Подбор насоса

Исходные данные: насос предназначен для работы в насосной установке, по которой вода подается из скважины в водонапорную башню.

Для подъема воды из скважины принимаем погружной насос типа ЭЦВ. Насосы данного типа должны устанавливаться с подпором, т. е. под низший уровень воды в скважине (динамический уровень), отметка которого не менее, чем 1 м. Принимаем заглубление ∆ h = 4 м, обеспечивая этим определенный запас на возможные понижения динамического уровня в результате, например, засорения фильтра.

Определяется из геометрических соотношений длина нагнетательного трубопровода:

 

l = L + H _б + ( – ) + ∆ h = (92 + 14 + 85 – 20 + 4) = 175 м,

 

где L = 92 м — длина трубопровода oт скважины до основания башни;

Н _б = 14 м — высота ствола башни;

– — расстояние от поверхности земли до динамического уровня воды в скважине.

Расчетный расход насосной установки был определен ранее (в данном задании он определяется для автоматического режима работы).

 

Q _р = 74, 14 м³/с = 20, 6 л/с.

Температура воды принимается равной 10 º С.

Подбираем диаметр нагнетательного трубопровода (всасывающим трубопроводом погружные насосы не оборудуются), для чего назначаем предварительно

υ = 1, 25 м/с = 12, 5 дм/с.

 

Из уравнения непрерывности

 

Q _р = υ S = const

 

находится площадь поперечного сечения трубопровода:

 

.

 

Соответственно диаметр трубопровода d = 1, 45 = 145 мм.

Погружной насос опускается в скважину на нагнетательном трубопроводе, поэтому принимаем стандартные стальные трубы ГОСТ 10704–96, имеющие наружный диаметр 140 мм, толщину стенок 3, 5 мм (приложение 26). Тогда внутренний диаметр трубопровода

 

d = (140 – 7) = 133 = 1, 33 дм,

 

а площадь его поперечного сечения S = 1, 34 дм².

Определяем скорость воды в стандартном трубопроводе:

 

.

 

Данная скорость соответствует рекомендуемому СНиП диапазону скоростей, поэтому убеждаемся, что трубопровод подобран правильно. Соединение трубопровода фланцевое.

Определяем по формуле (5.12) потери напора в трубопроводе, считая, что трубы после нескольких лет эксплуатации. Предварительно находится коэффициент гидравлического трения по графику Мурина (приложение 8).

Приняв ∆ = 0, 19 мм (приложение 7) и определив

 

,

,

 

принимаем .

Принимая коэффициент, учитывающий местные потери а = 1, 1, получим

 

.

 

Определяем расчетный необходимый напор насосной установки по формуле (5.11):

 

,

 

где Н _г = Н _р + Н _б + ( – ) = 3 + 14 + 90 – 20 = 87 м.

Наносим расчетную точку (Q _р = 74, 14 м³/ч = 20, 6 л/с, Н _р = 91, 03 м) на сводный график подач и напоров погружных насосов (рисунок 5.19) и по ближайшей вышерасположенной характеристике определяем марку насоса:

 

2 ЭЦВ 10–63–110.

 

Рисунок 5.19 — Сводный график полей Q–H насосов типа ЭЦВ

 

Строим графики рабочих характеристик (рисунок 5.20) выбранного насоса по техническим данным (приложение 28).

Рисунок 5.20 — Определение рабочих параметров насоса:

Н_н.у — гидравлическая характеристика насосной установки; Р — расчетная точка насосной установки; А — рабочая точка насоса

 

Строим гидравлическую характеристику насосной установки на тех же осях, что и напорная характеристика насоса (рисунок 5.20). Для этого расходы, указанные в таблице 5.15 подставляются в формулу (5.13) и вычисляются соответствующие напоры.

Коэффициент В в формуле (5.14) удобно определять из соотношения

 

.

 

Результаты расчетов по формуле (5.13) представим в таблице 5.15.

Таблица 5.15

Q, л/с
Нн.у, м	87, 0	88, 0	89, 1	90, 9	92, 9

 

На пересечении напорной характеристики насоса с гидравлической характеристикой насосной установки (рисунок 5.20) находится рабочая точка насоса А, которая определяет его рабочие параметры:

 

Q _А = 22, 5 л/с = 81 м³/ч; Н _А = 92 м; η _А = 67, 5 %; N _А = 25 кВт.

 

Следует отметить, что для определения мощности на привод насоса проще использовать формулу N = γ Q H / η, чем строить графики N = f (Q).

При этом результат получается более точный, так как масштаб графиков, приведенных в каталогах, на основании которых составлена таблица, является сравнительно мелким.

 

.