Politechnika Łódzka

Wydz. Bud., Archit. i Inż. Środowiska

Kierunek: Inż. Środowiska

rok akadem.: 2004/2005

semestr: IX

PROJEKT Z PRZEDMIOTU

„PRZEPOMPOWNIE WODY I ŚCIEKÓW”

autor: Justyna Cywińska

pod kierunkiem: mgr inż. E. Kolbusz

1. CEL PROJEKTU:

Celem projektu było zaprojektowanie przepompowni wody pierwszego stopnia dla poniższego układu:

Rys. nr 1: Schemat projektowanego układu.

Podstawowe dane:

• długości rurociągów:

l₁ = 10 [m]

l₂ = 800 [m]

l₃ = 700 [m]

l₄ = 750 [m]

• przepływ dobowy maksymalny:

Q_{max d} = 48 000 [m³/d]

• rzędna zwierciadła wody w zbiorniku dolnym: 180 m npm

• maksymalna rzędna zwierciadła wody w zbiorniku wyrównawczym: 230 m npm

• minimalna rzędna zwierciadła wody w zbiorniku wyrównawczym: 227 m npm

2. OBLICZENIA UKŁADU POMPOWEGO:

• Zużycie wody:

• Obliczenia przewodów:

Przyjęto rurociągi wykonane z rur żeliwnych o współczynniku chropowatości k=1,5 [mm].

Założono rurociąg ssawny o średnicy d₁ = 800 [mm].

Prędkość w rurociągu ssawnym wynosi zatem:

(mieści się w przedziale 0,8 - 2,0 m/s)

Rurociągi tłoczne:

- Rurociąg tłoczny numer 2: założono średnicę d₂ = 700 [mm];

prędkość w rurociągu wynosi:

- Rurociągi tłoczne numer 3 i 4: do obliczeń założono że do każdego zbiornika górnego wpływa 50%Q a średnica przewodu wynosi; d₃ = d₄= 500 [mm].

Prędkość w rurociągach wynosi:

• Obliczenia oporności właściwej:

• liczbę Reynoldsa obliczono ze wzoru:

; gdzie:

• współczynnik liniowych oporów tarcia obliczono ze wzoru:

a zatem:

• Straty liniowe i miejscowe na poszczególnych rurociągach:

Przy obliczaniu strat miejscowych wzięto pod uwagę współczynniki strat miejscowych dla zasuw i zaworu zwrotnego. Pozostałe straty występujące na kolankach, trójnikach, itp. uwzględniono przyjmując 5% strat liniowych.

Straty liniowe obliczono ze wzoru:

Straty miejscowe obliczono ze wzoru:

; gdzie: ζ - współczynnik strat miejscowych

Straty całkowite:

• Odcinek ssawny (rurociąg nr 1):

dla zasuwy ζ= 0,26

• Odcinek tłoczny nr 2:

Dla zasuwy i zaworu zwrotnego współczynniki strat miejscowych wynoszą: ζ=0,26 i ζ=2,5.

• Odcinek tłoczny nr 3:

• Odcinek tłoczny nr 4:

• Obliczenia wysokości podnoszenia:

• wysokości geometryczne:

a zatem całkowita wysokość podnoszenia wynosi:

Wyniki obliczeń na podstawie których wykonano charakterystyki całego układu przedstawiono w załączniku nr 1.

3. DOBÓR POMP:

Wydajność przepompowni wynosi 2000[m³/h].

Wydajność dla jednej pompy:

; gdzie n - założona liczba pomp

Na podstawie wydajności jednej pompy Q₁= 500[m³/h] i wysokości podnoszenia Hp=53,245 [m] dobrano pompę firmy GRUNDFOS typu NK 200-400 o prędkości obrotowej n=1450 obr/min ( ISO2548 kl.C).

Dobrane pompy (4+1 rezerwowa) pracują w układzie równoległym.

Charakterystykę pomp przedstawia poniższy rysunek:

Rys.2: Charakterystyka układu pomp połączonych równolegle.

Na rysunku przedstawiającym współpracę zespołu pomp z dwoma zbiornikami zasilanymi naniesiono krzywą będącą wypadkową całego układu pomp.

4. OCENA PRACY W KRÓĆCU SSAWNYM:

Ocena ta obejmuje pracę króćca ssawnego pod względem wystąpienia kawitacji. Aby kawitacji nie było, ciśnienie absolutne w rurociągu ssawnym musi być większe od ciśnienia pary nasyconej w danej temperaturze, w tym przypadku w temperaturze +10°C.

Ponieważ oś rurociągu ssawnego jest poniżej zwierciadła wody w zbiorniku dolnym, a ze względu na jego bliską lokalizację od przepompowni strat na przepływie w rurociągu ssawnym nie uwzględnia się, ciśnienie absolutne w nim występujące można zapisać jako:

gdzie:

- ciśnienie absolutne w rurociągu ssawnym,

=1013hPa- ciśnienie barometryczne (atmosferyczne)
- geometryczna wysokość ssania, będąca różnicą rzędnych zwierciadła wody w zbiorniku dolnym a osi rurociągu ssawnego.

= 3mH2O = 294,2hPa

1013 + 294,2 = 1307,2hPa

Ciśnienie pary nasyconej w temperaturze +10°C wynosi 12,25hPa. W związku z tym w króćcu ssawnym nie wystąpi kawitacja, gdyż
.

ZAŁĄCZNIK NR 1:

TABELA 1 - Obliczenia dla zbiornika dolnego

Lp	Wydajność Q[m^3/h]	Wydajność Q[m^3/s]	∆H[m]
1	0	0	0
2	500	0,139	0,03
3	1000	0,128	0,04
4	1500	0,417	0,045
5	2000	0,556	0,05

TABELA 2 - Obliczenia dla zbiornika górnego nr 1

Lp	Wydajność Q[m^3/h]	Wydajność Q[m^3/s]	∆H[m]
1	0	0	50
2	500	0,139	50,9
3	1000	0,128	55
4	1500	0,417	58,4
5	2000	0,556	64,9

TABELA 3 - Obliczenia dla zbiornika górnego nr 2

Lp	Wydajność Q[m^3/h]	Wydajność Q[m^3/s]	∆H[m]
1	0	0	47
2	500	0,139	48
3	1000	0,128	51
4	1500	0,417	56
5	2000	0,556	63

SPIS TREŚCI:

1. Cel projektu.

2. Obliczenia układu pompowego.

3. Dobór pomp.

4. Ocena pracy w króćcu ssawnym.

SPIS RYSUNKÓW W OPISIE:

Rys. 1 - Schemat projektowanego układu.

Rys. 2 - Charakterystyka układu pomp połączonych równolegle.

SPIS RYSUNKÓW:

Rys. 1 - Współpraca zespołu pomp z dwoma zasilanymi zbiornikami (skala 1:100).

Rys. 2 - Rzut pompowni wody (1:100).

Rys. 3 - Przekrój pompowni wody (1:100).

SPIS ZAŁĄCZNIKÓW:

Załącznik nr 1 - Wyniki obliczeń układu na podstawie których sporządzono graficznie współpracę zespołu pomp z układem (rysunek nr 1).

---