14112 (Проект комплексной механизации водоснабжения свиноводческого комплекса), страница 3

Q _{c max} =

где - площадь круга, м²; = 3,14; d - диаметр трубы, м. Тогда d = 1,13 х (5) где U - скорость движения воды в трубе; м/с;

U = 0,5 - 1,25 м/с. Принимаем U = 1 м/с.

Расчет диаметра труб для различных участков определяется по формуле (5) и округляется до стандартных величин.

Тогда для участка l₅ d = 1,13 х = 0,061 м.

Принимаем d_5,6,7,8,9 = 75 мм.

Для участка l_6,7,8,9 d = 1,13 х = 0,03051 м.

Принимаем d_6,7,8,9 = 50 мм.

Выбор водоподъемника

При выборе водоподъемника должно быть известно:

Источник воды с определенным дебитом Д, м³/ч.

Напорно-регулирующее устройство.

Максимальный часовой расход воды Q _{r max,} м³/ч.

Величина свободного напора в конечной точке водоразбора Н_свн, м

Длина трассы всех участков водопроводной сети l_j, м.

Условия для выбора насоса (водоподъемника)

1. Суточная производительность насоса должно быть равна или больше максимального суточного расхода Q_{сут. насоса} Q_{сут. max}.

2. Часовая производительность насоса должна быть выбрана в зависимости от продолжительности работы водоподъемника и определяется по формуле

Q_{ч. насоса} = ,

где Т - продолжительность работы насосной станции, ч

(по исходным данным Т = 13 часов).

Тогда Q _{ч. насоса} = = 8,31 м³/ч.

Секундная производительность насоса определяется по формуле

Q _{с. насоса} = Q _{ч насоса} / 3600.

Тогда

Q _{с насоса} = = 0,0023 м³/с = 2,3 л/с

3. Диаметр трубопровода для всасывающей (l₁ и l₂) и нагнетательной (l₃ и l₄) линии (условно, ввиду малого расстояния, принимаем их равными по диаметру) определяется как

d _насоса = 1,13 х . Тогда d _насоса = 1,13 х = 0,054 м.

Принимаем диаметр трубопровода всасывающей (l₁ и l₂) и нагнетательной (l₃ и l₄) линии d _насоса = 75 мм.

После определения часовой производительности насоса должно соблюдаться условие Д Q _{ч. насоса}

4. Напор, создаваемый насосом. Определяется по формуле

Н _насоса Н_вс + Н_н + Н_б +h, (6)

где Н _насоса - напор, создаваемый насосом, м;

Н_вс - высота всасывания, м;

Н_н - высота нагнетания, м;

Н_б - высота бака, м;

h - сумма потерь напора на всасывающей и нагнетательной линиях, м;

h = h′+h″,

где h′ - сумма потерь напора по длине всасывающего и нагнетательного трубопровода, м, h″ - местные потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м.

Высота нагнетания водонапорного бака (резервуара) выбирается из расчета

Н _н Н _свн +h₁ ± Н _г, (7)

где Н _свн - величина свободного напора, м:

Н_г - геометрическая разность нивелирных отметок, м;

h₁ - сумма потерь напора в разводящем трубопроводе, м;

h₁ =h′₁+h″₁

где h′₁ - сумма потерь напора по длине разводящего трубопровода, м;

h″₁ - сумма местных потерь напора в разводящем трубопровода, м.

Местные потери напора в сети составляют 5…10% от величины потерь на трение по длине (эти данные используются в практических расчетах), а потери напора по длине определяются по формуле

h _j = i ∙ l_{j (}8)

где h _j - потери напора на конкретном участке, м;

l_j - длина конкретного участка, м;

i - гидравлический уклон в метрах (потери напора на 1 м длины трубопровода).

Данные по i выбираем из таблицы.

Выбранные данные вместе с рассчитанным (принятым) диаметром трубопроводов и секундным расходом заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Значения диаметров, секундного расхода, 100 j и j для трубопроводов

Тогда величина потерь напора по длине определяется по формуле (8), а местные потери напора в данном расчете принимаются 10% от потерь по длине.

h₅ = 0,0132 х 150 = 1,98 м и 10% равно 0, 198 м.

h₆ = 0,0072 х 135 = 0,972 м и 10% равно 0,0972 м.

h₇ = 0,0072 х 100 = 0,72 м и 10% равно 0,072 м.

h₈ = 0,0072 х 110 = 0,792 м и 10% равно 0,0792 м.

h₉ = 0,0072 х 125 = 0,9 м и 10% равно 0,09 м.

