Расчет водоотливной установки

3. Расчет  потерь напора в трубопроводе.

 

   Для определения потерь напора соответственно во всасывающем и нагнетательном трубопроводе нужно использовать уравнение  Дарси-Вейсбаха: 
 

   

   

где, λ_вс, λИзм

Лист

№ докум

Подп

Дата

Лист

7

_наг – коэффициент гидравлического трения по длине соответственно для всасывающего и нагнетательного трубопроводов;

          l_вс, l_наг – суммарная длина прямолинейных участков соответственно для всасывающего и нагнетательного трубопроводов;

          ∑ ε_вс,∑ ε_наг – суммарное количество местных сопротивлений соответственно для всасывающего и нагнетательного трубопроводов;

   V_вс, V_наг – скорость движения воды соответственно для всасывающего и нагнетательного трубопроводов. 

   Перечень  местных сопротивлений  в трубопроводе

   Таблица №3      

Тип сопротивления	Dy, мм	ε, ед	Кол-во
всасывание
Приемная  сетка	325	5,2	1	5,2
Задвижка  клиновая	325	0,3	1	0,3
Колено  с углом 90: - сварное	325	0,6	1	0,6
Итого:				6,1
нагнетание
Задвижка  клиновая	299	0,3	6	1,8
Колено  с углом 90: - сварное	299	0,6	4	2,4
Тройник	299	1,5	3	4,5
Диффузор	d1/d2=0,5-0,8	0,2	1	0,2
Клапан  обратный    поворотный	325	10	1	10
Итого:				17,4

 
 
 
 
 
 
 
 
   

4. Уравнение характеристики трубопровода.

 

   Для водоотливных установок горнодобывающих предприятий  уравнение характеристики трубопровода в общем случае имеет вид:  
 
 

   где, R – постоянная трубопровода. 
 
 

   

   

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

Лист

8

 
 
 

   Результаты  табулирования уравнения  характеристики

   Таблица №4   

Параметр	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Q, м3/ч	0	100	200	300	400	450	500	600	700
H, м	204	206	212	222	236	245	254	276	302

 
 
 
 
   

4. Определение вакуумметрической  высоты всасывания и  мощность двигателя  насоса

 
   

1. Проверка  вакуумметрической высоты всасывания.

 

   Геометрическая  высота всасывания принята ориентировочно 3 м.

   Определяем  действительную высоту всасывания: 
 
 
 
 
 

   Допустимая  высота всасывания берется из условия: 
 
 

                                                             

        

         ;  = 0,7 ;              = 4,5 

   

2. Мощность  и выбор двигателя насоса.

 

   Для обеспечения надежной работы насосного  агрегата в длительном режиме, но не более 20 часов в сутки, следует  определять мощность при возможной  наибольшей производительности насоса в данных условиях.

   Определяем  расчетную мощность двигателя: 
 

   

   

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

Лист

9

где, η_дв – КПД электродвигателя, предварительно принимать η_дв = 0,92. 
 
 

   При выборе по каталогу следует принимать  двигатель с номинальной мощностью, отвечающей условию: 
 
 
 
 

   Принимаем электродвигатель ВАО2-560 M-4. 
 
 
 
 
 
 
 

   Характеристики  электродвигателя насоса ЦНС установки главного

   водоотлива

   Таблица №5

Тип насоса	Тип двигателя	H, м	N, кВт	I, А	η, ед	cosφ	n, об/мин	Mn/Mн ед
ЦНС 500-160…800	ВАО2-560 М-4	480	630	72	0,948	0,87	1500	6,0

   После выбора электродвигателя необходимо проверить  запас мощности при N_дв > 200 кВт: 
 
 
 
 

   

5. Работа  установки и ее экономические показатели

 
   

1. Продолжительность работы установки.

 

   Определяем  продолжительность работы насоса для  откачивания нормального притока: 
 
 

   где, Q_р – производительность насоса в рабочем режиме, м³/ч. 
 

   

   

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

Лист

10

Определяем  продолжительность  работы насоса для  откачивания максимального  притока: 
 
 

   где, Q_р – производительность  насоса в рабочем режиме при откачивании максимального притока, м³/ч. 
 
 
 
 
 

   

2. Годовой расход электроэнергии и КПД установки.

 

   Определяем  годовой расход электроэнергии водоотливной установки: 
 
 

   где, Q_р, H_р – производительность и напор насоса в рабочем режиме, м³/ч и м;

             t_н, t_max – продолжительность работы насоса для откачивания нормального и максимального притока, ч;

             t_д.н, t_д.max – число дней в году с нормальным и максимальным притоком, сут;

              η, η_д, η_с – КПД насоса, двигателя и электрической сети.

   КПД электрической  сети следует принимать 0,95. 
 
 

   Определяем  годовой приток воды: 
 
 
 
 

   Определяем  удельный расход электроэнергии: 
 
 
 

   

   

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

Лист

11

Режим работы насосной установки  считается экономичным, если на стадии проектирования выполняется оба условия: 
 
 

   где, η_у – КПД насосной установки;

           η_max – максимальный КПД насосной установки, как правило, достигается при номинальной производительности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    = = 0,4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   

   

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

Лист

12

 
 
 
 
 
 
 

   \ 
 
 

Список  литературы 

  1.Кобылянский Д.М. Насосные установки для откачки воды. Методическое указание для выполнения курсовой работы по дисциплине «Стационарные машины». ГУ КузГТУ Кемерово 2011.-30 с.

  2. Абрамов А.  П.  Стационарные  машины.  Расчет  водоотливных  установок  горнодобывающих  предприятий:  учеб.  пособие  /  А.  П.  Абрамов,  В.  Н.  Бизенков; ГУ  КузГТУ.  – Кемерово, 2003. – 143 с.

  3.Бизенков В. Н. Стационарные машины. Расчет шахтных водоотливных  установок:  учеб:  пособие  /  В.  Н.  Бизенков,  А.  П. Абрамов; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2001. – 56 с.

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

Лист

13