Материал: Курсовая мелиорация

7. Проектирование оросительной части системы

7.1 Выбор источника орошения

В качестве источника орошения можно принять реку Десна, если в летний период в ней достаточно воды. Для этого определяется дебет реки, т.е. площадь, которая будет орошаться, если забирается из реки от 30 до 50% её расхода.

Дебет реки Десна (W_реки):

W_реки= ,

Q_р– расход реки в меженный период (1000 л/с); К– коэффициент использования стока реки (0,5); q – гидромодуль, подача воды при круглосуточном орошении л/сек на га (1-для Московской области).

W_реки=

7.2 Выбор типа дождевальной машины

При выборе дождевального устройства необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Габариты машины должны вписываться в конфигурацию полей.

2. Интенсивность дождя машины (слой воды, выбрасываемый дождём в единицу времени) должна быть меньше скорости впитывания воды в почву.

3. Технико-экономические показатели машины: количество обслуживающего персонала, площадь орошения с одной позиции, влияние ветра на равномерность распределения дождя по площади, возможность работы

Исходя из вышеперечисленных требований, выбираем дождевальную машину ДКШ-64 «Волжанка»*400, Q_м=64 л/с.

Характеристики ДКШ-64 «Волжанка»

Дождеватель колесный широкозахватный. Расход машины Q_м=64 л/с, длина крыла В = 400 м х 2 шт в комплекте. В состав каждого крыла длиной 400 м входят: 32 секции труб с соединительными муфтами, 33 опорных колеса, 32 дождевальных аппарата, приводная тележка с двигателем, узлы присоединения, 4 противоветровых тормоза. Полив позиционный от гидранта. Напор на гидранте 35-40 м. Предназначена для полива пастбищ, зерновых,кормовых и технических культур, за исключением высокостебельных. Площадь полива с одной позиции 1,44га.

7.3 Выбор площади под насосную станцию

При выборе площади нужно соблюдать некоторые условия:

- выбирать прямолинейный участок реки;

- берег реки должен быть устойчив к разливу;

- оросительная сеть должна быть прямолинейной, с минимальным пересечением с трубопроводами и каналами;

- при пересечении закрытого трубопровода с открытым каналом асбестоцементную трубу заменяют на металлическую.

7.4 Расчет полива дождеванием

Для расчёта полива дождеванием определяется:

1. Интенсивность дождя (I):

где: I- интенсивность дождя;

К=0,95 – коэффициент, учитывающий условия работы;

Q_м = 100 - расход машины, л/с;

ω_ст – площадь полива с одной позиции, м²

= 0,28мм/мин;

2. Продолжительность полива на одной позиции ():

где - время стоянки машины на одной позиции

m_б- поливная норма, брутто, м³/га;

= 117,8  118 мин (1ч 58мин);

3. Суточная производительность машины ()

,

_сут - суточная производительность машины, га;

Q_м = 100 - расход машины, л/с;

T = 16 - число часов в работе за сутки;

η_сут =0,8 – коэффициент использования рабочего времени в течение суток; m_б - поливная норма, брутто, м³/га;

= 9 га;

4. Сезонная производительность машины ()

,

_сез - сезонная производительность машины, га;

_сут - суточная производительность машины, га;

η_сут =0,8 – коэффициент использования рабочего времени в течение сезона;

t =16– межполивной период или время полива участка заданной площади, сут;

9*16*0,8= 115,2 га;

5. Число одновременно работающих машин на поливе участка ()

где – количество машин;

_уч – площадь всего участка, га;

_сез - сезонная производительность машины, га;

= 2,5  3 машины

7.5 Определение диаметра труб напорной оросительной сети

Рекомендуемая скорость прохождения воды в трубопроводах из асбестоцементных труб V=0,75-1,5 м/с, V= 1 м/с.

Полевой трубопровод

Расход трубопровода:

,

где Q_ПТ – расход полевого трубопровода, м³/с;

Q_М = 64 - расход машины, л/с;

η_ос =0,95 – коэффициент потерь в сети;

= 67 л/с (0,067 м³)

Диаметр полевого трубопровода:

,

где d_ПТ – диаметр полевого трубопровода, л/с;

Q_ПТ – расход полевого трубопровода, м³/с;

V= 1 м/с – скорость воды в трубопроводах;

= 0,291м; - , входит в пределы допустимого значения.

