Определение требуемой производительности насосов

Производительность насоса определяется по формуле:

Qнас = , (2.5)

            КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата   (2,6) где - производительность насосной станции II подъёма; P_i - максимальная часовая подача в % от (P_i = 5,07 %); N – число рабочих насосов (принято два рабочих насоса); м³/ч; Qнас = м³/ч.   2.5 Определение требуемого напора насоса 2.5.1 Определение геометрической высоты подъёма воды Геометрическая высота подъёма воды определяется по формуле: , (2.7) где E – отметка максимального уровня воды в баке водонапорной башни, м; D – отметка минимального уровня воды в резервуаре чистой воды, м; м.               КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата     1 – резервуар чистой воды; 2 – насосная станция второго подъема; 3 – водонапорная башня Рисунок 2.2 – Высотная схема сооружений   2.5.2 Определение потерь напора Суммарные потери напора определяются расчётом по формуле: åh_w = h_вс + h_нс+ h_нап, (2.8)     2.5.2.1 Потери напора во всасывающих трубопроводах Всасывающие трубопроводы выполнены из стальных неновых труб. Трубопроводы принимаем в две линии. Расчётный расход будет равен: Q_p = = = 0,212 м³/с; Диаметр всасывающих трубопроводов определяется по формуле (1.5):               КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата     dвсас = м; где v = 1,15 м/с; /1/ Принимаем стандартный диаметр 500 мм ( мм). Фактическая скорость: Vф = м/с; Потери напора определяются по формуле (1.6): hсам = K₁×K₂×A×L×Q_р², где K₁ = 1,5 /1/; K₂ = 1,015; А = 0,05784 с²/м⁵; /2/; L = 43,5 м. hвсас = м;   2.5.2.2 Потери напора в коммуникациях внутри насосной станции   Потери напора принимаются конструктивно в пределах от 1,5 до 2 м. Принято значение hнс = 1,75 м.   2.5.2.3 Потери напора в напорных трубопроводах   Напорные трубопроводы приняты из чугунных неновых труб. Диаметр напорных трубопроводов определяется по формуле (1.5): dнап = м; где v = 2 м/с; /1/ Принимаем стандартный диаметр 500 мм ( мм).               КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата     Фактическая скорость: Vф = м/с; Потери напора определяются по формуле (1.6): hнап = м; где K₁ = 1,1; K₂ = 1,017; А = 0,06778 с²/м⁵; L = 1675 м.   2.5.2.4 Суммарные потери напора Суммарные потери напора определяются по формуле (2.8): åh_w = 0,17 + 1,75 + 5,71 = 7,63 м Требуемый напор насоса определяется по формуле (1.2): Н = 27,3 + 7,63= 34,93 м.   2.6 Подбор насосов Насосы подбираются по требуемому напору Н и требуемой производительности Qнас согласно /5/. Qнас = /ч; Н = 34,93 м. Предварительно марка насоса принимается по графику сводных полей. Принята марку насоса: Д 800-57 с частотой вращения n = 1450 об/мин и с диаметром рабочего колеса 395 мм. Характеристики насоса представлены на рисунке 2.3.               КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата     2.7 Анализ совместной работы насосов и трубопроводов Нормальный режим Сопротивления трубопроводов определяются по формуле (1.10): Сопротивление всасывающих трубопроводов: S_вс = Сопротивление коммуникаций внутри насосной станции: S_нс =   Сопротивление напорных трубопроводов: S_нап =   Суммарное сопротивление системы: S_c = S_вс+ S_нап+ S_нс (2.9) S_c = 0,95+9,78+31,91=42,64   Уравнение трубопровода: Н=27,3+42,64Q².   Расчёт характеристик трубопроводов сводится к таблице.                 КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата     Таблица 2.2 - Данные для построения характеристик трубопроводов при нормальном режиме

Напоры	Расходы в долях от Qнс,
	0,25Qнс	0,5Qнс	0,75Qнс	Qнс	1,25Qнс	1,5Qнс
	0,11	0,21	0,32	0,42	0,53	0,63
Hг	27,3	27,3	27,3	27,3	27,3	27,3	27,3
S∙Q2		0,48	1,91	4,29	7,63	11,92	17,17
Н	27,3	27,78	29,21	31,59	34,93	39,22	44,47

Анализ совместной работы насосов и трубопровод представлен на рисунке 2.3.

Вывод:

Для нормального режима работы, исходя из графика совместной

работы насосов и трубопроводов, фактическая подача и напор будут равны:

462 л/с;

Н = 37,5 м.