Тогда сумма потерь напора в трубопроводах для:

l₅ будет равна h₅ = 1,98 + 0, 198 = 2,18 м;

l₆ будет равна h₆ = 0,972 + 0,0972 = 1,0692 м;

l₇ будет равна h₇ = 0,72 + 0,072 = 0,792 м;

l₈ будет равна h₈ = 0,792 + 0,0792 = 0,8712 м

l₉ будет равна h₈ = 0,9 + 0,009 = 0,99 м.

В данном примере потери в разветвленной сети на шестом участке (l₆), где первый потребитель (П₁).

Тогда сумма потерь напора в разводящем трубопроводе определяется из выражения:

h₁ = h₅ + h₆ = 2,18 + 1,07 = 3,25 м.

Принимаем h₁ = 3,3 м. Далее по формуле (7) находим высоту нагнетания (водонапорного бака, резервуара).

Н_н = 4,8 + 3,3 - 0 = 8,1 м.

Это значит, что дно резервуара должно быть на высоте 8,1 м.

Далее общая длина l_общ. всасывающего l_1, l₂ и нагнетательного l_3, l₄ трубопроводов определяется по формуле

l_общ = l₁+ l₂ + l₃ + l₄.

Тогда

l_общ = 5,5 + 68 + 73 + 8,1 = 154,6 м.

Тогда величина потерь напора на всасывающем и нагнетательном трубопроводах по длине и местные потери определяются как:

h_{l общ} = 0,0074 х 154,6 = 1,14 м и 10% равно 0,144 м.

Тогда h = 1,14 + 0,114 = 1,25 м.

Далее по формуле определяем напор, который должен создать насос

Н _насоса = 5,5 + 8,1 + 4 + 1,25 = 18,85 м.

Имея расчетные данные: Н _насоса = 18,85 м; Q_{ч насоса} = 8,31 м³/ч; Q_{с насоса}= 2,3 л/с производим энергетический расчет.

Расчетная мощность приводного двигателя к насосу определяется по формуле

Р_расч. =

где Р_{расч. -} расчетная мощность приводного двигателя, кВт;

- плотность воды, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

Q_{с насоса} - подача насоса, м³/с; Н _насоса - полный напор насоса, м;

_насоса - коэффициент полезного действия насоса;

_{передачи} - коэффициент полезного действия передачи.

= 1000 кг/м³; _насоса = 0,4…0,64; _{передачи} = 1.

Используя расчетные значения Q_{с насоса,} Н _насоса и принимая _насоса = 0,4 определяем расчетную мощность

Р_расч. = = 1,1 кВт.

(Число 1000 в знаменателе - переводной коэффициент для получения результата в кВт).

С учетом коэффициента запаса, мощность двигателя определяется по формуле:

Р_дв. = Р_расч. х ,

где - коэффициент запаса мощности; = 1,1…2,0; принимаем = 2

Р_дв - мощность двигателя с учетом всевозможных перегрузок, кВт.

Тогда Р_дв. = 1,1 х 2 = 2,2 кВт.

Далее с учетом всех параметров выбираем насос. Это центробежный насос марки 2К-6А, имеющий Q _насоса = 20 м³/ч, n = 2900 м^-1, = 3,2 кВт

График работы оборудования и установленных мощностей

Исходные данные:

Таблица 3 - Техническая характеристика оборудования, установленного в технологической линии водоснабжения свинарников

Таблица 4 - Время работы основного оборудования

Построение графика работы оборудования

Порядок построения графика следующий (рис.11):

Строят оси координат

По оси абсцисс обозначаем время суток Т_суток в часах или минутах (от 0 до 24).

Слева оси ординат в четырех столбцах обозначаем:

а) Технологические операции в примерной последовательности одна за другой.

б) Марка машины, выполняющей ту или другую технологическую операцию.

в) Время работы t машины в течение суток в часах или минутах.

г) Установленная мощность Р электродвигателей на машинах и освещение в кВт.

Рисунок 11 - График работы оборудования

Теперь строго в масштабе параллельно осе абсцисс наносим против технологически операций линии, длина которых (в масштабе) соответствует времени работы машины, а положение их (линий) относительно оси абсцисс показывает: в какое время суток выполняется данная технологическая операция.

По графику сразу видно технологию производства, время работы машин, в какое время и последовательность их включения и выключения, сколько одновременно работает машин, какие машины и далее.