Проверяем скорость по формуле:

= 1,016 м/с

Значение 1,016м/с укладывается в нужный промежуток 0,75-1,5 м/с, значит полученная скорость находится в допустимых пределах.

Распределительный трубопровод

Расход трубопровода:

,

где Q_РТ – расход распределительного трубопровода, м³/с;

Q_ПТ – расход полевого трубопровода, м³/с;

n_РТ – количество машин на распределительном трубопроводе;

η_РТ = 0,99 – коэффициент потерь в распределительном трубопроводе;

= 203 л/с

Диаметр трубопровода:

,

где d_РТ – диаметр распределительного трубопровода, л/с;

Q_РТ – расход распределительного трубопровода, м³/с;

V= 1 м/с – скорость воды в трубопроводах;

= 0,509 м;

Проверяем скорость по формуле:

= 1,1 м/с, входит в пределы допустимого значения.

Магистральный трубопровод

Расход трубопровода:

,

где Q_МТ – расход магистрального трубопровода, м³/с;

= 615 л/с (0,615 м³/с)

Диаметр трубопровода:

,

где d_МТ – диаметр распределительного трубопровода, л/с;

= 0,886

Проверяем скорость по формуле:

= 1,22 - входит в пределы допустимого значения.

Таблица 8. Сводная таблица закрытых напорных оросительных трубопроводов

7.6 Подбор насоса и двигателя оросительной насосной станции

В насосно-силовое оборудование входят насос и двигатель. Двигатель подбирают по мощности насоса, а насос – по условиям. Для подбора марки насоса необходимо знать:

Расчетный расход насосной станции:

Q_расч= Q_мт= 615 л/сек;

Н_полн= Н_в.л. + Н_н.л..;

Н_в.л.– напор во всасывающей линии трубопровода, м; Н_н.л – напор в нагнетательном трубопроводе, м

Н_вд = h_г + h _тв +h _мс, где

H_г – геодезический напор во всасывающей линии, м; h_тв – потери напора на трение воды по длине трубопровода, м; h_мс – потери напора на местные сопротивления.

Н_вд = 2,7+0,5+1,3=4,5 м

h_г=O.Н- У.В.

h_г=261,14-258,44=2,7 м

h_т.в=, где

λ – коэффициент трения для металлических труб, λ = 1/40; V² – скорость воды во всасывающем трубопроводе, м/с; g = 9,81 – ускорение свободного падения, м/с²; L – длина всасывающего трубопровода, м; d_в = 0,5 м.

h_т.в= м

h_м.с=, где

β – коэффициент, учитывающий потери напора во всасывающем трубопроводе (6,5)

h_м.с=6,5*= 1,3 м

Определение напора в нагнетательной линии

H_н = h_гн +h _тн +h _мс + h_гидр, где

h_гн – геодезический напор на нагнетательной линии, м; h _тн – потреи напора на трение в нагнетательном трубопроводе, м; h _мс – потери на местные сопротивления в нагнетательном трубопроводе, м; h_гидр – свободный напр на гидранте, к которому подсоединяют дождевальную машину.

h _гн = Н_г - Н_он = 271-261,14 =9,6 м

h_т.н=, где

λ – коэффициент трения для металлических труб, λ = 1/50; V² – скорость воды в нагнатательном трубопроводе, м/с; g = 9,81 – ускорение свободного падения, м/с²; L_в – напорного трубопровода трубопровода, м; d_в = максимальный диаметр.

h_тн =

h_мс = 0,1 * h_тн = 0,1 * 9,86 = 0,986

Свободный напор на гидранте примем равным h гидр = 8 м, тогда

h_н = 9,6 +9,86 +0,986 + 8 = 28,4 м

Н_полн= Н_в.л. + Н_н.л=4,5 +28,4 = 32,9 м

Q_нс = 3 * 64 = 192 л/с

Выбираем 1 насос марки 5НДв с характеристиками:

Производительность, л/с – 150-200

Полный напор, м – 54-30

Потребная мощность квт: на валу насоса – 138-166

электродвигатель – 160-180

КПД, % – 79-80

Проверяем мощность насоса:

N_нас = = = 78,4 кВт

N_дв= 1,15* N_1нас= 1,15*78,4= 90,2 кВт

Для нашего насоса подойдет электродвигатель АО - 62 - 2

с характеристиками:

• мощность кВт: 100

• число оборотов в минуту: 2930

• вес, кг: 170