Фактическую подачу сравнивается с требуемой:

< 462 л/с;

% = % = 9,2 %.

По рисунку 2.3 определён коэффициент полезного действия, мощность и допустимый кавитационный запас насоса:

%,

N = 110,6 кВт,

м.ст.жидк.

            КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата   Аварийный режим   Суммарное сопротивление системы определяется по формуле: S_c= S_вс+ 4S_нап+ S_нс (2.10) S_c = 0,95+ 31,91+9,78= 138,37   Уравнение трубопровода: Н=27,3+138,37Q².   Расчёт характеристик трубопроводов приведён в таблице 2.3. Таблица 2.3 - Данные для построения характеристик трубопроводов при аварийном режиме

Напоры	Расходы в долях от Qнс,
	0,25Qнс	0,5Qнс	0,75Qнс	Qнс	1,25Qнс	1,5Qнс
	0,11	0,21	0,32	0,42	0,53	0,63
Hг	27,3	27,3	27,3	27,3	27,3	27,3	27,3
S∙Q2		1,55	6,19	13,93	24,76	38,69	55,71
Н	27,3	28,85	33,49	41,23	52,06	65,99	83,01

Анализ совместной работы насосов и трубопроводов представлен на рисунке 2.3.

Вывод:

Для аварийного режима работы фактическая подача и напор будут равны:

374 л/с;

м.

            КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата     Фактическую подачу сравнивается с требуемой: > 374 л/с % = % = 11,6 %. Коэффициент полезного действия, мощность и допустимый кавитационный запас насоса равны: %, N = 104 кВт, м.ст.жидк.   Пожаротушение Необходимая производительность насосной станции при тушении пожара определяется по формуле: , где Q_нс2 – производительность насосной станции; n - расчетное количество одновременных пожаров; q - расход воды на тушение одного пожара; Согласно п. 1.5.3 n = 2 и q = 35 л/с =126 м³/ч. л/с. Характеристика трубопроводов представлена на рисунке 2.3. Согласно рисунку 2.3 фактическая производительность насосной станции при пожаротушении принята равной = 503,25 л/с, что больше Q_пож = 493 л/с.   2.8 Определение отметки оси насоса и пола насосной станции На станции второго подъёма насос установлен под залив, т.е. с отрицательной высотой всасывания.               КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата     Схема установки насоса показана на рисунке 2.4.   Рисунок 2.4 – Схема установки насоса под залив   Отметка оси насоса определяется по формуле: В₂= – h – h_вс, (2.11) где D_max – отметка максимального уровня воды в источнике, м; D_min – отметка минимального уровня воды в источнике, м; h – расстояние от верха корпуса насоса до его оси, м; h_вс – потери напора во всасывающем трубопроводе, м. Согласно заданию: D_max = 210 м; D_min = 207 м; h_вс = 0,17 м; (согласно п.2.5.2.1); h = 0,497 м (согласно /5/); В₂= – 0,497 – 0,17 =207,833 м. Отметка пола насосной станции определяется по формуле 1.20: К₂= В₂ – h₁ – h_ф, (1.20) где h₁ = 0,7 м (для насоса марки Д800-57 согласно /5/); h_ф = 0,85 м. К₂= 207,833– 0,7 – 0,85 = 206,28 м.                 КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата     3 Канализационная насосная станция 3.1 Построение графика поступления сточных вод Расчётный расход стоков, поступающих на канализационную насосную станцию, принимают по расчётному секундному притоку в час максимального водопотребления. Расчётный секундный приток в час максимального водопотребления определяется по формуле: q_ср.сек. = , (3.1) где Q_{макс.сут} – максимальное суточное водопотребление, м³/сут; Т – количество секунд в сутках, с; q_ср.сек. = л/с. Согласно /1/ принят стандартный приток сточных вод: 350 л/с. Таблица 3.1 – Стандартное распределение притока сточных вод по часам суток, %

Часы суток	Приток сточных вод, %
0-1	1,6
1-2	1,6
2-3	1,6
3-4	1,6
4-5	1,6
5-6	4,15
6-7	5,75
7-8
8-9	6,25

            КП1.НВС-ВВ-08-126-2011 Лист               Изм. Кол.уч Лист № док. Подп. Дата

Продолжение таблицы 3.1

9-10	6,25
10-11	6,25
11-12
12-13	4,15
13-14	5,75
14-15	6,25
15-16	6,25
16-17	5,8
17-18	5,8
18-19	4,4
19-20	4,15
20-21	4,15
21-22	2,45
22-23	1,6
23-24	1,6
∑

На основании таблицы 3.1 построен график поступления сточных вод (рисунок 3.1).