Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Гидравличесике машины преобразующие механическую энергию в энергию движущейся воды называются нагнетателями: насосы, вентиляторы, компрессора, воздуходувки.
Гидравлические машины преобразующие энергию движущейся жидкости в механическую энергию называются гидродвигателями или турбинами: гидравлические, газовые, паровые.
Гидравлические машины преобразующие энергию движущейся жидкости в нее же, но с большим давлением называются гидравлическими таранами. Принцип действия гидравлического тарана основан на использовании явления гидравлического удара.
2) Классификация насосов.
I По принципу передачи воды
1.передающий
2.циркуляционный
II по предназначению
III по характеру силового воздействия на жидкость
IV по виду перекачиваемой жидкости
V По виду приводов:
3 ) Центробежные насосы и их характеристики.
Насос представляет собой гидравлическую машину, преобразующую механическую энергию приводного двигателя в энергию жидкости, обеспечивающую её движение.
Центробежные насосы являются одной из самых распространенных разновидностей динамических гидравлических машин. Они широко применяются: в системах водоснабжения, водоотведения, в теплоэнергетике, в химической промышленности, в атомной промышленности, в авиационной и ракетной технике и др.
На рабочем колесе имеются лопатки (лопасти), которые имеют сложную форму. Жидкость подходит к рабочему колесу вдоль оси его вращения, затем направляется в межлопаточный канал и попадает в отвод. Отвод предназначен для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса, и преобразования кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию, в частности в энергию давления. Указанное выше преобразование энергии должно происходить с минимальными гидравлическими потерями, что достигается специальной формой отвода.
Корпус насоса предназначен для соединения всех элементов насоса в энергетическую гидравлическую машину. Лопастный насос осуществляет преобразование энергий за счет динамического взаимодействия между потоком жидкой среды и лопастями вращающегося рабочего колеса, которое является их рабочим органом. При вращении рабочего колеса жидкая среда, находящаяся в межлопаточном канале, лопатками отбрасывается к периферии, выходит в отвод и далее в напорный трубопровод.
В центральной части насоса, т. е. на входе жидкости в рабочее колесо насоса, возникает разрежение, и жидкая среда под действием давления в расходной емкости направляется от источников водоснабжения по всасывающему трубопроводу в насос.
Частоту вращения рабочего колеса насоса обозначают через n (об/мин), а угловую скорость - через ω .
Связь между ω и n определяется выражением
ω = π n / 30
Центробежные насосы целесообразно использовать в области больших подач жидкости Q и низких и средних напоров жидкости Н.
Характеристики центробежных насосов:
4) Всасывающие линии центробежных насосов.
Всасывающие трубопроводы предназначены для надежного, бесперебойного и с наименьшими потерями энергии подвода воды к насосам, являются одним из наиболее ответственных элементов насосной станции. Основным требованием, предъявляемым к всасывающим трубопроводам центробежных насосов с точки зрения обеспечения ими надежного и бесперебойного подвода воды, является их воздухонепроницаемость. В связи с этим все стыки выполняются герметичными. Всасывающие линии выполняются только из стальных труб.
5. Распределение скоростей в корпусе центр. Н.
На фиг. 10 представлено распределение скоростей при движении жидкости в рабочем колесе центробежного насоса. Жидкость подходит к рабочему колесу центробежного насоса в осевом направлении с абсолютной скоростью C0. У входа обычно происходит отклонение струй от осевого в радиальное направление.
Абсолютная скорость вступления жидкости на лопатки рабочего колеса C1 близка кC0. Рабочее колесо вращается с угловой скоростью ω; окружная скорость на внутренней окружности рабочего колеса - U1.Частицы жидкости, вступившие на начало лопатки рабочего колеса с абсолютной скоростью C1, участвуют здесь в двух движениях: они вращаются вместе с рабочим колесом со скоростью U1 и перемещаются по лопатке рабочего колеса с некоторой относительной скоростью W1 определяемой из параллелограмма скоростей у входа.
Профиль лопатки у входа частиц жидкости в рабочее колесо принимается в соответствии с условиями безударного входа. Угол β1характеризует направление начального элемента лопатки.
Жидкость движется в рабочем колесе с изменяющимися скоростями: в конце лопатки рабочего колеса относительная скорость движения частиц по лопатке равна W2, окружная скорость на внешней окружности рабочего колеса — U2.
Абсолютная скорость движения частиц жидкости в конце лопатки рабочего колеса (перед тем как они ее оставляют) равна С2 — диагонали параллелограмма, построенного на скоростях U2 и W2 у выхода. Так элементарно можно представить движение жидкости в рабочем колесе центробежного насоса зависящее от числа оборотов насоса и профиля лопаток, т. е. конструкции рабочего колеса.
6. Параллельная работа центробежных насосов.
Параллельной работой насосов называется одновременная подача перекачиваемой жид. несколькими насосами в общий напорный коллектор. Парал. работа насосов предусматривается при необходимости повышения расхода подаваемой воды. Кроме того, поскольку водопотребление в городе неравномерно, по часам суток и по сезонам года, то подачу н.с. можно регулировать числом одновременно работающих насосов.
При проектировании совместной работы центробежных н. нужно хорошо знать их хар-ки: подбирать насосы следует с учетом хар-ки трубопровода.
Парал. раб. для 2-х разных насосов возможна только в обл. равных напоров.
7) Последовательная работа центробежных насосов.
Последовательной называется работа насосов при которой один насос (1ступень) подает перекачиваемую жидкость во всасывающий патрубок (иногда во всасывающий трубопровод) другого насоса (2 ступень) а последний подает ее в напорный водовод. В условиях проектирования и строительства насосных станций последовательную работу насосов применяют в тех случаях, когда жидкость подается по трубам на очень большие расстояния или на большую высоту. Последовательное соединение применяют и в тех случаях когда необходимо при постоянном расходе увеличить напор.
8) Пересчет характеристик насосов на новое число оборотов рабочего колеса.
Он основан на применении законов подобия и пропорциональности.
1) Два явления называются подобными с геометрической точки зрения если подобны все их размеры. Lm/ LH= al. Sm/ SH= as. Vm/ VH= av. m-модель, н- натурное явление а – масштаб подобия
2)Кинематическое подобие – наблюдается если в обоих системах подобны скорость и ускорение при соблюдении масштаба времени. Wm/ WH= aw. Vm/ VH= av. tm/ tH= at
Кинематическое подобие возможно только при соблюдении геометрического подобия.
3) Динамическое подобие – наблюдается если подобны силы действующие на систему. Fm/FH= af Оно соблюдается если существует геометрическое и кинематическое подобие.
Q/Q1=n/n1 H/H1=(n/n1)2 N/N1=(n/n1)3
При необходимости изменения параметров работы насосов можно изменить число оборотов рабочего колеса.
Н/Н1=Q2/Q12 H1=K Q12 – уравнение параболы подобия К-коэффициент пропорциональности.
Все точки характеристики, полученные в результате пересчета должны находиться на параболах подобия.
10) Насосные станции I подъема.
Подача воды насосами I подъема может осуществляться по трем основным схемам:
1) насосная станция подает воду на очистные сооружения для хозяйственно-питьевых или производственных нужд;
2) насосная станция подает воду в резервуары чистой воды без очистки; подача хозяйственно-питьевой воды в этом случае возможна лишь при условии, что качество воды соответствует требованиям ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая»;
3) насосная станция подает воду без очистки непосредственно потребителям.
11) НС 2 подъема служат для подачи очищенной воды потребителю из РЧВ. В зависимости от топографич условий и высотного расположения РЧВ может быть с незаглубленным и заглубленным маш.залом. Более простые условия и меньшая стоимость, чем у НС 1 подъема.
12) Канализационная НС – когда рельеф местности не позволяет отводить бытовые и сточные воды, атмосферные воды и осадки (ил) самотеком к месту очистки. Место расположения и число КНС выбирают с учетом планировоч, санитар, гидрологич и топографич условий. При строительстве должны учитываться род перекачиваемой жидкости и ее агрессивность по отношению к бетону, чугуну, стали.
13) Расчет всасывающих линий и их конструирование.
Всасывающие трубопроводы предназначены для надежного, бесперебойного и с наименьшими потерями энергии подвода воды к насосам, являются одним из наиболее ответственных элементов насосной станции. Основным требованием, предъявляемым к всасывающим трубопроводам центробежных насосов с точки зрения обеспечения ими надежного и бесперебойного подвода воды, является их воздухонепроницаемость. В связи с этим все стыки выполняются герметичными. Всасывающие линии выполняются только из стальных труб.
Количество всасывающих линий берется не менее двух. Рассчитываем потери на всасывание:
hвс=hм+hL, м.
где: hL - потери по длине;
hм – местные потери.
где: ∑ξ- сумма всех потерь; м.
ξвх- потери на входе; м.
ξпов- потери на поворотах; м.
ξпер- потери на переходах; м.
ξз – потери на задвижках, м.
V- скорость воды во всасывающем трубопроводе
14) Расчет напорных линий насосов и их конструирование. Напорные трубопроводы транспортируют воду, находящуюся под давлением (напором), от насосов к очистным сооружениям, технологическим установкам или непосредственно к потребителю. Внутристанционные напорные трубопроводы обратным клапаном, задвижкой и расходомер
Количество напорных линий берется не менее двух. Напорные трубопроводы выполняются из чугуна. Рассчитываем потери напора:
lн –длина напорных линий
15)Фасонные части и запорно-регулирующая арматура на насосных станциях
На насосных станциях используется запорно-регулирующая и предохранительная арматура. К запорно-предохранительной арматуре относятся: вентили, задвижки, затворы. К предохранительной – обратные клапаны, гасители гидравлического удара. Задвижки применяются для полного отключения насосов или частичного перекрытия трубопроводов с целью регулирования подачи.Фасонные части-применяются для устройства на трубопроводах поворотов,ответвлений,переходов от одного диаметра к другому,а также для установки на трубопроводах арматуры.
16) Способы заливки корпуса насоса.
Перед включением насоса его корпус необходимо заполнить водой:
1.из напорной линии насоса-этот метод применяется при соответствующем рельефе.
2.при помощи Рлифта или водоствуйного насоса-в Рлифте за счёт сопла возникает разряжение.
3.при помощи вакуума насоса.
17) Классификация водозаборных сооружений.
1) из поверхностных источников (береговые, русловые,ковшового типа)
2) из подземных источников (шахтные колодцы, скважины, лучевые, горизонтальные, водосборные галереи, каптаж рудников)
3) по виду источника (морские, речные,озера, водохрналища)
4) по способу использования (хоз-питьевые, промышленные)
5) по производительности (малые: Q1м³/с, средние 1м³/сQ6 м³/с, большие Q˃6м³/с)
6) по степени обеспеченности
7) по компоновке (раздельные, совмещенные с насосной станцией I подъема)
8) по степени стационарности (стационарное, нестационарное (плавучее, фуникулерное, передвижные))
18) Классификация водозаборных сооружений из поверхностного источника.
Для поверхностных источников выделяют, следующие виды водозаборных сооружений:
Береговые водозаборные сооружения применяются при относительно крутых берегах реки, представляет собой бетонный или железобетонный колодец большого диаметра, вынесенный передней стенкой в реку. Вода поступает в него через отверстия, защищенные решётками, а затем проходит через сетки, осуществляющие грубую механическую очистку воды.Русловые водозаборные сооружения применяются обычно при пологом береге, имеют оголовок, вынесенный в русло реки. Конструкции оголовков весьма разнообразны. Из оголовка вода подаётся по самотёчным трубам к береговому колодцу; последний часто совмещен с насосной станцией первого подъёма.Плавучие водозаборные сооружения — это понтон или баржа, на которых устанавливаются насосы, забирающие воду непосредственно из реки. На берег вода подаётся по трубам (с подвижными стыками), уложенным на соединительном мостике.Ковшовые водозаборные сооружения. Вода поступает из реки сначала в расположенный у берега ковш (искусственный залив), в конце которого размещается собственно В. с. Ковш используется для осаждения наносов, а также для борьбы с ледовыми помехами — шугой и глубинным льдом.
19) Расчет и проектирование водозаборных решеток и сеток.
Защита насосной станции от плавающего сора проводится в несколько этапов. Крупные предметы и шуга, плавающие по водной поверхности, отводятся вниз по течению или к берегу плавучей запанью. Более мелкие включения, движущиеся в глубине потока или поднырнувшие под запань, улавливаются на сороудерживающих решетках. При более жестких требованиях к качеству подаваемой воды мелкие загрязнения, прошедшие через решетки, улавливаются сетками или даже микросетками, устанавливаемыми непосредственно перед входом в насос.
При проектировании сороудерживающих устройств учитывают следующее: расположение решеток и сеток относительно уровня воды в водоисточнике, местоположение их в составе водозаборных сооружений, положение относительно направления движения потока при входе в водоприемные отверстия, скорость потока в створе решетки или сетки, ожидаемую степень засорения и возможность обмерзания, применение тех или иных эффективных средств очистки. Сороудерживающие устройства должны быть запроектированы таким образом, чтобы при целесообразных затратах на их изготовление они обеспечивали в процессе эксплуатации наряду с надежной защитой насосов и технологического оборудования от сора и плавающих тел наименьшие потери энергии.
Для более глубокой механической очистки воды в водоприемниках насосных станций систем промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения устанавливают сетки.
Расчет площади плоской съемной сетки:
S=(1,5*К*Qв)/V*ncет
где: V – скорость втекания воды в сетку (V=0,4-0,5 м/с);
n – количество сеток (n=2 шт);
k – коэффициент стеснения площади сеток стержнями решетки:
k = (a+с)2/a
Сетки. Для более глубокой механической очистки воды в водоприемниках насосных станций систем промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения устанавливают сетки. Материал проволоки для полотна сетки должен быть антикоррозионным (нержавеющая сталь, оцинкованная сталь, бронза, капрон и т. п.). Сетки, выполненные из углеродистой стали, обычно в течение одного года эксплуатации приходят в полную негодность. Размер ячеек сеток должен назначаться в каждом отдельном случае в зависимости от степени загрязнения воды в источнике и от требований производства, обслуживаемого данной насосной станцией. Эти же условия принимаются в расчет при выборе типа сетки — съемной или вращающейся.
Плоские съемные сетки чрезвычайно просты по устройству и в очень незначительной степени увеличивают размер сооружения. Основным недостатком съемных сеток является то, что в процессе работы насосной станции их приходится сравнительно часто вынимать для очистки.
Решетки. При незначительном заглублении напорных водоприемных отверстий под уровень воды в источнике или в поверхностных безнапорных водоприемниках обычно устанавливают плоские стержневые решетки, которые размещаются, как правило, в специальных пазах. В большинстве случаев решетки делают съемными; их обслуживание (перенос и установка в пазы) осуществляется подъемно-транспортными механизмами водозаборных сооружений. Поэтому при больших размерах перекрываемых отверстий для удобства переноса и установки решетки изготовляют из отдельных секций. Каждая секция состоит из опорной конструкции, в которой закреплены металлические стержни, расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Просветы между стержнями решетки рекомендуется принимать такими, чтобы сор, прошедший через решетку, не застревал в элементах проточной части насоса. В зависимости от типа и размеров насосов величина просветов между стержнями решетки обычно принимается для осевых насосов от 5 до 15 см, а для центробежных от 3 до 10 см.
Принимаем 4 решетки (средние условия).
Определим площадь водоприемных окон:
W = (1,25*Кст*Qв)/V*n, м2
где 1,25 - коэффициент, учитывающий засорение решеток
V - скорость втекания воды, V= 0,25 м/с с учетом рыбозащиты
n - число решеток (4 шт)
к - коэффициент стеснения площади окна стержнями решетки
к = (а+с)/а
а - расстояние между стержнями в свету(50-60мм)
с - толщина стержней(6-10 мм)
20) Выбор типа водозаборного сооружения.
При выборе типа водозаборного сооружения исходят из условия: обеспечения бесперебойной подачи воды при минимуме строительных затрат; на основе изучения ситуационного плана местности, рельефа; гидрологической, санитарной характеристик водоисточника; от условий забора воды и характеристики грунтов, а также расчетного расхода воды и требуемой категории надежности подачи воды; местных условий строительства и эксплуатации сооружения; возможного расширения водозабора на перспективу и других факторов. При проектировании водозаборных сооружений необходимо располагать сведениями об изменениях расчетных уровней воды в реке.
Классификация ВС
Из поверхност. источ.: береговые, русловые, ковшового типа.
Из подзем. источ.: шахтные колодцы, водозаборные скважины, лучевые, каптажно родниковые, водозбор. галереи, горизонтальные водозаборы
21) Русловые водозаборные сооружения применяются обычно при пологом береге, имеют оголовок, вынесенный в русло реки. Конструкции оголовков весьма разнообразны. Из оголовка вода подаётся по самотёчным трубам к береговому колодцу; последний часто совмещен с насосной станцией первого подъёма.
При значительном колебаниях горизонтов воды (12-20 м) здание станции для обеспечения его устойчивости выносят в русло реки, т.е применяют русловые совмещенные н.с.
В условиях палого русла реки и малых глубинах рекомендуется применять русловые насосные станции раздельного типа, у которых вода из оголовка водозабора, расположенного в русле реки, поступает в водоприемник станции, размещенный на берегу, по самотечным водоводам.
22) Береговые водозаборные сооружения применяются при относительно крутых берегах реки, представляет собой бетонный или железобетонный колодец большого диаметра, вынесенный передней стенкой в реку. Вода поступает в него через отверстия, защищенные решётками, а затем проходит через сетки, осуществляющие грубую механическую очистку воды.
При наличии у берегов реки или водохранилища глубин, обеспечивающих нормальные условия для заборы воды, при относительно небольших колебаниях горизонтов воды ( до 5-8 м) обычно устраивают береговые н.с совмещенного типа.
Береговые н.с раздельного типа применяют при широкой затопляемой пойме.
23) Особенности проектирования водозаборных сооружений с устройством ковшей. Для защиты от шуголедовых помех и борьбы с донными наносами, создания необходимых глубин у места приема воды и улучшения местных условий при водозаборе применяют водоприемные ковши, которые в зависимости от особенностей режима реки и основного назначения устраиваются незатопляемыми и затопляемыми.
Ковш представляет собой искусственный водоем, вырытый в береге, либо образованный путем устройства земляной дамбы. Вода протекает по ковшу с малой скоростью, благодаря чему в нем скорее, чем в реке, образуется ледяной покров, препятствующий образованию донного льда.
Вторым назначением ковша является борьба с речными наносами, т.к. ковш играет роль отстойника. Затопляемые ковшевые водозаборы (рис. 2-3) различают трех типов:
a) ковш с верховым питанием;
б) ковш с низовым питанием;
в) ковш двойного питания.
Ковш верхового питания за счет поверхностных струй хорошо предохраняет водозабор от попадания в него взвеси и наносов.
Ковш с низовым питанием питается нижними струями и хорошо предохраняет водозабор от попадания в него шуги.
Ковш двойного питания предотвращает попадание к водозабору донных наносов и шуги.
Расчет ковшей сводится к определению глубины воды в ковше, ширины и длины ковша. Глубина ковшей принимается не менее 2 м, скорость движения воды в них принимается от 0,05 до 0,25 м/сек.
