Курсовая работа: Розрахунок водовідливної установки
Малюнок 1 - Схема пристрою обвідної лінії до зворотного клапана: 1 - зворотний клапан; 2 - обвідна лінія із засувкою; 3 - засувка на напірній лінії насоса
Малюнок 2 - Клапан-Гаситель: 1 - клапан; 2 - циліндр; 3 - поршень; 4 - гідро розподільник; 5 - масляне гальмо; 6 - сполучні імпульсні трубки; 7 - зворотний клапан; 8 - магістральний трубопровід; 9 - відвідна труба
До засобів захисту від гідравлічного удару, що перешкоджає розвитку значних швидкостей, ставляться: впуск повітря в місця утворення розривів потоку в трубопроводі з наступним стиском повітря, для чого на трубопроводі встановлюють аераційні клапани (клапани для впуску й защемлення повітря - КВЗП), які відкриваються при зниженні тиску в трубопроводі нижче атмосферного, забезпечуючи впуск повітря в трубопровід, і закриваються при підвищенні тиску більше атмосферного. Стиск обсягу, що ввійшов через клапан, повітря приводить до зменшення швидкості потоку у зворотному напрямку й тим самим знижує тиск у трубопроводі в процесі гідравлічного удару. На практиці застосовували пружинні й вантажні аераційні клапани. Однак серійно їх не випускали. Тому було запропоновано використовувати в якості аераційних зворотні клапани. Установка аераційних клапанів на трубопроводах - простий і дешевий засіб захисту від гідравлічних ударів. Однак стиск повітря приводить до відчутного зниження тиску лише при відносно невеликих статичних напорах (15...20 м) у місці установки аераційних клапанів. Тому при більших напорах використовують інші засоби захисту або сполучать впуск повітря з іншими засобами; впуск води в місця можливого утворення розривів потоку для усунення цих розривів (мал.3). Впуск води в більшості випадків здійснюють зі спеціального резервуара, з'єднаного з напірним трубопроводом лінією, обладнаної зворотним клапаном. При нормальному режимі роботи зворотного клапана закрита тиском води в трубопроводі, при зменшенні тиску в трубопроводі нижче рівня води в резервуарі зворотний клапан відкривається й вода надходить у трубопровід. Впуск води може бути здійснений і з водонапірних колон, але через відносно високу вартість у меліорації їх практично не застосовують; поділ трубопроводу на кілька частин і установка на ньому додаткових зворотних клапанів. У результаті гідравлічного удару вода починає рухатися у зворотному напрямку, клапани закриваються й розділяють трубопровід на кілька частин, у межах кожної з яких статичний напір відносно невеликий. Це засіб захисту може бути ефективно використане при значному геометричному підйомі води (мал. 3).
Малюнок 3 - Резервуар для впуску води, сполучений з анкерною опорою: 1 - резервуар; 2 - зворотний клапан; 3 - напірний трубопровід
Гідравлічні удари в закритих зрошувальних системах можуть значно відрізнятися від гідравлічних ударів у трубопроводах, що подають воду у відкриті ємності. Вони виникають не тільки при аварійних відключеннях насосних агрегатів, але й внаслідок інших причин. Роботу насосних станцій закритих зрошувальних систем звичайно передбачають в автоматичному режимі, тому відключають і пускають насосні агрегати при зміні режиму поливу при відкритих засувках на напірних лініях насосів. При відключенні насосів напрямок руху води в його напірній лінії змінюється дуже швидко, і до цього часу зворотного клапана залишається ще відкритої. Закриття зворотного клапана приводить до значного, щоправда, нетривалому підвищенню тиску. Для визначення підвищення тиску при гідравлічних ударах і призначенні відповідних мір захисти потрібні розрахунки, що враховують основних факторів, що істотно впливають на процес гідравлічного удару й що дозволяють одержувати результати з необхідним ступенем точності. Однак вони складні й трудомісткі, і виконати їх можна лише із застосуванням сучасних засобів обчислювальної техніки.
