Курсовая работа (т): Насосная станция внутрихозяйственной оросительной сети

Насосная станция внутрихозяйственной оросительной сети

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Специальность «Комплексное использование и охрана водных ресурсов»

Кафедра «Организация и управление инженерными работами,

строительство и гидравлика»

Дисциплина «Мелиоративные насосные станции»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по теме

«Насосная станция внутрихозяйственной оросительной сети»

САРАТОВ 2014

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы - запроектировать насосную станцию работающую на внутрихозяйственной участок орошения с необходимым основным и вспомогательным гидросиловым оборудованием обеспечивающим полив сельскохозяйственных угодий дождевальной машиной ______Фрегат_____________

1. Определение расчетного напора и подачи основных насосов

.1 Определение расчетных расходов оросительной сети и подачи насосов

Расчетный расход в голове полевого трубопровода, на котором установлены дождевальные машины, равен

Qп.т=∑Qм/ηп.т , (1.1)

насос коммуникация гидросиловой станция

где Qп.т - расчетный расход брутто полевого трубопровода, л/с; ∑Qм - сумма расходов, подаваемая дождевальными машинами, л/с; ηп.т - коэффициент полезного действия полевого трубопровода, ηп.т=0,99.

Расчетный расход в голове распределительного трубопровода определяется

р.т=∑Qп.т/ηр.т, (1.2)

где Qр.т - расход брутто из распределительного трубопровода, л/с; ∑Qп.т - сумма расходов брутто из полевых трубопроводов, подключенных к распределительному трубопроводу, л/с; ηр.т - коэффициент полезного действия распределительного трубопровода, ηр.т=0,99.

Расчетный расход магистрального трубопровода, а соответственно и максимальный расход насосной станции определяется по зависимости

Qм.т= Qн.с= ∑Qрт/ηм.т, (1.3)

где Qм.т - расход брутто из магистрального трубопровода, л/с; Qр.т - расход брутто из распределительных трубопроводов, подключенных к магистральному трубопроводу, л/с; ηм.т - коэффициент полезного действия магистрального трубопровода, ηм.т=0,99.

Результаты расчетов записываем в табличной форме.

Таблица 1

Определение расчетных расходов закрытой оросительной сети при максимальном количестве работающих дождевальных машинах ( 11 машин).

Расчетную максимальную подачу оросительных насосных станций определяют также по максимальной ординате укомплектованного графика водопотребления

Результаты расчетов сводят в табл.2.

Таблица 2

Расчетные расходы оросительной сети

1.2 Гидравлический расчет расчетной трассы

Гидравлический расчет расчетной трассы закрытой оросительной сети проводится для определения диаметра труб, скорости движения воды и потерь напора в трубах.

Диаметр трубопровода, в зависимости от протекающего через него расхода, определяем по формуле

, (1.4)

где d - диаметр трубопровода, мм; Q - расчетный расход для данного участка, м3/с; v - скорость воды в трубопроводе принимаем 1¸2м/с, v =1,5 м/с.

Найденный диаметр труб уточняется по ГОСТ и округляется до стандартного.

Таблица 3

Подбор материала и диаметра труб.

Описание применяемых труб:

Железобетонные трубы применяют при диаметрах 500…1600 мм и давлении до 1,5 МПа (магистральные и распределительные трубопроводы). При использовании труб со стальным сердечником давление может быть увеличено до 3 МПа.

Асбестоцементные трубы используют при диаметрах 100…500 мм и давлении в них до 1,5 МПа (полевые и распределительные трубопроводы). Они подразделяются на три класса: ВТ9, ВТ12 и ВТ15 для рабочих давлений (максимальное гидравлическое давление, при котором может быть использована труба данного класса при отсутствии внешней нагрузки) соответственно 0,9; 1,2 и 1,5 МПа.

Потери напора на прямолинейных участках трубопровода постоянного сечения (потери по длине) определяются:

) по формуле Дарси-Вейсбаха

, (1.5)

где

) по формуле hдл =1000 iℓ.

В зависимости от расхода и диаметра трубопровода по гидравлическим таблицам приложения (1) определяем потери напора по длине на 1 км - 1000i, а затем умножив на длину расчетного участка трубопровода в километрах получим потери напора на данном участке оросительной сети (табл.4). Полные потери на преодоление гидравлических сопротивлений на участке трубопровода определяются по зависимости

hполн = ∑hдл +∑hм (1.6)

где ∑hдл - сумма потерь напора по длине всего трубопровода, м; ∑hм - сумма потерь напора на преодоление местных сопротивлений, м.

