Расчет водоснабжения и выбор насоса для предприятий сельского хозяйства
17 ВГСХА Кафедра технологического и энергетического оборудования Контрольная работа «Расчет водоснабжения и выбор насоса Расчет водоснабжения и выбор насоса для предприятий сельского хозяйства» Вариант 22 Киров-2010 Исходные данные Схема водопровода (рисунок 1) Рисунок 1 - Расчетная схема водопровода: К - колодец (источник воды); НС -- насосная станция (водоподъемник); HP -напорно-регулирующее сооружение; П1, П2, П3 - потребители; ?1, ?2 - линия всасывающего трубопровода; ?3 - линия напорного трубопровода; ?5 ,?6 ,?7 - линия разводящего трубопровода; НВС - высота всасывания геометрическая (расстояние по вертикали между уровнем воды в источнике и осью насоса); Нб - высота бака; Нг - геометрическая разность нивелирных отметок земли у башни и наиболее высоко расположенной точки водопотреблення. Источник имеет дебит Д=205м3/ч. 3. Напорно-регулирующее сооружение - башенная водокачка или резервуар Нб=2,8м. 4. Геометрическая разность нивелирных отметок НГ=О. Время работы насосной станции Т=15 часов (работает с 5 до 20 часов). Потребители: а) П1 - кролики m1=5100 голов; утки m2=34600 голов); б) П2 - лошади m3=620голов, жеребята m4=350 голов. 7. Линии водопровода, а) ?1 =НВС=5м; ?2=73 м. б) ?3 =49 м. в) ?5=630 м; ?6=250 м.; ?7=3405м. 8. Величина свободного напора в конечной точке водоразбора Нсвн=8 м. 9. Насос центробежный (привод ременный). 10. Расход воды по часам суток в процентах от суточного: |
Часы, t | 24-1 | 1-2 | 2-3 | 3-4 | 4-5 | 5-6 | 6-7 | 7-8 | 8-9 | 9-10 | 10-11 | 11-12 | 12-13 | 13-14 | 14-15 | 15-16 | 16-17 | 17-18 | 18-19 | 19-20 | 20-21 | 21-22 | 22-23 | 23-24 | | Процент от суточного, б | 1,5 | 1,0 | 2,5 | 3,0 | 3,0 | 4,0 | 4,0 | 5,0 | 6,5 | 6,0 | 8,0 | 4,0 | 8,0 | 4,0 | 4,0 | 5,5 | 2,5 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 3,5 | 3,5 | 1,0 | 1,5 | | |
Содержание работы и порядок ее выполнения Под системой водоснабжения понимают весь комплекс сооружений и устройств на территории хозяйства, обеспечивающих все пункты потребления доброкачественной водой в требуемых количествах. На животноводческих и птицеводческих фермах вода расходуется на поение животных и птицы, а также на технологические, гигиенические, хозяйственные и противопожарные нужды. Расход воды на ферме зависит от вида животных, от выполняемых работ в течение суток и от времени года. Согласно существующим нормам потребления воды различными группами животных; и удовлетворения технологических нужд различных объектов фермы, рассчитывается средний суточный расход воды на ферме (комплексе) по формуле Qcyт.cp =q1m1+ q2m2+… qnmn (1) где Qcyт.cp - средний суточный расход dоды на ферме, м3/cyт. q1, q2, …,qn- среднесуточная норма потребления воды одним потребителем, м3/сут; m1,m2,...,mn - число потребителей, имеющих одинаковую норму потребления (голов, единиц и далее); 1,2,..., n - число групп потребителей. Согласно норм водопотребления (приложение А, таблица АЛ и таблица Л.2) принимаем: для кроликов q1=3 л/сут, для уток q2=1,25 л/сут, для лошадей q3=60 л/сут; для жеребят q4= 45 л/сут; Тогда, имея число потребителей: для кроликов m1=5100 голов; для уток m2=34600 голов; для лошади m3=620 голов; для жеребят m4=350 голов; определяем по формуле (1) средний суточный расход воды Qcyт.cp =3*5100+1,25*34600+60*620+45*350=111500 л/сут = 111,5 м3/сут. Среднесуточный расход воды летом выше, чем зимой. Неравномерность суточного водопотребления выражают коэффициенты суточной неравномерности. Тогда максимальный суточный расход воды на ферме или комплексе определится по формуле Qсут.max =Qсут.ср * К1, (2) где Qсут.max - максимальный суточный расход, м3/сут; К1-коэффициент суточной неравномерности; К1=1,3…1,5, принимаем К1=1,32 Тогда Qсут.max=111,5*1,32=147,18 м3/сут, Для определения разовой потребности в воде необходимо учитывать, что в течение суток расход воды колеблется: в дневные часы он достигает максимума, а в ночное - минимума. При расчете максимального часового расхода воды принимается коэффициент часовой неравномерности, определяемый по формуле К2= Qч.max/ Qч.ср, где Qч.max - максимальный суточный расход, м3/сут; К2-коэффициент суточной неравномерности; Qч.