Насосные и воздуходувные станции

1 Определение подачи и количества требуемых насосов

Расход воды по часам суток в населённых пунктах зависит от режима её потребления. В данном курсовом проекте он представлен в виде ступенчатого графика. Неравномерность потребления воды населением в отдельные часы суток характеризуется коэффициентом часовой неравномерности Kч, которое

в данном курсовом проекте равен Kч =1,35 поскольку производительность станции 20000 – 50000 м3/сут.

Примем, что в час наименьшее водопотребления работает один насос – Р1 = Рчmin = 2,5%. Общее количество насосов на станции n, шт, определяется путём сравнения максимальных и минимальных расходов по формуле

n = P_max/P_min (1.1)

где Pmax и Pmin – максимальное и минимальное водопотребление города (водоснабжение), %;

n = P_max/P_min = 5,6/2,5  2,24 = 2 шт.

Принимаем 2 рабочих насоса.

Подача одного насоса P1н, % от Qсут, составит

P1н = P_max/n (1.2)

P1н = 5,6/2 = 2,8 %.

Следует иметь в виду, что во время параллельной работы насосов происходит слияние потоков жидкости после каждого из насосов (процесс бифуркации). Это приводит к снижению подачи каждого из насосов примерно на 10%.

Подача одного насоса с учетом потерь P1н, % от Qсут, при одновременной работе нескольких насосов составит

P1н = P_max/n + 0,1· P_max/n (1.3)

P1н = 5,6/2 + 0,1· 5,6/2 = 2,8 + 0,1·2,8 = 2,8 + 0,28 = 3,08%.

Подача одного отдельно работающего насоса Q1н, м3/ч, определяется по формуле

Q1н = (Q_сут ·〖 P〗_1н)/100, (1.4)

где P1н – принятая подача одного насоса в % от Qсут;

Qсут – суточная производительность станции, м3/сут;

Qн = (49000 · 3,08 )/100 = 1509,2 м3/ч.

Qн = 1509,2 м3/ч = 419,22 л/с = 0,42 м3/с.

При ступенчатой работе насосной станции с 17:00 до 6:00 часов работает один насос, подавая за час 3,08 % суточного расхода, а с 6:00 до 17:00 часов работают два насоса, подавая при этом за час 5,45% суточного расхода. Расчетным часом является час 5-6.

Часовую подачу насосной станции Qнс, м3/ч, определяем по формуле

Qнс = (Q_сут ·〖 P〗_2н)/100, (1.5)

где Р2н – подача двух насосов, Р2н = 5,45% от Qсут;

Qнс = (49000 · 5,45 )/100 = 2670,5 м3/ч.

Qнс = 2670,5 м3/ч = 741,81 л/с = 0,74 м3/с.

За сутки насосы подают такое же количество воды, какое и расходуется городом:

(3,08 · 12 + 5,45 ·11 + 3,09) = 100%

По определенным значениям подачи НС и водопотребления города строим ступенчатый график водопотребления по часам суток (рисунок 1.1): графики водопотребления города (1) и подачи воды насосами (2).

Рисунок 1.1 График водопотребления города и подачи воды насосами

1 — равномерная подача воды насосами насосной станции I подъема; 2 — неравномерная (двухступенчатая) работа насосов насосной станции II подъема; 3 — неравномерное потребление воды по часам суток.

Водопотребление и подача насосов по часам суток представлено в

таблице 1.1

Таблица 1.1 – Водопотребление города и подача воды насосом по часам суток

Часы суток Водопотребление города, % Подача насосами,

% Поступление в бак, % Расход

из бака,

% Остаток в баке,

% Число рабо-

тающих насосов

0 - 1 3 3.08 0.08 0.5 1

1 - 2 3.2 3.08 0.12 0.38 1

2 - 3 2.5 3.08 0.58 0.96 1

3 - 4 2.6 3.08 0.48 1.44 1

4 - 5 3.5 3.08 0.42 1.02 1

5 - 6 4.1 3.08 1.02 0 1

6 - 7 4.5 5.45 0.95 0.95 2