорного

   трубопроводов состоящих из двух параллельных ниток, включая

   сопротивление задвижек, решеток и сеток, а также сопротивление

   коммуникаций внутри насосной станции, с²/м⁵.

Сопротивление трубопроводов определяется по формуле:

S= ,                                                             (1.10)

где  h – потери напора в рассматриваемом трубопроводе;

    Qнс – производительность рассчитываемой насосной станции.

Сопротивление самотечных трубопроводов

                                    S_сам =

Сопротивление всасывающих трубопроводов:

                                    S_вс =

Сопротивление коммуникаций внутри насосной станции:

                       S_нс =

 

 

           

КП1.НВС-ВВ-08-126-2011

Лист            

 

Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата

 

 

Сопротивление напорных трубопроводов:

                  S_нап =

Суммарное сопротивление системы:

                    S_c = 8,276 + 1,202 + 28,36 + 12,378 = 50,214 .

Уравнение трубопроводов:

Н=19,3+50,214Q².

Расчёты для построения характеристик трубопроводов сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Данные для построения характеристик трубопроводов при нормальном режиме

Напоры	Расходы в долях от Qнс,
	0	0,25Qнс	0,5Qнс	0,75Qнс	Qнс	1,25Qнс	1,5Qнс
	0	0,094	0,188	0,282	0,376	0,47	0,564
Hг	19,3	19,3	19,3	19,3	19,3	19,3	19,3
S∙Q2	0	0,44	1,77	3,99	7,10	11,09	15,97
Н	19,3	19,74	21,07	23,29	26,40	30,39	35,27

 

Анализ совместной работы насосов и трубопровод представлен на рисунке 1.2.

Вывод:

       Для нормального режима работы, исходя из графика совместной

                    работы насосов и трубопроводов, фактическая подача и напор на-

                    сосов будут равны:

 412,5 л/с;

Н = 28,5 м.

 

 

           

КП1.НВС-ВВ-08-126-2011

Лист            

 

Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата

 

 

Фактическая подача сравнивается с требуемой:

<  412,5 л/с;

% = % = 9,71 %.

Из рисунка 1.2 определёны коэффициент полезного действия, мощность и допустимый кавитационный запас насоса:

%,

N = 78 кВт,

м.ст.жидк.

 

Аварийный режим

 

При аварии на напорном трубопроводе с полным отключением одной нитки суммарное сопротивление системы определяется по формуле:

 

                               S_c=S_сам+ S_вс + 4S_нап+ S_нс                                                (1.11)

     

     S_c = 8,276 + 1,202 + 28,36 + 12,378 = 135,296

Уравнение трубопровода:

                                            Н=19,3+135,296Q².

 

           

КП1.НВС-ВВ-08-126-2011

Лист            

 

Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата

 

 

Таблица 1.2 - Данные для построения характеристик трубопроводов при аварийном режиме

Напоры	Расходы в долях от Qнс,
	0	0,25Qнс	0,5Qнс	0,75Qнс	Qнс	1,25Qнс	1,5Qнс
	0	0,094	0,188	0,282	0,376	0,47	0,564
Hг	19,3	19,3	19,3	19,3	19,3	19,3	19,3
S∙Q2	0	1,20	4,78	10,76	19,13	29,89	43,04
Н	19,3	20,50	24,08	30,06	38,43	49,19	62,34

 

Вывод:

       Для аварийного режима работы, исходя из графика совместной

работы насосов и трубопроводов (рисунок 1.2), фактическая подача и напор насосов будут равны:

330 л/с;

м.

Фактическая подача сравнивается с требуемой:

> 330 л/с

% = % = 12,2 %.

Коэффициент полезного действия, мощность и допустимый кавитационный запас насоса равны:

%,

N = 70 кВт,

м.ст.жидк.

 

 

           

КП1.НВС-ВВ-08-126-2011

Лист            

 

Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата