|
Реферат: Курсовой проект по деталям машин (Технология)
Тольяттинский политехнический институт
Кафедра «Детали машин»
Курсовой проект
по дисциплине
Детали машин
Руководитель: Журавлева В. В.
Студент: Анонимов С. С.
Группа: Т – 403
………«………»….…….2000 г.
Тольятти 2000 г.
Содержание
вариант 6.5.
|Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. |3 |
| | |
|Расчет клиноременной передачи. |6 |
| | |
|Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора. |8 |
| | |
|Предварительный расчет валов |12 |
| | |
|Конструктивные размеры корпуса редуктора |13 |
| | |
|Определение реакций в подшипниках |14 |
| | |
|Проверочный расчет подшипников |17 |
| | |
|Проверочный расчет шпонок |18 |
| | |
|Уточненный расчет валов |19 |
| | |
|Смазка зубчатых зацеплений и подшипников |23 |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода.
Расчет требуемой мощности двигателя.
[pic][pic];
[pic],
[pic] - КПД ременной передачи; [pic] - КПД зубчатой косозубой передачи
с цилиндрическими колесами; [pic] - КПД подшипников качения. Тогда [pic].
Расчет требуемой частоты вращения.
[pic];
[pic],
[pic]; [pic]; [pic] - передаточные числа. Тогда [pic].
По таблице принимаем мощность двигателя Р = 5,5 кВт; частоту вращения
3000 об/мин. Синхронная частота вращения двигателя равна 2880 об/мин.
Модель электродвигателя: 100L2.
Определение передаточных чисел.
Фактическое передаточное число привода: [pic].
Передаточные числа редуктора:
[pic]; [pic]; [pic]; полученные значения округляем до стандартных:
[pic]; [pic].
Расчет частот вращения.
[pic]; [pic];
[pic]; [pic];
[pic]; [pic];
[pic]; [pic].
Расчет крутящих моментов.
[pic]; [pic];
[pic]; [pic].
| |I |II |III |
|[pic] |18 |33 |126 |
|[pic] |33 |126 |430 |
|[pic] |2880 |1440 |360 |
|[pic] |1440 |360 |100 |
|[pic] |300 |150 |38 |
|[pic] |150 |38 |11 |
|[pic] |2 |4,0 |3,55 |
2. Расчет клиноременной передачи.
Выбираем сечение клинового ремня, предварительно определив угловую
скорость и номинальный вращающий момент ведущего вала:
[pic]
При таком значении вращающего момента принимаем сечение ремня типа А,
минимальный диаметр [pic]. Принимаем[pic].
Определяем передаточное отношение i без учета скольжения
[pic].
Находим диаметр [pic] ведомого шкива, приняв относительное скольжение ?
= 0,02:
[pic].
Ближайшее стандартное значение [pic]. Уточняем передаточное отношение i
с учетом ?:
[pic].
Пересчитываем:
[pic].
Расхождение с заданным составляет 1,9%, что не превышает допустимого
значения 3%.
Определяем межосевое расстояние а: его выбираем в интервале
[pic]
принимаем близкое к среднему значение а = 400 мм.
Расчетная длина ремня:
[pic].
Ближайшее стандартное значение L = 1250 мм, [pic].
Вычисляем
[pic]
и определяем новое значение а с учетом стандартной длины L:
[pic]
Угол обхвата меньшего шкива
[pic]
Скорость
[pic]
По таблице определяем величину окружного усилия [pic], передаваемого
клиновым ремнем: [pic] на один ремень.
[pic].
Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня:
[pic].
Коэффициент режима работы при заданных условиях [pic], тогда
допускаемое окружное усилие на один ремень:
[pic].
Определяем окружное усилие:
[pic].
Расчетное число ремней:
[pic].
Определяем усилия в ременной передаче, приняв напряжение от
предварительного натяжения [pic]
Предварительное натяжение каждой ветви ремня:
[pic];
рабочее натяжение ведущей ветви
[pic];
рабочее натяжение ведомой ветви
[pic];
усилие на валы
[pic].
Шкивы изготавливать из чугуна СЧ 15-32, шероховатость рабочих
поверхностей [pic].
3. Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора.
Для обеих ступеней принимаем:
Колесо: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; [pic].
Шестерня: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; [pic].
Передача реверсивная.
Для расчета принимаем: [pic], [pic].
Коэффициент долговечности при длительной эксплуатации принимаем [pic];
коэффициент запаса прочности [pic]; [pic].
Рассчитаем допускаемые контактные напряжения:
[pic], [pic].
[pic]
Рассчитаем допускаемые напряжения изгиба:
[pic], [pic].
[pic]
Коэффициент на форму зуба [pic]; коэффициент нагрузки [pic];
коэффициент ширины венцов [pic]; коэффициент, учитывающий динамическую
нагрузку, возникающую в зацеплении[pic]; коэффициент, учитывающий
распределение нагрузки между зубьями[pic]
Расчет третьей (тихоходной) ступени.
Межосевое расстояние:
[pic],
принимаем значение из стандартного ряда: а = 140 мм.
Нормальный модуль:
[pic],
принимаем среднее значение, соответствующее стандартному: m = 2 мм.
Принимаем предварительно угол наклона зубьев ? = 15? и определяем числа
зубьев шестерни и колеса:
[pic]
Уточняем значение угла ?:
[pic].
Основные размеры шестерни и колеса:
диаметры делительные:
[pic];
[pic],
проверка: [pic].
Диаметры вершин зубьев:
[pic];
[pic],
диаметры впадин:
[pic];
[pic].
Ширина колеса:
[pic].
Ширина шестерни:
[pic].
Окружная скорость колеса тихоходной ступени:
[pic].
При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:
[pic].
Проверяем контактные напряжения:
[pic],
[pic]
[pic];
[pic].
Проверяем изгибные напряжения:
[pic],
[pic].
[pic].
Силы, действующие в зацеплении тихоходной ступени:
окружная:
[pic]
Определим тип используемых подшипников:
[pic];
следовательно, будем использовать радиально-упорные шарикоподшипники.
Расчет второй (быстроходной) ступени.
Межосевое расстояние равно 140 мм из условия соосности, значения всех
коэффициентов, используемых в расчете третьей ступени справедливы при
расчете данной ступени.
Принимаем угол наклона зубьев ? = 12?50?19?, а модуль m = 1,5 мм и
определяем числа зубьев шестерни и колеса:
[pic]
Основные размеры шестерни и колеса:
диаметры делительные:
[pic];
[pic],
проверка: [pic].
Диаметры вершин зубьев:
[pic];
[pic],
диаметры впадин:
[pic];
[pic].
Ширина колеса:
[pic].
Ширина шестерни:
[pic].
Окружная скорость колеса быстроходной ступени:
[pic].
При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:
[pic].
Проверяем контактные напряжения:
[pic],
[pic]
[pic];
[pic].
Проверяем изгибные напряжения:
[pic],
[pic].
[pic].
Силы, действующие в зацеплении быстроходной ступени:
окружная:
[pic]
Определим тип используемых подшипников:
[pic];
следовательно, будем использовать радиально-упорные шарикоподшипники.
4. Предварительный расчет валов.
Расчетная формула:[pic]
Вал 1
Диаметр вала:
[pic].
Диаметр вала под колесо:
[pic].
Диаметр вала под подшипник:
[pic].
Вал 2
Диаметр вала под колесо:
[pic].
Диаметр вала под подшипник:
[pic]
Вал 3
Диаметр вала:
[pic].
Диаметр вала под колесо:
[pic].
Диаметр вала под подшипник:
[pic].
5. Конструктивные размеры корпуса редуктора.
|Параметр |Расчетная формула и значение, |
| |мм |
|Толщина стенки корпуса |[pic] |
|Толщина стенки крышки |[pic] |
|Толщина фланца корпуса |[pic] |
|Толщина фланца крышки |[pic] |
|Толщина основания корпуса без бобышки |[pic] |
|Толщина ребер основания корпуса |[pic] |
|Толщина ребер крышки |[pic] |
|Диаметр фундаментных болтов |[pic] |
|Диаметр болтов у подшипников |[pic] |
|Диаметр болтов, соединяющих основание и |[pic] |
|крышку | |
6. Определение реакций в подшипниках.
[pic] [pic]
[pic] [pic]
проверка: [pic]
[pic].
[pic]
[pic]
[pic] [pic]
проверка: [pic]
[pic].
[pic] [pic]
[pic] [pic]
проверка: [pic]
[pic].
7. Проверочный расчет подшипников.
Подшипник № 36207, d = 35 мм.
[pic].
[pic]
[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].
Долговечность:
[pic]
[pic].
Подшипник № 36209, d = 45 мм. [pic].
[pic]
[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].
Долговечность:
[pic]
[pic].
Подшипник № 36211, d = 55 мм.
[pic].
[pic]
[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].
Долговечность:
[pic]
[pic].
Все подшипники удовлетворяют условию долговечности.
8. Проверочный расчет шпонок.
Материал шпонок – сталь 45. Проверим шпонки под зубчатыми колесами и
шкивом на срез и смятие. [pic].
Условия прочности:
[pic]
Шпонка под шкивом:
[pic]
Шпонка под колесом быстроходной ступени:
[pic]
Шпонка под колесом тихоходной ступени:
[pic]
Все шпонки удовлетворяют условию прочности на срез и смятие.
9. Уточненный расчет валов.
Материал валов – сталь 40Х улучшенная, [pic]. Определим коэффициенты
запаса прочности в опасных сечениях.
Вал 1, Сечение 1
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
Вал 1, Сечение 2
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
Вал 2, Сечение 1
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
Вал 2, Сечение 2
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
Вал 3, Сечение 1
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
10. Смазка зубчатых зацеплений и подшипников.
Зацепления смазывают окунанием зубчатых колес в масло. Уровень масла
должен обеспечивать погружение колес на высоту зуба. Объем масляной ванны
равен 2,75 литра. Подшипники смазываются тем же маслом за счет
разбрызгивания. Используемое масло марки И-100А.
-----------------------
(оценка)
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Реферат на тему: Курсовой проект. Расчёт главной насосной станции системы водоотведения
Министерство образования Российской Федерации
Якутский государственный инженерно-технический институт
Инженерно-технологический факультет
Кафедра водоснабжения и водоотведения
Пояснительная записка
к курсовой работе
РАСЧЁТ ГЛАВНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
Системы водоотведения,
производительностью 63000 м3/сут
Выполнил: студент 3 курса гр. ВиВ-02
Сорокин Андрей
Проверила: Иванова Г.В.
Якутск 2004г.
Содержание
Стр.
Задание на проектирование 3
Введение 4
1. Определение средне секундного расхода и коэффициента неравномерности
6
2. Определение диаметра подводящего коллектора 7
3. Расчёт таблицы притока на насосную станцию 8
4. Определение диаметров наружных водоводов 9
5. Определение требуемого напора насосов 10
6. Подбор насосов 12
7. График параллельной работы насосов и водоводов 14
8. Расчёт таблицы откачки сточных вод 18
9. Определение ёмкости приёмного резервуара 20
10. Определение диаметров трубопроводов внутри н.с. 21
11. Определение отметки оси насоса 23
12. Определение размеров фундамента насосного агрегата 26
13. Компоновка основного оборудования в н.с. 28
14. Описание насосной станции 33
Список использованной литературы 34
Задание на проектирование
Рассчитать главную насосную станцию (ГНС) системы водоотведения:
суточная производительность: 63000 м3/сут.
Отметка низа подводящего коллектора: 72,21 м
Отметка уровня воды в приёмной камере очистных сооружений: 82,00 м
Отметка земли ГНС: 79,30 м
Введение
Целью курсовой работы является закрепление теоретических знаний,
полученных в курсе «Насосы и насосные станции», приобретение необходимых
практических навыков в решении многих технических вопросов, а также
научиться правильно пользоваться нормами проектирования, ГОСТами и другой
технической литературой.
Насосные станции являются важным элементом систем водоснабжения и
водоотведения. Они представляют собой сложный комплекс сооружений и
оборудования. Правильный выбор технико-экономических параметров этого
комплекса во многом определяет надежность и экономическую эффективность
подачи или отведения воды.
В настоящей курсовой работе запроектирована главная насосная станция
(ГНС) системы водоотведения, которая подаёт сточную жидкость на
канализационные очистные сооружения от всего населённого пункта. Место
расположения насосной станции определяется при решении схемы водоотведения
на основе технико-экономических расчетов. Необходимость устройства насосной
станции возникает в случаи достижения максимальной глубины заложения
трубопроводов. В состав главной насосной станций входит: приемный резервуар
с решеткой; машинное отделение, где размещены насосы; производственно-
вспомогательные и бытовые помещения.
Приёмный резервуар служит для регулирования неравномерности поступления
к насосам сточных вод.
Решётки задерживают крупные отбросы, содержащиеся в сточных водах.
В машинном зале, отделённом герметической стенкой от приёмного
резервуара, размещают насосы, имеющие в качестве привода электродвигатели
трёхфазного тока. На насосных станциях применяют лопастные насосы
горизонтального и вертикального типа.
В состав вспомогательных производственных помещений входят
трансформаторная подстанция, помещения электрораспределительных устройств и
пусковых щитов, котельная и мастерские для ремонта оборудования. В состав
бытовых помещений предусматривают помещения для производственного и
административно-технического персонала, гардеробные, душевые и санитарные
узлы.
1. Определение средне секундного расхода и коэффициента неравномерности
1.1. Определение средне секундного расхода:
[pic] (1.1)
[pic]= 63000 м3/сут – суточная производительность станции,
[pic]
1.2. Определение коэффициента неравномерности водоотведения сточных вод:
[pic]– отношение максимального часового расхода в сутки наибольшего
водоотведения к среднему часовому расходу среднесуточного водоотведения.
Принимается по СНиП /1/ в зависимости от [pic]:
|[pic]|500|1000 |
|[pic]|1,5|1,47 |
При промежуточных значениях среднего расхода сточных вод общие
коэффициенты неравномерности определяем интерполяцией:
[pic]
2. Определение диаметра подводящего коллектора
Сточная вода к ГНС поступает самотёком по безнапорному коллектору. Для
расчёта принимаем стальной коллектор круглого сечения.
Для определения диаметра подводящего коллектора необходимо найти
максимальный секундный расход ([pic]):
[pic] (2.1)
[pic]
По [pic] из таблицы /2/ подбираем диаметр подводящего коллектора, при
этом учитываем следующее:[pic]; Umin=1м/с; i =0,002.
Выбираем стальной подводящий коллектор D = 1100мм;
Средняя скорость потока: U=1,53 м/с;
Наполнение: [pic]
3. Расчёт таблицы притока на насосную станцию
Таблица рассчитывается в зависимости от процентного распределения
среднесуточного притока. Распределение притока, по часам в сутки от
населения в процентах от среднесуточного притока, принимается в зависимости
от коэффициента неравномерности [pic] (таблица 3.6 справочника /6/).
Расчёт притока сточных вод на насосную станцию сведён в таблицу №8.1.
4. Определение диаметров наружных водоводов
СНиП 2.04.03-85 рекомендует принимать число напорных водоводов от
насосной станции I категории не менее 2-х с устройством переключений между
ними. Диаметр каждого водовода рассчитывается на половину расхода, но с
учётом того, что при аварии на одном из них должен быть обеспечен пропуск
100% расчётного расхода при условии включения резервного насоса. Диаметр
напорных водоводов определяется по таблицам /5/, с у чётом экономических
скоростей: Uэ = 0,7ч0,9 м/с – для труб ш?400
Uэ = 0,9ч1,4 м/с – для труб ш>400
Из таблицы притока на насосную станцию (см. таблицу №1) выписываем
часовой максимальный расход:
[pic]
Секундный максимальный расход двух водоводов:
[pic]
Секундный максимальный расход на один водовод:
[pic]
Характеристики одного водовода: ш=700 мм
i = 0,0032375
U = 1,386 м/с
Характеристики водовода в случае пропуска аварийного расхода:
ш=700 мм
i = 0,013
U = 2,78 м/с
5. Определение требуемого напора насосов
Требуемый напор определяется по формуле [м]:
Нтр = Нг + Shм (5.1)
Нг – геодезическая высота подъёма сточных вод равная разности отметок
уровня воды в приёмной камере очистных сооружений и дна приёмного
резервуара или отметки среднего уровня сточных вод в приёмном резервуаре.
Shм – сумма местных потерь напора [м]:
Shм = hл + hм + hн.с. + hвод (5.2)
hл – линейные потери напора [м]:
hл = i?l (5.3)
i – единичные потери напора, по таблице /5/ (рассчитаны в 4 пункте данной
работы),
l – длина напорных водоводов [м],
hм – потери напора на местные сопротивления [м], принимаем 10ч20% от
линейных потерь напора:
hм = (10ч20%)?hл (5.4)
hн.с – потери внутри насосной станции, принимаем в размере 2м,
hвод – потери в водомерном устройстве: hвод = 3м – если вставка
Вентури,
hвод = 0,5м – если труба Вентури,
Расчёт требуемого напора:
Нг = 82,00 – 70,21 = 11,79м
hл = 0,0032375 ? 600 = 1,943м
hм = 0,2 ? 1,943 = 0,39м
hвод = 3м – вставка Вентури,
Shм = 1,943 + 0,39 + 2 + 3 = 7,333м
Нтр = 11,79 + 7,333 = 19,123м
Требуемый напор насоса при пропуске аварийного расхода:
hл = 0,013 ? 600 = 7,8м
hм = 0,2 ? 7,8 = 1,56м
Shм = 7,8 + 1,56 + 2 + 3 = 14,36м
Нтр = 11,79 + 14,36 = 26,15м
6. Подбор насосов
При подборе насосов руководствуются следующими условиями:
– общая подача рабочих насосов должна равняться максимальному
расчетному притоку сточных вод или несколько превышать его;
– число и подача насосов должны обеспечить устойчивый режим работы
станции при периодических колебаниях притока воды;
– насосы целесообразно принимать однотипные.
по расходу сточной воды и напору насосов по каталогам производим выбор
насосов: Нтр= 19,123м
[pic]= 3910,41 м3/ч
В первом приближении стараемся подобрать два или три одинаковых рабочих
насоса так, чтобы развиваемый ими напор соответствовал напору Нтр, а
суммарная подача — расчетной подаче [pic]
Подбираем два насоса марки СДВ 2700/26,5б
Технические характеристики насоса марки СДВ 2700/26,5б:
Подача – 2160 м3/час=600 л/с
Напор – 21 м
Частота вращения – 740 об/мин
Коэффициент полезного действия – 71%
Допускаемый кавитационный запас – 8 м
Мощность насоса – 174 кВт
Размер проходного сечения, не менее – 200 мм
Диаметр рабочего колеса – 600 мм
Число резервных насосов принимаем по /1/ таблица 21. Относим
проектируемую насосную станцию к насосным станциям I категории надёжности.
I категория допускает перерыв в подаче воды только на время (не более 10
мин), необходимое для выключения поврежденных и включения резервных
элементов. Число резервных насосов равно двум, той же марки, что и основные
рабочие насосы.
Принципиальный вид насосной станции с вертикальными насосами показан на
рис 6.1.
[pic]
Рис 6.1. «Принципиальный вид насосной станции с вертикальными насосами».
1 – решётки; 2 – приёмный резервуар; 3 – машинное отделение.
7. График параллельной работы насосов и водоводов
Насосы, установленные на насосных станциях, работают параллельно, т.е.
одновременно подают жидкость в два параллельно соединенных трубопроводов.
Необходимость в параллельной работе нескольких одинаковых насосов возникает
в тех случаях, когда невозможно обеспечить требуемый расход воды подачей
одного насоса. Параллельная работа насосов используется для увеличения
общей подачи при постоянных напорах и для регулирования подач путём
изменения числа работающих агрегатов.
1. Откладываем на графике геометрическую высоту всасывания – Нг ;
2. Определяем сумму потерь напора Shм (5 пункт данной работы);
3. Определяем приведённое сопротивление трубопровода:
[pic] (7.1)
где q – секундный расход насосной станции [м3/с]
Приведенное сопротивление одного водовода:
[pic]
Приведенное сопротивление двух водоводов:
[pic]
Приведенное сопротивление в случае пропуска аварийного расхода:
[pic]
4. На шкале расхода Q принимаем ряд произвольных значений и определяем
потери напора. Расчёт потерь напора сведён в таблицу 7.1.
Таблица №7.1: «Построение характеристик трубопровода»:
|q, |Для одного водовода |Для двух водоводов |Аварийный режим |
|м3/с |ш=700 мм |ш=700 мм |работы системы |
| |S1, |[pic],м |S2, |[pic],м |Sав, |[pic],м |
| |с2/м5 | |с2/м5 | |с2/м5 | |
|0,1 |24,86 |0,2486 |6,215 |0,062 |12,171 |0,12 |
|0,2 | |0,99 | |0,25 | |0,49 |
|0,3 | |2,23 | |0,56 | |1,1 |
|0,4 | |4 | |1 | |1,95 |
|0,5 | |6,2 | |1,55 | |3,04 |
|0,6 | |8,93 | |2,24 | |4,38 |
|0,7 | |12,17 | |3,05 | |5,96 |
|0,8 | |15,88 | |4 | |7,79 |
|0,9 | |20,1 | |5,03 | |9,86 |
|1,0 | |24,81 | |6,22 | |12,17 |
|1,1 | | | |7,52 | |14,73 |
|1,2 | | | |8,95 | |17,53 |
|1,3 | | | |10,5 | |20,57 |
|1,4 | | | |12,18 | |23,85 |
|1,5 | | | |14 | |27,38 |
|1,6 | | | |15,91 | |31,16 |
|1,7 | | | |17,96 | |35,17 |
5. Потери напора откладываем на графике, для этого к геометрической
высоте всасывания Нг прибавляем потери напора[pic]:
Нn = Нг +[pic] (7.2)
6. С каталога переносим рабочие характеристики насосов: Q-H, Q-N, Q-(,
Q–(hдоп;
7. Строим характеристику параллельной работы двух насосов, для этого
выберем на напорной характеристике произвольные точки и удвоим их абсциссы.
Полученные точки соединяем плавной кривой и получим характеристику для двух
параллельно работающих насосов.
8. Аналогично строим кривую для трех и четырех насосов.
Анализ графика параллельной работы насосов и водоводов:
На графике: – точка “А” характеризует рабочие параметры двух
параллельно работающих насосов в два параллельно работающих водовода:
Н= 20,9 м;Q=1,22 м3/с;?= 71%;N= 180 кВт;?h= 6,5 м;
– точка “В” характеризует рабочие параметры трёх параллельно
работающих насосов в один водовод (пропуск аварийного расхода):
Н= 27,2 м;Q= 1,14 м3/с;?= 71,5 %;N= 190 кВт;?h=4,8 м;
– точка “С” характеризует рабочие параметры одного работающего насоса
в один водовод:
Н= 20,9 м;Q= 0,61 м3/с;?= 71%;N= 180 кВт;?h= 6,5 м.
8. Расчёт таблицы откачки сточных вод
Таблицу откачки сточных вод рассчитываем после подбора насосов. В пункте
6 данной работы были найдены число и марка рабочих насосов: число рабочих
насосов 2 марки СДВ 2700/26,5б. На основании анализа графика совместной
работы насосов и водоводов были получены данные:
1. Подача двух насосов в два параллельно работающих водовода: 4392 м3/ч
2. Подача одного насоса в один водовод: 2196 м3/ч.
На основании подачи насосов рассчитываем таблицу откачки сточных вод.
Расчёт таблицы откачки сведён в таблицу №8.1.
9. Определение ёмкости приёмного резервуара
Приемный резервуар представляет собой регулирующую емкость, которая
позволяет обеспечить продолжительную и равномерную работу насосов в
наиболее экономичном режиме при неравномерном притоке сточных вод.
Ёмкость приёмного резервуара определяется при расчёте таблицы притока и
откачки сточных вод (см. табл. 8.1.): Vрез =182,16 м3.
При этом минимальная вместимость приемного резервуара должна приниматься
не менее максимальной подачи одного из насосов в течении 5 мин – это
соответствует включениям насоса не более трех раз в час. Максимальная
подача насоса определяется по графику совместной работы одного насоса и
двух водоводов:
Vрез = 2196?5/60 = 183 м3
Размеры приемного резервуара в плане назначаем после разработки схемы и
определения размеров машинного зала. Вместимость резервуара определяют
приближенно как произведение площади на глубину резервуара, которую
принимают в пределах 1,5—2,5 м
10. Определение диаметров трубопроводов внутри насосной станции.
На канализационных насосных станциях всасывающие трубопроводы подводят
отдельно к каждому насосу даже. Устройство самостоятельной всасывающей
линии для каждого насоса улучшает гидравлические условия работы насоса на
всасывании, исключает влияние соседних насосов.
Всасывающие трубы, во избежание образования газовых мешков, укладывают с
подъемом 0,03—0,05 от входной воронки к корпусу насоса.
Диаметр всасывающих трубопроводов назначают по экономической скорости
движения жидкости. Для уменьшения гидравлического сопротивления при входе
жидкости в трубопровод на конце всасывающей трубы устанавливают
воронкообразное расширение (входную воронку). Диаметр входа DBX принимают
равным (1,3...1,5) D0, где D0 — диаметр всасывающего трубопровода, высоту
воронки — равной (1,3...1,7)D0. Обратные клапаны на всасывающих трубах не
устанавливают, так как в результате налипания на клапан загрязнений,
содержащихся в сточной жидкости, засоряется входное отверстие.
Диаметр напорных трубопроводов в пределах насосной станции назначают в
зависимости от рекомендуемых скоростей движения сточной жидкости.
На отводящем трубопроводе каждого насоса между напорным патрубком насоса
и задвижкой устанавливают обратный клапан.
На всасывающих и напорных трубопроводах устанавливают водопроводные
задвижки с ручным, гидравлическим или электрическим приводом. На
автоматизированных насосных станциях устанавливают задвижки с
механизированным приводом.
Для контроля работы насосов необходимо устанавливать расходомеры на
каждом напорном трубопроводе. В курсовой работе в качестве расходомера была
принята вставка Вентури. Вставку Вентури устанавливают на прямолинейных
участках трубопровода, не имеющих фасонных частей. Длину участков принимают
(15–20) D0 = 15?0,7 = 10,5м до места установки расходомера и не менее 5 d0
= 5?0,7 = 3,5м за расходомером (D0 — диаметр напорного трубопровода).
Поэтому для его установки устраивают камеры за пределами здания насосной
станции.
Минимальные скорости движения сточной жидкости в нутрии насосной станции
выписываем из СНиП 2.04.03 – 85 и заносим в таблицу №10.1.
Таблица №10.1. «Минимальные скорости движения сточной жидкости
в нутрии насосной станции»:
|Диаметр труб, мм |Скорости движения воды в трубопроводах насосных |
| |станций, м/с |
| |Всасывающие |Напорные |
|До 250 |0,7 – 1 |1 – 1,2 |
|250(800 |1 – 1,5 |1,2 –2,0 |
|Свыше 800 |1,2 – 1,5 |1,8 – 2,5 |
По таблицам /5/ по расходу сточной жидкости, учитывая минимальные
скорости, находим диаметры напорных и всасывающих трубопроводов. Результаты
расчёта занесены в таблицу №10.2.
Таблица №10.2. «Расчёт диаметров трубопроводов внутри ГНС»:
|Наименование трубопровода |Q, л/с |D, мм |V, м/с |i |
|Всасывающий |610 |800 |1,214 |0,00217 |
|Напорный |610 |700 |1,585 |0,004235 |
|Напорный коллектор |610 |700 |1,585 |0,004235 |
|Общий напорный трубопровод |610 |700 |1,585 |0,004235 |
11. Определение отметки оси насоса
Нормами /1/ рекомендуется устанавливать насосы в насосных станциях
водоотведения под залив. Это облегчает запуск насосов и упрощает схему
автоматизации насосной станции. Для этого корпуса насосов располагают на
0,3— 0,4 м ниже отметки уровня жидкости в приемном резервуаре, при котором
включается в работу первый насос.
Включение насосов проектируется автоматическим в зависимости от притока
сточной жидкости. Если после включения одного (первого) насоса уровень воды
в резервуаре повышается, включается второй насос.
Уровни включения и отключения первого, второго и п-го насосов (ступеней)
располагаются на 0,2 м один выше другого (рис. 11.1).
[pic]
Рис. 11.1 «Схема к определению оси насоса».
Таким образом, минимальный уровень воды в приемном резервуаре при
включении насосов:
Zвкл =Zтах – 0,2 (n – 1) (11.1)
где Zвкл – отметка включения в работу первой ступени откачки;
Zmax – отметка максимального уровня воды в приемном резервуаре
(принимается равной отметке лотка подводящего коллектора);
п — число рабочих насосов.
Zвкл =72,21 – 0,2 (2 – 1) = 72,01м
Отметка оси насоса определяется по формуле:
Zоси = Zвкл – 0,4 = 72,01 – 0,4 = 71,61м (11.2)
Минимальную отметку уровня сточных вод принимаем на 2,5м ниже
максимального уровня:
Zmin = 72,21 – 2,5 = 69,71м (11.3)
При этом геометрическая высота всасывания при Zmin не должна превышать
геометрическую высоту всасывания.
Геометрическая высота всасывания определяется по формуле [м]:
[pic] (11.4)
где [pic] – барометрический напор в данной местности, при н.у. равен
10м.вод.ст.
[pic] – напор паров жидкости в корпусе насоса, при t = 20оС равен
0,24м.вод.ст.
[pic] – допустимый кавитационный запас, принимаем максимальным по
графику для рассматриваемой режимной точки.
[pic]– потери напора во всасывающей линии. Относим всасывающую линию
к коротким трубопроводам, т.е. линейными потерями напора пренебрегаем:
[pic]
Местные потери напора определяем по формуле:
[pic] (11.5)
где U – средняя скорость потока сточных вод во всасывающем трубопроводе,
рассчитана в 10 пункте данной работы;
[pic] – суммарный коэффициент местных потерь:
[pic] (11.6)
[pic]= 0,1ч0,2; [pic]= 0,5ч0,6; [pic]= 0,5ч1; [pic]= 0,1; [pic]= 0,5
[pic]= 1,7ч2,4, принимаем [pic]= 2
[pic]
[pic] > Zоси – Zmin = 71,61 – 69,71 = 1,9 м
– кавитации не возникнет.
12. Определение размеров фундамента насосного агрегата
Размеры фундаментов определяются в зависимости от размеров фундаментной
плиты или рам по каталогам насосов. Фундаментная плита или рама агрегата
крепиться к фундаменту анкерными болтами. Ширина и длина бетонного
фундамента под агрегат принимается больше ширины, длины плиты или рамы на
50ч150 мм. При этом расстояние от края фундамента до оси анкерного болта
должно быть не менее 150ч200мм. Высота фундамента под уровнем пола
машинного зала принимается из условия удобства монтажа трубопроводов, но не
менее 500мм.
13. Компоновка основного оборудования в насосной станции
При проектировании насосной станций бытовой системы водоотведения
приемный резервуар, помещение решеток, машинный зал, подсобно-
производственные и бытовые помещения размещаем в одном здании.
Подземная часть здания разделяется водонепроницаемой – глухой стенкой. По
одну сторону стенки размещается приемный резервуар и расположенное над ним
помещение решеток, по другую – машинный зал. Каждый насос самостоятельным
всасывающим трубопроводом соединяется с приемным резервуаром.
Объем подземной части должен быть минимальным. Заглубление и размеры в
плане подземной части определяем компоновкой насосного оборудования.
Размеры подземной части насосной станций в плане принимаем кратными 3 м.
Толщину стен и днища камеры в первом приближении принимаем равной 0,1
максимального напора воды или грунта, действующего на конструкцию в
рассматриваемом сечении: – толщина наружных стен:
0,1?(79,3 – 70,21) = 0,909м
– толщина разделительной (глухой) стены:
0,1?4 = 0,4м
Минимальные размеры в плане и разрезе для насосных агрегатов:
– расстояние между агрегатами: 1 м;
– расстояние между агрегатом и стеной: 1 м;
– расстояние между неподвижными частями оборудования и
трубопроводом: 0,7 м.
Минимальные размеры в плане и разрезе для трубопроводов:
– от пола до трубопровада: 250мм, при наличии арматуры 350мм;
– от стены до трубопровода: 350мм, при наличии арматуры 500мм;
– от стены до фланца: 500мм
Размеры арматуры и фасонных частей:
1. концентрических переход: D=700, d=500:
длина перехода Lп = (4ч7)?(D – d) = 5?(700 – 500)=1000 мм
2. эксцентрический переход: D=800, d=700:
длина перехода Lп = (4ч7)?(D – d) = 5?(800 – 700)=500 мм
3. обоатный клапан: D=700; L = 240
4. задвижка с электоприводом: D=1100; L = 600; Н = 2540
D=800; L = 470; Н = 3290
D=700; L = 390; Н = 2410
Спецификация оборудования.
Спецификация оборудования составляется согласно ГОСТ /7/:
|Марка, |Обозначен|Наименование |Кол. |Масса, |Примечание |
|поз. |ие | | |ед., кг | |
|1 | |Насос центробежный| | | |
| | |вертикальный | | | |
| | |СДВ 2700/26,5б |4 шт. | | |
|2 | |Электродвигатель | | | |
| | |Ван118/23-8 | | | |
| | |400кВт, 700об/мин |4 шт. | | |
|3 | |Клапан обратный | | | |
| | |фланцевый, ш=700 |4 шт. | | |
| | |мм | | | |
|4 | |Задвижка ш=1100 | | | |
| | |с электроприводом |1 шт. | | |
|5 | |Задвижка ш=800 | | | |
| | |с электроприводом |4 шт. | | |
|6 | |Задвижка ш=700 | | | |
| | |с электроприводом |9 шт. | | |
|7 | |Всасывающий | | | |
| | |трубопровод ш=800 | | | |
|8 | |Напорный | | | |
| | |трубопровод ш=700 | | | |
|9 | |Решётка |3 шт | | |
|10 | |Затвор |3 шт | | |
|11 | |Подводящий | | | |
| | |коллектор ш=1100 | | | |
|12 | |Переход | | | |
| | |эксцентрический | | | |
| | |D=800, d=700 |4 шт | | |
|13 | |Переход | | | |
| | |концентрический | | | |
| | |D=700, d=500 |4 шт | | |
14. Описание насосной станции
Станция рассчитана на перекачку к очистным сооружениям 63000 м3/сут
хозяйственно-фекальных и близких к ним по составу производственных сточных
вод.
Насосная станция шахтного типа, диаметром 18 м, совмещена с приемным
резервуаром объёмом Vрез=235м3. В подземной части насосной станции
размещены приемный резервуар с помещением решёток и машинный зал. Машинный
зал отделён от приёмного резервуара герметичной водонепроницаемой стенкой.
Глубина заложения подводящего коллектора – 7,09м от поверхности земли.
Глубина заложения напорного трубопровода – 2,64м от поверхности земли.
Диаметр подводящего коллектора 1100 мм. В целях повышения надёжности работы
водоотводящей системы напорные трубопроводы выполнены в две нитки ш=700 мм
каждая.
Машинный зал оборудован двумя рабочими и двумя резервными насосами
основного насосного оборудования типа СДВ 2700/26,5б.
Режим работы станции повторно – кратковременный, т.к. включение и
выключение насосов происходит в зависимости от уровня воды в резервуаре.
Список использованной литературы
1. СНиП 2.04.03 – 85. Канализация. Наружные сети и сооружения/ Госстрой
СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 72с.
2. Лукиных А.А., Лукиных А.Н. Таблицы для гидравлического расчета
канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.Н. Павловского.
Изд. 4-е, дополненное. – М.: Стройиздат, 1974. – 156с.
3. Турк В.И., Минаев А.В., Карелин В.Я. Насосы и насосные станции. Учебник
для вузов. М.: Стройиздат, 1976. – 304с
4. Гудков А.Г. Водоотводящие системы и сооружения. Часть III. Сооружения на
сетях: Методические указания к курсовому проектированию. – Вологда ВоГТУ,
2001. – 40с.
5. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета
водопроводных труб,— М.: Стройиздат, 1984.— 116 с.
6. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных
предприятий / Под ред. В. Н. Самохина.— М. : Стройиздат, 1981.— 639 с.
7. ГОСТ 21.601 – 79. Система проектной документации для строительства.
Водопровод и канализация. Рабочие чертежи.
Таблица 8.1. «Таблица притока и откачки сточных вод»
|Часы |Приток, м3 |Откачка |Наличие |Режим работы |
|суток | | |воды в | |
| | | |резервуаре| |
| |от населения [pic]= |за час, |за предыдущий |за час, |за предыдущий | | |
| |1,484 |м3 |час, м3 |м3 |час, м3 | | |
|% |м3 | | | | | | | |0 – 1 |1,608 |1013,04 |1013,04 |1013,04 |915 |915
|98,04 |1н-25мин | |1 – 2 |1,608 |1013,04 |1013,04 |2026,08 |1098 |2013
|13,08 |1н-30мин | |2 – 3 |1,608 |1013,04 |1013,04 |3039,12 |915 |2928
|111,12 |1н-25мин | |3 –4 |1,608 |1013,04 |1013,04 |4052,16 |1098 |4026
|26,16 |1н-30мин | |4 – 5 |1,608 |1013,04 |1013,04 |5065,2 |915 |4941
|124,2 |1н-25мин | |5 – 6 |4,263 |2685,69 |2685,69 |7750,89 |2745 |7686
|64,89 |1н-1ч+1н-15мин | |6 – 7 |5,863 |3693,69 |3693,69 |11444,58 |3660
|11346 |98,58 |1н-1ч+1н-40мин | |7 – 8 |5,8 |3654 |3654 |15098,58 |3660
|15006 |92,58 |1н-1ч+1н-40мин | |8 – 9 |6,207 |3910,41 |3910,41 |19008,99
|3843 |18849 |159,99 |1н-1ч+1н-45мин | |9 – 10 |6,207 |3910,41 |3910,41
|22919,4 |4026 |22875 |44,4 |1н-1ч+1н-50мин | |10 – 11 |6,207 |3910,41
|3910,41 |26829,81 |3843 |26718 |111,81 |1н-1ч+1н-45мин | |11 – 12 |4,945
|3115,35 |3115,35 |29945,16 |3111 |29829 |116,16 |1н-1ч+1н-25мин | |12 – 13
|4,095 |2579,85 |2579,85 |32525,01 |2562 |32391 |134,01 |1н-1ч+1н-10мин |
|13 – 14 |5,695 |3587,85 |3587,85 |36112,86 |3660 |36051 |61,86 |1н-1ч+1н-
40мин | |14 – 15 |5,905 |3720,15 |3720,15 |39833,01 |3660 |39711 |122,01
|1н-1ч+1н-40мин | |15 – 16 |5,905 |3720,15 |3720,15 |43553,16 |3660 |43371
|182,16 |1н-1ч+1н-40мин | |16 – 17 |5,716 |3601,08 |3601,08 |47154,24 |3660
|47031 |123,24 |1н-1ч+1н-40мин | |17 – 18 |5,687 |3582,81 |3582,81
|50737,05 |3660 |50691 |46,05 |1н-1ч+1н-40мин | |18 – 19 |4,822 |3037,86
|3037,86 |53774,91 |2928 |53619 |155,91 |1н-1ч+1н-20мин | |19 – 20 |4,582
|2886,66 |2886,66 |56661,57 |2928 |56547 |114,57 |1н-1ч+1н-20мин | |20 – 21
|4,205 |2649,15 |2649,15 |59310,72 |2745 |59292 |18,72 |1н-1ч+1н-15мин |
|21 – 22 |2,64 |1663,2 |1663,2 |60973,92 |1647 |60939 |34,92 |1н-45мин |
|22 – 23 |1,608 |1013,04 |1013,04 |61986,96 |915 |61854 |132,96 |1н-25мин |
|23 – 24 |1,608 |1013,04 |1013,04 |63000 |1146 |63000 |0 |1н-32мин | |Итого
|100 |63000 |63000 |–– |–– |–– |–– |–– | |
[pic][pic][pic][pic]
-----------------------
[pic]
| |