Обычно местные потери в закрытой оросительной сети составляют 5…10 % от потерь по длине, т.е.

hм = 0,1hдл (1.7)

Таблица 4

Гидравлический расчет закрытой оросительной сети при максимальном количестве работающих дождевальных машин.

Потери расчетной трассы на каждом участке

.3 Определение расчетного напора насосов насосной станции

Расчетный напор насосной станции определяется при максимальном расходе насосной станции, т.е. когда работают все дождевальные машины на закрытой сети

Расчетный напора насосной станции определяется по зависимости:

Нр = ННС = hг + hсв + hпот, (1.8)

где hг - максимальная геодезическая высота подъема воды от источника к гидранту (▼гидранта -▼minУВводоисточника),1,5 м; hсв - минимально допустимый (свободный) напор воды в гидранте при подключении к нему дождевальной машины; hпот - суммарные потери напора в сети от водоисточника до гидранта с учетом внутристанционных потерь.

hпот= hполн+ hвнст; hвнст - гидравлические потери напора на внутристанционных коммуникациях насосной станции, принимаются hвнст=1 м.

Нр = ННС =1,5+71+19,064=91,564 м

2. Определение количества, типа и марки насосов

.1 Выбор марки насоса

Количество основных насосов для стационарной автоматизированной насосной станции определяется, исходя из максимального расхода закрытой сети

Количество устанавливаемых насосов на насосной станции определяется по формуле

 = Qmax/Qmin, (2.1)

 насоса

Определяем расчетную подачу насоса насосной станции по формуле

р= Qmax / n, (2.2)

3 /с

Расчетный напор принимается по расчету на максимальное количество работающих дождевальных машин.

По полученным расчетному напору насосной станции Нр и расходу Qр, пользуясь сводным графиком полей Q-Н центробежных насосов (приложение, либо по каталогам), устанавливаем марку насоса.

Принимаем насос 2Д630 - 90 число оборотов n = 2900 об/мин, характеристика насоса показана на рисунке

2.2 Расчет характеристик подобранного насоса под его рабочую точку

. Рассчитаем и построим параболу подобных режимов, которая проходит через точку А. Уравнение этой параболы Н=аQ2

 (2.3)

. Находим точку пересечения этой параболы с верхней характеристикой насоса Q-Н и обозначим ее буквой Е.

. Определяем процент расхождения по напору

,

что больше 2 % следует обточить рабочее колесо

. Вычисляем коэффициент быстроходности насоса, принимая при этом Q и Н на режиме η=ηmax, т.е. в формулу подставляются номинальные значения подачи и напора, соответствующие маркировке выбранного насоса. Для насосов с двухсторонним входом воды (типа Д) значение подачи уменьшается в два раза

об/мин (2.4)

. Рассчитываем диаметр обточки рабочего колеса по формуле:

при ns ≤200 об/мин  (2.5)

В нашем случае при ns=107 об/мин, что меньше 200 об/мин диаметр обточенного колеса составит мм, принимаю 272 мм.

. Находим процент обточки рабочего колеса

 (допустимо)

. Задаваясь, несколькими подачами исходного насоса, определяем его характеристику Q-Н с обточенным рабочим колесом проходящего через точку А по формулам:

при ns ≤200 об/мин  (2.6)

где Q2, H2 - подача и напор насоса при стандартном наружном диаметре рабочего колеса D2; Qоб, Ноб - подача и напор насоса при обрезанном колесе диаметром Dоб.

При обточке рабочего колеса КПД η=const.

Результаты расчетов по пункту 7 сводим в таблицу 9.

Таблица 9.

Результаты пересчета характеристики насоса при изменении диаметра рабочего колеса

2.3 Построение графика совместной работы насосов и закрытой сети

Построение графика совместной работы насосов и закрытой сети сводится к наложению на характеристику закрытой сети, суммарной характеристики вспомогательных и основных насосов в отдельности. Характеристики основных насосов следует скорректировать - т.е. вычесть из них потери напора во внутристанционных коммуникациях. Затем строится суммарная характеристика параллельной работы основных и бустерных насосов. На суммарные характеристики наносятся рабочие зоны работы насосов и назначаются режимы включения и отключения насосов при изменении расхода сети от нуля до максимального. Под режимом включения (отключения) насосов следует понимать такой режим работы насоса, при котором изменение расхода сети требует изменения числа работающих насосов.