ср= Qсут.max/24 Qч.ср- средний часовой расход, м3/ч; Qч.max = Qч.ср * К2 или Qч.max = Qсут.max * К2/24 (3) Принимаем К2=2,5 Qч.max =147,18 *2,5/24=15,33 м3/ч, (Число 24- количество часов в сутках) Максимальный секундный расход рассчитывается по формуле Qс.max = Qч.max/3600, (4) где Qс.max =15,33/3600=0,0043 м3/с. (Число 3600- количество секунд в одном часе). Расчет для каждого потребителя заносим в таблицу 1. Расход воды на тушение пожара на ферме зависит от степени огнестойкости зданий и объема. В задание вода на тушение пожара не предусмотрена. Таблица 1- Расчетные данные потребности в воде для схемы водопотребителя |
Наименование одинаковых потребителей | Количество потребителей, mi, | Суточная норма потребления воды, qi | Суточный расход воды Qсут.ср. м3 | Максимальный суточный расход воды, Qсут.max, м3 | Максимальный часовой расход воды, Qч.max, м3 | Максимальный секундный расход воды | | | | | | | | Qс.max, м3 | Qс.max, л | | П1 кролики утки | 5100 34600 | 3 1,25 | 58,55 | 77,286 | 8,05 | 0,0023 | 2,3 | | П2 лошади жеребята | 620 350 | 60 45 | 52,95 | 69,894 | 7,28 | 0,002 | 2 | | Итого | 40670 | 109,25 | 111,5 | 147,18 | 15,33 | 0,0043 | 4,3 | | |
Для найденных Qч.max и Qс.max рассчитывают диаметры трубопроводов разводящей сети по формуле Qс.max=?*d2*U/4, где ?*d2/4-площать круга, м2; ?=3,14; d-диаметр трубы, м; Тогда, проведя преобразования, получим (5) где U - скорость движения воды в трубе, м/с; U =0,5... 1,25 м/с. Принимаем U =0,95 м/с. Расчет диаметров труб для различных участков определяется по формуле (5) и округляется до стандартных величин (практически всегда в большую сторону, если скорость движения воды принята максимально возможная). Тогда а) для участка (труба ?5) определяется диаметр d5; м. Принимаем d5=75мм б) для участка (труба ?6) определяется диаметр d6; м. Принимаем d6=50мм в) для участка (труба ?7) определяется диаметр d7; 8м. Принимаем d7=50мм Выбор водоподъемника При выборе водоподъемника должно быть известно: 1.Источник воды с определенным дебитом Д=205м3/ч. 2. Напорно-регулирующее сооружение - башенная водокачка или резервуар Нб=2,8м. 3. Максимальный часовой расход воды Qч.max =15,33 м3/ч. 4. Величина свободного напора в конечной точке водоразбора Нсвн=8м. 5. Длина трассы всех участков водопроводной сети ? j, м. Условия для выбора насоса (водоподъемника) Суточная производительность насоса должна быть равна или больше максимального суточного расхода Qсут. насоса ?Qсут.max. Часовая производительность насоса должна быть выбрана а зависимости от продолжительности работы водоподъемника и определяется по формуле Q.ч насоса =Qсут.max/Т, Т- продолжительность работы насосной станции, ч. (по исходным данным Т= 15 часов). Тогда Q.ч насоса =147,18 /15=9,81 м3/ч. Секундная производительность насоса определяется по формуле Qс насоса = Q.ч насоса /3600 Тогда Q.с насоса =9,81/3600=0,0027 м3/с или 2,7 л/с. Диаметр трубопровода для всасывающей (?1 и ?2) и нагнетательной (?3) линии (условно, ввиду малого расстояния, принимаем их равными по диаметру) определяется как Тогда м Принимаем диаметр трубопровода всасывающей (?1 и ?2) и нагнетательной (?3) линии dнасоса =75мм. (При расчете скорость движения воды принята одинаковой во всасывающем и нагнетательном трубопроводах). После определения часовой производительности насоса должно соблюдаться условие D ? Qч. насоса 4. Напор, создаваемый насосом, определяется по формуле H насоса?Нвс+Нн+Нб+?h где H насоса напор, создаваемый насосом, м; Нвс - высота всасывания, м; Нн - высота нагнетания, м; Нб -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 потерн напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м. 5. Высота нагнетания водонапорного бака (резервуара) выбирается из расчета Нн?Нсвн+?h1±Нг, (7) где Нсвн величина свободного напора, м; Нг - 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 трубопроводе, 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* ? j, где h j - потери напора на конкретном участке. м; ? j - длина конкретного участка, м: i - гидравлический уклон в метрах (потери капора на 1 м длины трубопровода).
Страницы: 1, 2
|