24) Зоны санитарной охраны.
Для хозяйственно-питьевого водоснабжения общего пользования должны быть приняты меры, предотвращающие загрязнение источников. С этой целью должны быть организованы зоны санитарной охраны.
Зона санитарной охраны делится на три пояса. Первый пояс охватывает территорию, где располагаются водозаборные и другие водопроводные сооружения (насосные станции, очистные сооружения, резервуары). Здесь запрещается пребывание лиц, не связанных непосредственно с работой водопроводных сооружений.
Второй пояс зоны санитарной охраны охватывает территорию вверх по течению реки и вниз. В поясе санитарной охраны запрещается использование территории или источников водоснабжения, которое может привести к ухудшению их качества.
Третий пояс охватывает более обширную территорию. Органы здравоохранения производят специальный учет инфекционных заболеваний, которые могут распространяться через водопровод.
25) Раздельные и совмещенные водозаборные сооружения.
Раздельные-водозаборное сооружение и Н.С 1-ого подъема раздельно.
Совмещенные –В.С и Н.С 1-ого подъема вместе.
26) Критерии выбора водозаборных сооружений.
наличие в источнике необходимых глубин для размещения водозабора;характер русла,берега
27 Особенности проектирования самотечных водоводов ыв русловых водозаборных сооружениях
самотечн.тр. устраивают из стальных.чугун.железбет.и асбестоцемент труб.чтобы обеспечить бесперебойную подачу их должн быть не менее 2.их укладыв без каких-либо поворотов в плане.можно укладывать гориз-но.с прямым или обратным уклоном.во избежании истирания труб наносами их размещают ниже дна русла реки на прочное основание.диаметр труб опред гидравлич расчетом.в зависимости от расхода и расчетной скорости предел 0,7-1,5м/с.трубопр следует проверять на незаиляемость.скорости в них долж б достаточн чтоб не выпадпл наносы.для удаления осадка след создать скорость промывки 1,5-2м/с
28) Определение размеров береговых колодцев
Расчет водоприемного колодца на всплытие и определение толщины его стенок и днища
вес стенок
вес днища
сила бокового трения о грунт
выталкивающая сила
= удельный вес * объем сооружия,нах-ся ниже высоких вод *
= ()²
=
=
=1
=
=E E –сила давления грунта на стенки -коэф трения ж/б о породу
Е= π0,5+ π0,5(1- tg²(45-))
29. Выбор типа водозаборных сооружений в зависимости от гидрологических и техногенных условий.
На выбор типа влияют следующие факторы;
• категория надежности подачи воды;
• забираемые расходы воды,
• показатели качества;
• гидрологические характеристики (глубины воды, уровни и их колебания, ледовые условия, скорости воды, рельеф);
• геологические характеристики;
• назначение водотока или водоема (лесосплав, рыборазведение, водный транспорт, ГЭС);
• тип насосов.
Выбор типа водозабора производится по табл. 13 СНиП 2.04,02-84 в соответствии с природными условиями приема воды, определяемыми по табл. 12 СНиП.
На морях, крупных озерах и водохранилищах рекомендуется избегать:
• мест резких изломов берега;
• зон прибоя;
• мест скопления плавника и водорослей.
30 Классификация водозаборных сооружений из поверхностного источника по времени использывания
постоянные и временные
31Классификация водозаборных сооружений из поверхностного источника различного типа
-водозаборы могут быть-береговыми и русловыми в зависимости от условий забора воды.берегов при крутых берегах,больших глубинах,и больших перепадов макс и мин уровня воды
32) Функция водозаборных сооружений в системе водоснабжения.
Система водоснабжения должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения: одни из них - водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников
Современный водозабор для водоснабжения крупного города представляет собой сложный комплекс инженерных сооружений, оснащенных энергетическим и механическим оборудованием, системой автоматического и телемеханического управления. Такой водозабор должен работать бесперебойно при любых условиях забора воды, существенно изменяющихся по сезонам года.