(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 |
Примечание |
|
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 |
5 Выбор насосов
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 |
Примечание |
|
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 |
2 |
|
|
Число резервных агрегатов |
2 |
|
|
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 |
Число труб |
dу, мм |
Q, л/с |
V, м/с |
|
Всасывающий |
1 |
2 |
1000 |
840 |
1,31 |
|
Вс. коллектор |
2 |
1 |
1000 |
840 |
1,31 |
|
Вс. соединит. тр. |
3 |
4 |
800 |
420 |
1,07 |
|
Нап.соединит.тр. |
4 |
4 |
800 |
420 |
1,07 |
|
Нап. коллектор |
5 |
1 |
800 |
420 |
1,07 |
|
Напорный тр. |
6 |
2 |
800 |
420 |
1,07 |
Таблица 7 - Элементы схемы машинного зала
|
Наименование |
Позиция |
Марка, тип |
Количество |
dу, мм |
L, мм |
L1, мм |
h, мм |
Масса, кг |
|
|
Задвижка |
7 |
30ч964нж |
5 |
1000 |
1900 |
|
3835 |
5060 |
|
|
Задвижка |
8 |
30ч915бр |
13 |
800 |
1000 |
|
2215 |
2880 |
|
|
Обратный поворотный клапан |
9 |
ИА44078 |
4 |
800 |
350 |
|
|
805 |
|
|
Тройник |
10 |
|
4 |
1000x800 |
2100 |
750 |
|
546 |
|
|
Тройник |
11 |
|
4 |
800 |
1700 |
670 |
|
354 |
|
|
Сальниковый компенсатор |
12 |
|
2 |
1000 |
650 |
|
|
650 |
|
|
Сальниковый компенсатор |
13 |
|
10 |
800 |
650 |
|
|
496 |
|
|
Переход |
14 |
|
4 |
800x500 |
685 |
650 |
|
|
|
|
Переход |
15 |
|
4 |
450x800 |
800 |
635 |
|
|
|
|
Водомер |
16 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
Отвод |
17 |
|
2 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
Вход в трубу |
18 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
Вставка |
19 |
|
2 |
1000 |
450 |
|
|
|
|
|
Вставка |
20 |
|
1 |
1000 |
800 |
|
|
|
|
|
Вставка |
21 |
|
2 |
800 |
1630 |
|
|
|
