Проект оросительной системы в колхозе «Колос»

Для «Днепра» - от насосной станции до последнего гидранта на поле 1 (рис. 3) и для «Волжанин» - от насосной станции до последнего гидранта на поле 1 (рис. 4). На этих направлениях напорные трубопроводы разных диаметров  последовательно соединены в  одну линию.

Гидравлический  расчет основной расчетной линии  включает определение:

• расчетных расходов воды (брутто поливного, распределительного и магистрального трубопроводов);
• диаметры этих трубопроводов;
• потери напора по длине трубопровода и местные потеря напора.

 

7.2 Определение расчетных  расходов воды брутто в трубопроводах

 

1. Определим расходы воды брутто  в трубопроводах: 

ПТ-1    =70/0,98=71,43   (7)

      η_пт - коэффициент полезного действия поливного трубопровода, равен 0,98.

РТ        =71,43*2/0,97=147,28

N - число одновременно работающих дождевальных машин,

η_РТ – к.п.д. распределительного трубопровода, равен 0,97

МТ      =147,28*1/0,96=153,42

К - количество распределительных  трубопроводов.

η_мт – к.п.д. магистрального трубопровода, равен 0,96

 

7.3 Расчет диаметра труб

Расчет диаметра труб производится по формуле:

  (8)

где  d - диаметр трубопровода, мм;

         1130 - переводной коэффициент;

         V - скорость воды, м/с

Из формулы  видно, что диаметр трубы зависит  от расхода Q_БР, и скорости V движения воды в трубах (принимаем во всех расчетах V= 1,3 м/сек).

Расчет  выполняется для трех трубопроводов: ПТ, РТ и МТ.

 

ПТ    

 

    РТ    

 

    МТ    

 

Полученные  значения округляются до значений условного прохода , табл. 7, колонка 1, причем принимается ближайшее к расчетному большее значение.

Таблица 7 – Диаметры и значения А для стальных труб

Условный  проход dy, мм	Внутренний диаметр, d вн, мм	А (с/м3)2	Предельные экономические
			расходы воды Q. м3/c	скорости V,  м/с
100	114	173	0 012	1,15
125	133	76,4	0,017	1,19
150	158	30,6	0,022	1,22
175	170	20,8	0,029	1,30
200	209	6,96	0,046	1,34
250	260	2,19	0,071	1,34
300	311	0,847	0,103	1,35
350	363	0,373	0,140	1,35
400	414	0,186	0,184	1,30
450	454	0,0913	0 223	1,40
500	494	0,057	0,204	1,50

 

 

7.4 Определение потерь  напора в трубопроводах

В трубопроводах различают следующие  виды потерь:

• потери по длине (пропорциональны длине),
• местные потери.

Потери напора по длине трубопровода h_дл вычисляется по формуле, полученной из уравнения А. Шези:

h_дл= Q² *A*l,     м   (9)

где А - коэффициент шероховатости, (с/м³ )²

Q – расход воды в трубопроводе, м/с;

L -  длина трубопроводов, м.

Длина ПТ= 550 м, РТ= 2 170м, МТ= 100 м.

Определим потери напора по длине  в трубопроводах:

 

ПТ    h_пт =0.005*2.19*550= 6.02

 

РТ     h_рт=0,034*0,186*2 170=13,72

 

МТ    h_мт=0,034*0,186*100=0,63

 

Суммарные потери по длине:

 

Σh = h_ПТ + h_РT + h_MT    (10)

 

Σh=6,02+13,72+0,63=20,37

 

Местные потери:

 

h_м = Σh*0,l     (11)

 

h_м=20,37*0,1=2,04

 

Суммарные потери напора в напорных трубопроводах:

 

Σh _{н т} = Σh+h_м    (12)

 

Σh _{н т}=20,37+2,04=22,41

8 РАСЧЕТ НАСОСНОЙ 'СТАНЦИИ

 

8.1 Плановое и высотное  расположение насосной станции 

На проектируемом  орошаемом участке с механическим водоподъемом насосная станция (НС) обеспечивает забор воды из водоисточника и  ее подачу по магистральному трубопроводу в распределительные подземные  и наземные трубопроводы, из которых  вода поступает в поливные трубопроводы и далее через гидранты выводится  на поверхность к дождевальным машинам  или в открытую поливную сеть.

На топографическом  плане НС размещается как можно  ближе к водоисточнику и командной  точке местности. Место расположения НС выбирается с таким расчетом, чтобы ось насоса находилась на 0,5-1,0 м выше уровня высоких вод (УВВ), а глубина воды в месте водозабора была бы не менее 1,0 м.

