Сутөкпе қондырғысын есептеу

2.        Сутөкпе қондырғысын есептеу

2.1 Сутөкпе қондырғысының негізгі жабдығын таңдау және есептеу

Сутөкпе қондырғысына қажетті насосты таңдау үшін оңтайлы ағын шамасын анықтау керек:

мұндағы - мөлшерлі ағын, м³/сағ.

Болжамды сору биіктігін 3м деп қабылдап, құбырлардың орналасуы шахта аузының деңгейіне қарағанда 1 м биіктікте орналасады деп есептеп, геометриялық арынды есептейміз:

Насостың болжамды арынын есептеу:

Енді есептелген оңтайлы ағын шамасы мен болжамды арын шамасы бойынша насосты таңдауға болады. Насосты таңдаған кезде жер асты суының сапасына да назар салған жөн. Химиялық құрамы бойынша шахталық сулар: қышқылды, сілтілі, және бейтарап болып бөлінеді. рН мәндері өте қышқыл суларда – 0-3 (лай, түсі қою шайлдың түсіндей), аз қышқыл – 4- 6 (лай, сары), бейтарап – 7 (лай), аз сілтілі 8-10 (таза, мөлдір, дәмі ұнамды), өте сілтілі – 11-14 (таза, мөлдір, дәмі ұнамды) болады.

Насостың жұмыс доңғалақтарының саны келесі формуламен анықталады:

мұндағы Н_к – насостың бір жұмыс доңғалағының беретін арын мөлшері, м.

Насостың арыны ысырмасы жабық болған кезде келесі формуламен есептелуі мүмкін:

мұндағы - ысырма жабық болған кездегі бір доңғалақ арыны, м.

Таңдалған насосты жұмыс режимінің тұрақтылығына, яғни, шартының орындалуына тексереміз.

2.2 Сутөкпе қондырғысының құбырларын есептеу

Сутөкпе қондырғысын насос камерасында коллектор ретінде шиыршықталған екі арынды құбырмен жабдықталуын қарастырамыз. Типтік насос камерасын таңдап болған соң, құбырлардың жер астында орналасу схемасын сызамыз.

Сору құбырының ұзындығы l_п=l_1нтең. Оның арматурасына клапанды қабылдау сеткасы және үш иін жатады.

Арынды құбырлар бірнеше учаскелерден құралады:

l_1н=l_2-5 және l_2н=l_5-6.

Жердің бетіндегі оқпан маңынан тазарту ғимаратына дейін созылған арынды құбырдың l_2н учаскесінде гидравликалық шығындарды азайту үшін құбыр диаметрін l_1н учаскесіндегі құбырдың диаметрінен үлкендеу етіп таңдаймыз.

Құбырдың камера учаскесіндегі ұзындығын l_2-3 деп алып, құбырдың өту жолындағы құбыр ұзындығы l_3-4 және құбырдың өту жолының оқпанмаңайлық албар деңгейінен асуын 7 м тең деп алып, l_1н арынды құбырының ұзындығын анықтаймыз:

Оның арматурасына бір ысырма, бір кері клапан, екі тройник және сегіз иін кіреді.

Екінші арынды құбыр ұзындығы l_2н=l_5-6, оның арматурасы бір диффузор және екі иіннен тұрады.

l_1н учаскесіндегі арынды құбырдың оңтайлы диаметрін келесі теңдік арқылы есептейміз:

мұндағы - насос берілісі,

k-коэффициент, құбыр санына байланысты, құбыр екеу, k=1.

Алынған сан бойынша құбырдың диаметрін (қосымша 2 сүйене отырып) МЕСТ бойынша қабылдаймыз.

Құбыр қабырғасының қалыңдығын анықтаймыз:

мұндағы k1-құбыр материалының беріктігін анықтайтын коэффициент (Болат 3 үшін k1=2,52; болат 20 үшін k1=2,27 );

p- құбырдың төменгі жағындағы қысым, МПа;

D- құбырдың сыртқы диаметрі, м;

α1 - сыртқы коррозиялық шіру жылдамдығы, мм/жыл (жарылыс жүргізілсе α1=0,25,жарылыс жүргізілмесе α1=0.15);

α2 - ішкі коррозиялық шіру жылдамдығы, мм/жыл (су қалыпты болса α2=0.1 су қышқылды болса α2=0.2);

Т - құбырдың қызмет ету мерзімі, жыл;

kс- минусты жол беру коэффициенті (қалыңдығы 15 мм ге дейінгі құбыр үшін kс=15%, қалыңдығы 15-30мм құбыр үшін kс=12,5%).

Құбыр қабырғасының қалыңдығы құбырдың өту жолы бойынша әртүрлі бола алады, жер бетінен насосқа дейінгі аралықта құбыр ішіндегі қысымның өзгеруі салдарынан өседі.

Құбырдың төменгі жағындағы судың қысымын келесі формула бойынша анықтаймыз:

мұндағы ρ – шахта суының тығыздығы, кг/м3.

Сору құбыры және l_2H учаскесіндегі құбырдың жұмысы сенімдірек болуы үшін, оның диаметрін l_1н учаскесіндегі арынды құбырдың диаметрінен 25-50 мм ге артық аламыз.

Сору құбыры мен арынды құбырдағы су жылдамдығын келесі формула арқылы анықтаймыз:

Сору құбыры мен арынды құбырдағы гидравликалық үйкеліс коэффициентін келесі формула арқылы анықтаймыз:

Сору құбыры мен арынды құбырдағы жергілікті кедергі коэффициентін ол құбырлардағы арматура санына байланысты анықтаймыз. Жергілікті кедергі коэффициентінің мәндерін 1.2 кестесінен аламыз.

Кесте 1.2

Жергілікті кедергі коэффициенттерінің мәндері

Сору құбыры мен l_1н учаскесіндегі арынды құбырдың және l_2H учаскесіндегі арынды құбырдың жергілікті арын жоғалтуларын келесі формулалар бойынша анықтаймыз:

Құбыр жолындағы арын жоғалтудың қосындысы:

Насостың арыны

немесе

мұндағы R- желі кедергісі.

2.17 формуласынан желі кедергісін есептейтін болсақ:

2.18 формуласындағы теңдік бойынша координата осьтерінде Q – H мәндерін қоя отырып, нүктелері бойынша құбырдың сипаттамасын сызамыз.