3. ЕКОЛОГІЯ ПРИ ВОДОВІДЛИВІ
Виробнича діяльність людини вносить певні зміни, у процеси, що відбуваються в природній екологічній системі, і викликає тим самим порушення рівноваги між окремими її елементами.
Джерелами гідродинамічних порушень є технологічні процеси, зв'язані з будівництвом і експлуатацією промислових підприємств.
Більшість гідрологічних порушень пов'язане з попередньою підготовкою поверхні родовища і його експлуатації:
- перенос русявів водотоків, що протікають по поверхні над площею залягання корисних копалин;
- попереднє осушення поверхневих водойм шляхом перекачування води з них у зниження рельєфу поза гірським відводом;
- осушення площі земельного відводу шляхом відкачування води з водоносного обрію;
Гідрогеологічні порушення пов'язані із процесом видобутку й переробки корисних копалин;
- підвищення й зниження рівня підземних вод;
- виснаження водоносних горизонтів над площею відпрацьовування родовища й за її межами шляхом надходження піднімальних вод у гірських виробітках з наступною відкачкою у водойми й водотоки;
- заводнення підземних горизонтів при накачуванні в них вод з поверхневих об'єктів.
Води, що витягаються при видобутку корисних копалин розділяються на шахтні, кар'єрні й дренажні. Дренажні води утворяться за рахунок влучення підземних і поверхневих у гірські виробітки, але на відміну від шахтних і кар'єрних вони не піддані забрудненню, тобто в більшості випадків ставляться до нормативно-чистого. Дренажні води утворяться в тих гірських виробітках, де не ведуться гірські роботи, тому вони не піддаються забрудненню зваженими частками й нафтопродуктами. Найбільше ймовірно бактеріальне забруднення дренажних вод.
По величині рн шахтні, кар'єрні й дренажні води діляться на нейтральні (рн=6.5-8.5), кислі (рн<6.5) і лужні (рн>8.5). По ступені мінералізації вони підрозділяються на прісні зі змістом сухого залишку до 1 г\л, слабосолонуваті - 1-3, солонуваті - 3-5, солоні - 10-25, сильно солоні - 25-50 і розсоли більше - 50 г\л. Чим вище мінералізація шахтних, кар'єрних і дренажних водах коливається від 5 до 30 мг*екв\л. Зміст зважених речовин у шахтних і кар'єрних водах коливається в межах від 10-30 до 500-600 мг\л і вище, але звичайно не перевищує 1000 мг\л, концентрація нафтопродуктів від слідів до 0,2-0,8 мг\л і вище.
Бактеріальне забруднення може змінюватися в межах 0,001-4.
Комплексне використання мінеральних ресурсів, добутих з надр, і охорона природного середовища представляються найважливішими завданнями в рішенні загальної проблеми раціонального природокористування на сучасному етапі.
ВИСНОВОК
У курсовому проекті відповідно до вихідних даних зроблений розрахунок насосної станції шахтного типу. Глибина шахти 250 метрів, максимальний годинний приплив 400 м3 /година. Також у курсовому проекті зроблений вибір типу насоса ЦНСК-500-160-800, марка двигуна ВАО630M4. Розраховано діаметри усмоктувальних і нагнітального трубопроводів. Діаметр усмоктувального трубопроводу - 299 мм, нагнітального - 245 мм. Коефіцієнт корисної дії насосної установки 80%.
Освітлено питання екології при відкритих гірських роботах, техніки безпеки при експлуатації насосної станції в кар'єрі. У спеціальній частині розглянуте питання про захист водовідливного встаткування від гідравлічних ударів.
Література
1. Алексєєв В.В. Стаціонарні машини – К., 2002.
2. Картавий Н.Г. Стаціонарні установки – К., 2005.
3. Хаджиков Р.Н., Бутаков С.А. Гірська механіка. – К., 2004.