Расчёт характеристик водопроводной сети

4 Расчёт характеристик водопроводной сети

Характеристики водопроводной сети имеют вид

Н_с = Н_ст + Sh = Н_ст + КQ², (5)

где Н_ст – высота подъёма воды, м; Sh – сумма потерь напора, м;

К = Sh/Q² – коэффициент сопротивления водопроводной сети.

При подаче воды в контррезервуар (транзит) и на тушение пожаров потери напора определяются по формулам

Sh^тр = Sh(Q^тр/Q_макс)², (6)

Sh^п = Sh(Q^п/Q_макс)²; (7)

где Q_макс - максимальная подачи станции; Q_макс=0,840 л/с;

Q^тр - подачи станции при транзите; Q^тр=0,458 л/с

Q^п - подачи станции при пожаре; Q^п=0,915 л/с;

Sh – потери напора, м.

Коэффициенты сопротивления водопроводной сети будут равны

К_р=40,54/0,840²=57,45 с²/м⁵,

К_тр=12,07/0,458²=57,54 с²/м⁵,

К_пож=48,10/0,915²=57,45 с²/м⁵,

К_ав=68,44/0,588²=197,94с²/м⁵.

Расчёт характеристик водопроводной сети сводят в таблицу 4.

Таблица 4 – Уравнения характеристик водопроводной сети

Расчёт характеристики сети, с2/м5	Примечание
Нс = 46,1+57,45*Q2	Рабочий
Нс = 42,8+57,54*Q2	Транзит
Нс = 35,2+57,45*Q2	Пожар
Нс = 46,1+197,94*Q2	Авария

 
5 Выбор насосов

Число рабочих насосов подобрано, руководствуясь соотношение

n=Q_макс/Q_мин , n=840/458,3=1,83»2 насоса

По расчетной подаче Q_{сут.макс} = 840 л/с и напору Н_н=86,64 м принимаются насосные агрегаты Д2000-100, n = 960 об/мин, D=855 мм, два рабочих с подачей Q_н=840/2=420 л/с и два резервных согласно [2, п.7.3], уравнение напорной характеристики Н=121-75Q².

Правильность выбора насосов проверяется уравнением:

H_н=H_с.

46,1+57,45Q²=121-75Q²/4

Q=991 л/с,

H=102,6 м.

∆Q=(Q_д-Q_р)/Q_р*100%=(991-840)/840*100%=17,9% .

∆H=(H_д-H_р)/H_р*100%=(102,6-86,6)/86,6*100%=18,5%.

Так как Q_д превышает Q_р более 10%, то насосы подвергаются обточке рабочих колес.

Диаметр обточенного колеса Д_обт , мм, определяется по формуле

Д_обт = , (8)

где Q_обт – подача насоса с обточенным колесом;

Q – подача насоса с родным колесом;

Д_обт - диаметр обточенного рабочего колеса.

Значение Q_под находят из уравнения

H_н = КQ², (9)

где Н = КQ² , её постоянная К = .

К = =122,7

121-75Q²/4=122,7 Q² Þ Q_под = 0,925 м³/с.

Д_обт =0,860*855/0,925 =795мм.

В характеристике насоса с Д_обт начальную ординату а_0обт вычисляют из соотношения Н_обт = Н_с, откуда

a_o -75 Q²/4 = 46,1+57,45 Q² Þ a_o = 100 м.

Получим Н=100 - 75.

Мощность электродвигателя находится по формуле

N_дв = KρgQ_1нН_1н/1000η_н , (10)

где Q_1н, Н_1н - подача и напор одного насоса;

η_н – КПД насоса при подачи Q_н=420 л/с, η_н = 73%;

K – коэффициент запаса;

N_дв = 1,1*1000*9,8*420*86,6/1000*0,73=537 квт.

Таблица 5 – Насосные агрегаты

Параметры	Наименование, величина	Примечание
Расчётные подача и напор	Qсут.макс =840 л/с; Нн=86,6 м
Марка и масса агрегата	Д2000-100, 8310 кг
Диаметр рабочего колеса	795 мм
Скорость вращения	960 об/мин
Мощность электродвигателя	537 кВт
Число рабочих агрегатов	2
Число резервных агрегатов	2
Характеристика насоса	Н=100-75Q2	Рисунок 3
Габариты агрегата	35751550	Рисунок 4
Размер монтажного пятна	32721600	Рисунок 5

Рисунок 2 – Первоначальная характеристика насоса

Д2000-100 n=960 об/мин, Д=795мм

Рисунок 3 – Характеристика насоса после обточки рабочего колеса

Рисунок 4 – Габариты агрегата

К размерам рамы добавлено по 100 мм на каждую сторону – это монтажное пятно 3272 ×1600 мм (рисунок 4).

Рисунок 5 – Размеры монтажного пятна

Рисунок 6 – Присоединительные размеры