1 Определение диаметра всасывающих линий

3. Расчёт режима работы насосной станции

Экономичность НС во многом зависит от правильности выбора режима её работы. НС II подают воду непосредственно в сеть потребителя и поэтому режим её работы будет определятся режимом водопотребления.

Сначала строится ступенчатый график водопотребления: при коэффициенте часовой неравномерности водопотребления К = 1,37.
Затем строят график режима работы насосной станции, из условия максимального приближения его к графику водопотребления, и эти два графика совмещают.
Определение режима работы к подаче насосной станции выполняется по совмещённому графику водопотребления и подачи насосной станции второго подъёма. Водопотребление в системах водоснабжения неравномерно, поэтому используем аккумулирующую ёмкость, куда поступает избыток воды, когда водопотребление меньше подачи. При определении подачи насосной станции второго подъёма необходимо найти оптимальный вариант режима работы насосной станции, т.е. должен быть минимальный объём аккумулирующей ёмкости при минимальной частоте включения и выключения насосных агрегатов. Станции второго подъёма могут работать в режиме равномерной или ступенчатой подачи. Равномерный режим работы станции второго подъёма рекомендуется для систем водоснабжения с подачей не более 15000 м/сут , так как при большей подаче потребуется большая аккумулирующая ёмкость. При ступенчатой работе станции второго подъёма объём аккумулирующей ёмкости принимают 2,5 - 5 . При равномерной работе 8 - 15 .
Расчёт регулирующего объёма водонапорной башни ведётся по таблице общепринятой формы (табл.1).

Таблица 1

Расчет регулирующей вместимости водонапорной башни при равномерной и ступенчатой работе насосной станции второго подъёма.

Часы суток	Расход водопотреб-ления, %	Подача воды насосами, %		Равномерная подача, %				Ступенчатая подача, %
		Равно-мерная	Ступен-чатая	Поступ-ление в бак	Расход из бака	Оста-ток воды в баке	Поступ-ление в бак		Расход из бака	Оста-ток воды в баке
0-1	3,4	4,17	2,84	0,77	-	0,77	-		0,56	-0,56
1-2	3,03	4,17	2,84	1,14	-	1,91	-		0, 19	-0,75
2-3	3,03	4,17	2,84	1,14	-	3,05	-		0, 19	-0,94
3-4	3,03	4,17	2,84	1,14	-	4, 19	-		0, 19	-1,13
4-5	3,03	4,17	2,84	1,14	-	5,33	-		0, 19	-1,32
5-6	3,45	4,17	2,84	0,72	-	6,05	-		0,61	-1,93
6-7	3,7	4,17	2,84	0,47	-	6,52	-		0,86	-2,79
7-8	4,2	4,17	5,11	-	0,03	6,49	0,91		-	-1,88
8-9	4,8	4,17	5,11	-	0,63	5,86	0,31		-	-1,57
9-10	4,8	4,17	5,11	-	0,63	5,23	0,31		-	-1,26
10-11	4	4,17	5,11	0,17	-	5,4	1,11		-	-0,15
11-12	4	4,17	5,11	0,17	-	5,57	1,11		-	0,96
12-13	4	4,17	5,11	0,17	-	5,74	1,11		-	2,07
13-14	5	4,17	5,12	-	0,83	4,91	0,12		-	2, 19
14-15	4	4,17	5,11	0,17	-	5,08	1,11		-	3,3
15-16	4	4,17	5,11	0,17	-	5,25	1,11		-	4,41
16-17	5,1	4,16	5,12	-	0,94	4,31	0,02		-	4,43
17-18	5,71	4,16	5,12	-	1,55	2,76	-		0,59	3,84
18-19	5,71	4,16	5,12	-	1,55	1,21	-		0,59	3,25
19-20	5,71	4,16	5,12	-	1,55	-0,34	-		0,59	2,66
20-21	5	4,16	5,12	-	0,84	-1,18	0,12		-	2,78
21-22	4	4,16	2,84	0,16	-	-1,02	-		1,16	1,62
22-23	3,8	4,16	2,84	0,36	-	-0,66	-		0,96	0,66
23-24	3,5	4,16	2,84	0,66	-	0	-		0,66	0
Всего	100	100	100	8,55	8,55	0	7,34		7,34	0

4. Расчёт объёма регулирующей ёмкости водонапорной башни

А. Определим объём регулирующей ёмкости при равномерном движении:

W_рег = 6.52 + -1.18 = 7.7 % W_рег = 12000^.0.77 = 924 (м³)

q_{н. max} = 4.17; q_{ср. час} = 4.17; К_н = q_{н. max} / q_{ср. час}; К_н = 4.17/4.17 = 1; К_ч = 1.37



- коэффициент неравномерности подачи воды потребителю;
- коэффициент часовой неравномерности подачи воды потребителю;
- максимальная подача, развиваемая 2-мя ступенями (одной);
- средняя часовая подача;

B. Определим объём регулирующей ёмкости при двухступенчатом режиме:

W_рег = 4.43 + -2.79 = 7.22 % W_рег = 866.4 (м³)

q_{н. max} =5.12; q_{ср. час} = 4.17; К_н = q_{н. max} / q_{ср. час}; К_н = 5.12/4.17 = 1.23; К_ч = 1.37

Кроме того оптимальный объём регулирующей ёмкости для двухступенчатого режима работы НС может быть определена по формуле:

Wопт_рег = 1.17 + 0.2К_н + 1.34 К_н^2,где К_н = 1.23

Wопт_рег = 1.17 + 0.21.236 + 1.34 1.236² = 3.44 (%);
Wопт_рег = 412.8 (м³)

Примем оптимальный минимальный объём регулирующей ёмкости: Wопт_рег = 412.8 (м³).

5. Определение потерь напора во всасывающих и напорных линиях

Потеря напора по длине при равномерном установившемся движении жидкости в трубах определяется по формуле Дарси - Вейсбаха:

 - коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси);

l - длина трубопровода;
d - диаметр трубопровода;
v - средняя скорость движения жидкости.

Потери напора во всасывающих линиях:

h_вс = 1.5^.0.23 = 0.345 (м)

Потери напора в напорных линиях:

h_н = 1.05^.3.77 = 3.961

Потери напора во всасывающих и напорных линиях определяются по следующим формулам:

h_вс = i_всl_всk_вс; м. вод. ст.,

h_н = i_нl_нk_н; м. вод. ст.,

где i - гидравлический уклон, принимаемый по таблицам гидравлических расчётов Шевелева;

l_вс, l_н - длины всасывающих и напорных линий, м;
i_вс = 0,009015;
i_н = 0,009015;
k_вс = 1,5; k_н = 1,05 _- коэффициенты, учитывающие местные потери напора.

h_вс = 1,50,00901525 = 0,34 (м)

h_н = 1,050,009015410 = 3,88 ₍м)

Сравнивая значения потерь напора во всасывающих и напорных линиях определённые по разным формулам принимаем большие значения:

h_вс = 0.345 м h_н = 3.961 м

6. Определение требуемого напора H насосной станции

Напор насосной станции определяем следующим образом:

H = H_г + h_wвс + h_wн + h_wнс + 1; м,

где H_г - геометрическая высота подачи воды - разность отметок уровня воды в резервуаре чистой воды и максимального уровня в водонапорной башне.

H_г = (112 + 10 + 6) - 101 = 27 (м);

6 м - высота воды в баке; h_wвс, h_wн - потери во всасывающих и напорных трубопроводах, м; 1 м - запас на излив; h_wнс - потери на внутристанционных коммуникациях.

H = 27 + 0.345 + 3.961 + 2.5 + 1 = 34.806 (м).