Курсовая работа: Расчет водоотливной установки
2.1. Расчетное давление воды в нагнетательном трубном ставе
где ρ = 1020÷1030 кг/м3 ― плотность откачиваемой шахтной воды.
2.2. Минимальная по условиям прочности толщина стенки труб нагнетательного става
где D р ― расчетный диаметр труб, м; σв ― временное сопротивление разрыву материала труб, МПа. В соответствии с данными табл. на стр. 162 [Л-1] принимаем для трубопроводов сталь марки Ст4сп с временным сопротивлением разрыву σв = 412 МПа.
2.3. Расчетная толщина стенок труб
где 1,18 ― коэффициент, учитывающий минусовый допуск толщины стенок труб; δкн ― скорость коррозионного износа внутренней поверхности труб, мм/год; t = 10÷15 лет ― расчетный срок службы труб.
В соответствии с данными, приведенными на стр. 162 [Л-1], для кислотных шахтных вод с водородным показателем рН = 6÷7 скорость коррозионного износа составляет δкн = 0,20 мм/год.
2.4. Выбор труб для нагнетательного става производим по расчетным внутреннему диаметру D р = 212 мм и толщине стенки δр =12,4 мм. Для нагнетательного става принимаем трубы с внутренним диаметром D н = 217 мм и толщиной стенки δ = 14 мм (табл. 2.1―[Л-1]):
— 3 —
2.5. Для всасывающего трубопровода (D вс = D н + 25 мм) принимаем трубы с внутренним диаметром D вс = 231 мм и минимальной толщиной стенки δ = 7 мм:
2.6. Количество трубопроводов нагнетательного става. Принимаем z тр = 2 (рабочий и резервный).
3. Выбор насосов и схемы их соединения
3.1. Выбор насосов производим по расчетным расходу Q р = 280 м3 /ч и напору Н р = 521,7 м с ориентацией на многоступенчатые секционные насосы марки ЦНС. В соответствии с полями рабочих режимов, представленными на рис. 2.9 [Л-1], принимаем для водоотлива насос марки ЦНС 300-120…600 со следующей технической характеристикой: номинальная подача ― Q н = 300 м3 /ч; номинальный напор ― Н н = 120÷600 м; максимальный КПД ― 0,71; частота вращения ― п = 1475 об/мин; количество ступеней ― i ст = 2÷10.
3.2. Напорная характеристика ступени насоса марки ЦНС 300-120…600 приведена в табл. 1. (из табл. 2.4 ― [Л-1]).
Таблица 1
| Q , м3 /ч | 0 | 75 | 150 | 225 | 300 | 375 |
| Н 1 , м | 67 | 68 | 67,5 | 66 | 60 | 48,5 |
| η, % | 0 | 36 | 59 | 69 | 71 | 66 |
| Δh д , м | ― | ― | ― | 3,2 | 4,0 | 5,8 |
3.3. Расчетное число ступеней насоса —
где Н 1 = 59 м ― напор ступени насоса при расходе, близком к расчетной производительности водоотливной установки. Принимаем i ст = 9.
3.4. Количество рабочих насосов и схема их соединения.
Принимаем z р = 1, так как расчетные напор и расход обеспечиваются одним насосом.
3.5. Количество насосов горячего резерва назначается из следующих условий: насосы должны быть однотипными; объем резерва – не менее 100%; суммарная подача насосов рабочих и горячего резерва должна обеспечивать расчетную производительность водоотливной установки по максимальному суточному водопротоку Q pm = 740 м3 /ч. Принимаем z гр = 2.
3.6. Количество насосов холодного резерва выбирается из условия, что их суммарная производительность должна быть не менее 50% от суммарной производительности рабочих насосов. Кроме того, насосы должны быть однотипными.
Принимаем
zхр = 1.