Построение характеристики водоотливной сети и определение рабочего режима насоса

Для определения рабочего режима насоса необходимо построить в одинаковом масштабе и в общей координатной сетке напорные характеристики насоса и трубопровода. Точка пересечения их и определит рабочий режим насоса.

При построении напорной характеристики трубопровода сделано допущение, что диаметр всасывающего трубопровода равен диаметру нагнетательного, хотя в действительности этого может и не быть. Принятое допущение не оказывает существенного влияния на правильность расчета, так как сопротивление всасывающего трубопровода мало по сравнению с сопротивлением нагнетательного в связи с большой разницей их длин.

Уравнение напорной характеристики для принятого диаметра трубопровода

Н = Н_г + а Q², м (13)

где - гидравлическое сопротивление трубопровода, ч²/м⁵;

- потери напора в трубопроводе, м:

– потери напора в нагнетательном трубопроводе, м;

- коэффициент гидравлического сопротивления (по данным проф. Ф.А.Шевелева),

- длина трубы нагнетательного трубопровода, м:

(3)

- длина труб в насосной камере от наиболее удаленного насоса до трубного ходка (для типовых насосных камер ( =20¸30м);

- длина труб в наклонном ходке ( =15¸20 м);

- длина труб на поверхности от ствола до места слива, (берется из проекта поверхности шахты до 150 м или, при его отсутствии, принимается равной 15¸20 м;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений (принимается по схеме водоотливного трубопровода от насоса до места слива

воды на поверхности, рис. 6);

- скорость воды, м/с;

Q_опт – оптимальная подача насоса, м³/ч;

d_н – внутренний диаметр трубы, м;

D Н_вс – потери напора во всасывающем трубопроводе, м:

, м

где - коэффициент гидравлического сопротивления всасывающего трубопровода (по данным проф. Ф.А. Шевелева);

м – длина всасывающего трубопровода для наиболее удаленного от приемного колодца насоса;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений (по схеме всасывающего трубопровода);

d_вс – внутренний диаметр, м.

Значения коэффициентов x₁ - x₄ указаны в таблице [2].

Составляем таблицу для построения напорной характеристики сети

Q, м3/ч					Qопт
Н, м

По данным этой таблицы наносим характеристику водоотливной сети на индивидуальную характеристику ранее выбранного насоса. Напорная характеристика насоса, приведенная в приложении, строится в масштабе путем умножения ординат для одного колеса на количество колес при заданных значениях напора.

Точка пересечения напорных характеристик насоса и сети является рабочей точкой насоса (рис. 5, точка А). В этой точке графическим путем определяются параметры рабочего режима насоса Q_р, Н_р, h_р, Н_{вак.доп}.

В рабочей точке фактическая подача насоса должна быть больше (или равна) минимальной.

Q_р ³ Q_мин

Проверка на отсутствие кавитации

,

где Н_вак = Н_вс +DН_вс – действительная вакуумметрическая высота всасывания насоса, м.

Если условие бескавитационной работы не выполняется, необходимо уменьшить высоту всасывания насоса, увеличить диаметр всасывающего трубопровода, уменьшить его длину или количество рабочих колес насоса, определяемое по (4), округлить в меньшую сторону (при этом не должно нарушаться условие Q_р ³ Q_мин).