Определение необходимого давления насосной установки

Выбор насоса производится с учетом его совместной работы с трубопроводами.

Давление насоса Р, Па проектируемой установки будет равно

(10)

где Σ∆P - суммарные потери давления в трубопроводах установки, МПа;

P_г – геометрическое давление, Па;

P_н – давление в насадке, Па.

P_г = Н_г ∙ρ_н ∙g (11)

где: Н_г - геометрический напор, м;

r_н – плотность жидкости, кг/м³

Н_г = h_в + h_н (12)

где: h_в – высота всасывания, м;

h_н – высота нагнетания, м.

Основная расчетная схема изображена на рисунке 2.

Рисунок 2- Расчетная схема насосной установки

1 - заборный колодец; 2 - сетка; 3 - всасывающий клапан; 4 – колено; 5 – задвижка; 6 - насос; 7 - трубопроводы; 8 - моющая рамка; 9 – насадка распылителя.

На каждом участке трубопровода (l₁ , l₂ , l₃ , l₄ ) потери давления на преодоление гидравли­ческих сопротивлений ΔР_i, Па определяются отдельно по уравнению

(13)

где Σξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений по длине трубопровода на участке длиной с диаметром трубы d;

λm - коэффициент потерь на трение.

С достаточной для практических расчетов точностью можно считать, что для сетки ξ = 9,7 для всасывающего клапана – 7,0 для задвижки – 5,5 для колена – 0,2.

Коэффициент сопротивления отверстия и насадка

(14)

где φ - коэффициент скорости (таблица 2).

Для водопроводных стальных труб коэффициент потерь на трение определяется по выражению

(15)

где – шероховатость трубопровода, мм.

d – диаметр трубопровода, мм.

Для водопроводных стальных труб шероховатость поверхности принимаем равной 0,2 мм.

При последовательном соединении трубопроводов (например l₁ и l₂) суммарные потери давления ∆Р_Σ получаются сложением потерь на отдельных участках.

(16)

∆Р_Σ - суммарные потери давления в разветвленном трубопроводе, МПа;

∆P_i - потери давления в одном из последовательных трубопроводов, МПа.

При параллельном соединении одинаковых трубопроводов (например l₃ и l₄)

(17)

где Q_i - расход через один из параллельных трубопроводов, м³/с;

i - количество параллельных участков;

Суммарные потери давления ∆Р_Σ при параллельном соединении одинаковых трубопроводов (например l₃ и l₄) равны потерям на отдельном участке.

(18)

где ∆Р_Σ - суммарные потери давления в разветвленном трубопроводе, Па;

∆P_i - потери давления в одном из параллельных трубопроводов, Па.

Далее, руководствуясь давлением P и подачей Q, по каталогу выбирают марку насоса.

Средний расход воды на мойку одного автомобиля:

м³/ч. (19)

где: t – время мойки одного автомобиля, мин. = 3…10.

Число автомобилей, проходящих через мойку в течение часа:

, (20)

где: - коэффициент неравномерности поступления автомобилей = 1,5;

V_a - скорость передвижения автомобиля, м/мин. (2,5…5,5);

- длина автомобиля = 4,5…7 м;

Часовой расход воды:

м³/ч. (21)

1.4. Расчёт основных параметров очистных сооружений

Площадь сечения потока:

, м² (22)

где - скорость протекания сточных вод = 0,15…0,2 м/с;

Рисунок 3- Очистные сооружения первого контура:

1 – канава; 2 – песколовка; 3 – контейнер

Длина песколовки:

м (23)

где: K – коэффициент запаса по длине = 1,3;

= F/B - расчетная глубина проточного слоя песколовки = м;

U₀ - для песка = 15… м/с;

Глубина от пола до уровня воды в песколовке:

м (24)

где: H_к – глубина канавы = 0,15 м;

l – расстояние от начала стока до стенки песколовки = 0,2…0,4 м;

Общая глубина песколовки:

м (25)

где H₀ – глубина осадочной части песколовки = 1м;

Объем приемного резервуара рассчитываем исходя из 15-минутного пребывания в нем сточных вод:

м³ (26)

Площадь водного зеркала гидроциклона:

м² (27)

где: = 1,8·10^-4 … м³/(м²·с) – удельная гидравлическая нагрузка на гидроциклон;

Фактическая площадь зеркала воды одного гидроциклона :

м² (28)

где: D – диаметр гидроциклона = 2 м;

Количество гидроциклонов:

(29)

Если количество N отличается от целого числа более чем на 20%, следует изменить диаметр гидроциклона и расчет повторить.

Насосная станция второго подъема должна укомплектовываться насосами такой же производительности, что и насосы первого подъема. Напор должен определяться с учетом потерь в фильтрах, которые ориентировочно составляют около 0,1 МПа. Фильтры применяются типовые, например средняя скорость фильтрования V = 10…13 м/ч.

Требуемая площадь фильтров:

м² (30)

где - средняя скорость фильтрования.

Объем резервуара очищенной воды определяю исходя из расчета обеспечения 30-минутного запаса воды для мойки автомобилей:

м³. (31)

Бак для сбора нефтепродуктов выбирается таким, чтобы его наполнение продолжалось не менее суток:

м³ (32)

где C – содержание нефтепродуктов исходя из их содержания в сточных водах = 0,9…1,2 кг/м³;

Z – количество рабочих смен в сутки = 1…2;

T – продолжительность рабочей смены = 12ч;

- плотность нефтепродуктов = 850…900 кг/м³;

Объем камеры бензомаслоуловителя принимается равным 1/3…1/5 объема песколовки:

м³ (33)

где В – ширина бензомаслоуловителя, м. = 1…3.