Расчет всасывающей и напорной сетей
Воспользуемся некоторыми рекомендациями:
- скорость во всасывающем и напорном трубопроводе в первом приближении принимается равной 1 ;
- на практике обычно диаметр всасывающего трубопровода больше диаметра напорного и скорость во всасывающей линии около 0,7м/с, а в напорной около 1м/с;
- напорная линия рассчитывается как простой трубопровод без учета местных потерь;
- всасывающая линия рассчитывается как короткий трубопровод с учетом потерь и по длине, и в местных сопротивлениях. А именно на входе всасывающего трубопровода установлена сетка с обратным клапаном, труба имеет плавный поворот на 90°, потери на вход воды в насос не учитываются, так как эта величина входит в КПД насоса.
Расчет напорной линии
1 Из уравнения неразрывности потока
, (19)
Определяется диаметр напорного трубопровода
Принимаем стандартный диаметр , [2,9].
2 Для выбранного стандартного диаметра уточняется скорость в трубопроводе - фактическая
,
(20)
3 Определяется потеря напора по длине по формуле Дарси - Вейсбаха:
, м, (21)
где - коэффициент гидравлического трения, при грубых расчетах можно принять равным 0,03÷0,04, [7];
l=lнап - длина трубы, отводящей фильтрат, т.е. расстояние от оси насоса до оси ливневого коллектора, принимается равной 200м;
g - ускорение свободного падения
;
4 Строится пьезометрическая линия р-р, см. рис.5. Для этого назначается величина свободного напора - запас, чтобы система хорошо работала и вода била струей.
Всасывающая линия
Для определения напора и фактического вакуума надо знать гидравлические потери на всасывающей линии.
1 Потеря напора в местных сопротивлениях по формуле Вейсбаха:
, м, (22)
где - коэффициент потерь в местных сопротивлениях.
Скорость на всасывающей трубе принимаем равной скорости в напорной.
;
.
Получаем :
- местные потери на входе воды с сеткой и обратным клапаном
hвх= 10 =0,216м;
- линейные потери по длине вертикального участка трубы
hверт= 0,03 м; (23)
Где lверт=Hк+hзп+0,5=4+0,5=4,5 м, тогда
hверт= 0,03 =0,116 м;
- местные потери на повороте трубопровода
hпов= м;
- линейные потери по длине горизонтального участка трубы
hlгор=0,03
где 0,5=lгор - горизонтальный участок, равный расстоянию от бровки котлована до оси насоса;
- Полный напор
- скоростной напор
hv=
ПОДБОР МАРКИ НАСОСА
Насос назначается, исходя из трёх характеристик:
1) Производительности (подачи) - Qнас
2) Напора - Ннас
3) Вакуума - Нвак
С учётом формул 15,16.
Qнас 1,5Qпр= 1,5
= 0,48
1,73 м.
Ннас= Нмон + Нсв = 5,189+4,5+5,0 = 14,689 м.
Нмон=hlнап=5,189 м.
Hнас=hlгор=4 + 0,5 = 4,5 м.
Вакуум насоса можем найти, соединяя уравнение Бернулли сечения 1-1 на поверхности воды в зумпфе и сечении 2-2 на входе воды в насос.Плоскость сравнения 0-0 проводится по уровню воды в зумпфе, Рис.5.
=
+
Насос подбирается для полученных значений по [4],приводится марка (К8/18а)для подобранного центробежного насоса и его характеристики :
- подача Q-5 м3/час
- напор H-16м
- вакуум H вак- 6 м
- мощность двигателя -1,5кВт
- масса агрегата - 64 кг
- изготовитель - московский насосный завод