Для подачи воды к дождевальным машинам и  агрегатам наиболее удобны стационарные и передвижные НС.

На стационарных НС монтируют высокопроизводительные насосы с приводом от электродвигателя. Передвижные НС, как правило, укомплектованы дизельными двигателями.

 

8.2. Гидравлический расчет  насосной станции

При гидравлическом- расчете стационарной НС определяем:

1. расчетный расход НС;

2. диаметр напорного и всасывающего  трубопроводов; 

3. полный  напор насоса;

Расчетная схема насосной установки приведена на рис. 1.

Расчетный расход НС (Q_НС м³/с) равен расходу воды брутто магистрального трубопровода.

Q_hc=Q_6р^mt    м³/с,     (13)

              Q_hc =0.153 м³/с

 

Рис. 1. Схема и арматура насосной установки.'

1 - всасывающий трубопровод; 2 - приемный  клапан; 3 - задвижка; 4-..вакуумметр; 5-.насос; 6 - манометр; 7 - обратный клапан; 8.- напорный трубопровод; Н гп - геодезическая высота подъема; Н г. в.- геодезическая высота всасывания; Н гн - геодезическая высота нагнетания.

 

Диаметр напорного  трубопровода принимается равным диаметру магистрального трубопровода:

dн т = dмт                             (14)

   dн т = 384,2 мм

Диаметр всасывающего трубопровода рекомендуется брать  на 50 мм больше напорного.

d вс = dн т +50             (15)

        d вс = 384,2+50=434,2

Всасывающий трубопровод на стационарных НС обычно изготавливается из стальных труб длиной до 10-15 м.

Вычислив  диаметр напорного трубопровода, приступают к определению полного  напора насоса. Полный напор, развиваемый  насосом (Н полн., м), определяется в метрах водяного столба (жидкости и складывается из следующих вели чин:

 

Н пол = Нг+ Σh _вт + Σh _{н т} +Нсв ,    (16)

        Н пол = 9+1 +22,41+2= 34,41

 

где Н  геод =Кт- УМВ - геодезическая высота подъема, определяем как разность отметок наиболее удаленной по расстоянию или по высоте точки орошаемого участка и уровня меженных вод, м;

Σh _вт.- суммарные .потери напора во всасывающем трубопроводе (по длине и местные), м; (принимаем равными 1 м);

Σh _{н т}- суммарные потери .напора в напорном трубопроводе (по длине и местные), м; (рассчитаны в предыдущем разделе).

Нсв - свободный  напор, который должен создавать  насос в наивысшей точке водоподачи, м. Определяется типом дождевальной машины (исходные данные).

На ватмане  выполняем чертеж «схема насосной установки» и на него наносятся все расчетные значения.

 

8.3 Выбор марки насоса и насосной  станции

Марка передвижной  НС принимаем после определения расчетного расхода воды и полного напора, который должен развивать насос.

Для этого  требуется определить:

1. насос соответствующей марки и мощность на валу насоса;

2. определить  мощность на валу электродвигателя  и выбрать его марку.

 

По установленным  значениям расхода насосной станции  Qнc и полного напора Нполн выбираем насос соответствующей марки (см. приложение Е).

При выборе марки насоса следует иметь в виду, расчетные значения должны попасть в указанные пределы в приложения.

 

Насос 9К-14

 

Для выбранного насоса определяется эффективная или  потребляемая насосом мощность (N) по формуле:

, л.с.           (17)

где у- объемная масса жидкости (для  воды у = 1000 кг/м³);

     Qнс - подача  (производительность) насоса, м³/с;

     Нполн - полный напор  насоса, м;

η н. - полный к. п. д. насоса (принимаем равным 0,85);

75 - коэффициент, вводимый для  выражения мощности в лошадиных  силах.

В случае применения передвижной насосной станции, зная расчетный: расход-Q hс. и полный напор насоса Н полн., установленную мощность двигателя N дв можно выбрать необходимую марку насосной станций, пользуясь данными приложения Е.

Станция СНП-120/30, двигатель АМ-41, насос 9К-14

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Черемисинов А.Ю. Сельскохозяйственная  мелиорация. Учебное пособие /   А. Ю. Черемисинов, С.П.Бурлакин. – Воронеж. ВГАУ. 2004.

2. Черемисинов А.Ю. Методические  указания для выполнения курсовой  работы/ А. Ю. Черемисинов, С.П.Бурлакин. – Воронеж. ВГАУ. 2005.