Часовая производительность насоса должна быть выбрана в зависимости от продолжительности работы водоподъемника и определяется по формуле

2. Часовая производительность насоса должна быть выбрана в зависимости от продолжительности работы водоподъемника и определяется по формуле

Q_{ч. насоса} = ,

где Т - продолжительность работы насосной станции, ч

(по исходным данным Т = 13 часов).

Тогда Q _{ч. насоса} =  = 8,31 м³/ч.

Секундная производительность насоса определяется по формуле

Q _{с. насоса} = Q _{ч насоса} / 3600.

Тогда

Q _{с насоса} =  = 0,0023 м³/с = 2,3 л/с

3. Диаметр трубопровода для всасывающей (l₁иl₂) и нагнетательной (l₃иl₄) линии (условно, ввиду малого расстояния, принимаем их равными по диаметру) определяется как

d _насоса = 1,13 х . Тогда d _насоса = 1,13 х  = 0,054 м.

Принимаем диаметр трубопровода всасывающей (l₁иl₂) и нагнетательной (l₃иl₄) линии d _насоса = 75 мм.

После определения часовой производительности насоса должно соблюдаться условие Д Q _{ч. насоса}

4. Напор, создаваемый насосом. Определяется по формуле

Н _насоса Н_вс + Н_н + Н_б +Sh, (6)

где Н _насоса - напор, создаваемый насосом, м;

Н_вс - высота всасывания, м;

Н_н - высота нагнетания, м;

Н_б - высота бака, м;

Sh - сумма потерь напора на всасывающей и нагнетательной линиях, м;

Sh = Sh′+Sh″,

где Sh′ - сумма потерь напора по длине всасывающего и нагнетательного трубопровода, м, Sh″ - местные потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м.

Высота нагнетания водонапорного бака (резервуара) выбирается из расчета

Н _н Н _свн +Sh₁ ± Н _г, (7)

где Н _свн - величина свободного напора, м:

Н_г - геометрическая разность нивелирных отметок, м;

Sh₁ - сумма потерь напора в разводящем трубопроводе, м;

Sh₁ =Sh′₁+Sh″₁

где Sh′₁ - сумма потерь напора по длине разводящего трубопровода, м;

Sh″₁ - сумма местных потерь напора в разводящем трубопровода, м.

Местные потери напора в сети составляют 5…10% от величины потерь на трение по длине (эти данные используются в практических расчетах), а потери напора по длине определяются по формуле

h_j = i ∙ l_{j (}8)

где h_j - потери напора на конкретном участке, м;

l_j- длина конкретного участка, м;

i - гидравлический уклон в метрах (потери напора на 1 м длины трубопровода).

Данные по i выбираем из таблицы.

Выбранные данные вместе с рассчитанным (принятым) диаметром трубопроводов и секундным расходом заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Значения диаметров, секундного расхода, 100 j и j для трубопроводов

Трубопроводы	Диаметр трубопровода d мм	Секундный расход Qc max л/с	100 i, м	i, м
l5	75	3	1,32	0,0132
l6	50	0,75	0,72	0,0072
l7	50	0,75	0,72	0,0072
l8	50	0,75	0,72	0,0072
l9	50	0,75	0,72	0,0072
l1, 12, l3, l4	75	2,3	0,74	0,0074

Тогда величина потерь напора по длине определяется по формуле (8), а местные потери напора в данном расчете принимаются 10% от потерь по длине.

h₅ = 0,0132 х 150 = 1,98 м и 10% равно 0, 198 м.

h₆ = 0,0072 х 135 = 0,972 м и 10% равно 0,0972 м.

h₇ = 0,0072 х 100 = 0,72 м и 10% равно 0,072 м.

h₈ = 0,0072 х 110 = 0,792 м и 10% равно 0,0792 м.

h₉ = 0,0072 х 125 = 0,9 м и 10% равно 0,09 м.

Тогда сумма потерь напора в трубопроводах для:

l₅ будет равна h₅ = 1,98 + 0, 198 = 2,18 м;

l₆будет равна h₆ = 0,972 + 0,0972 = 1,0692 м;

l₇будет равна h₇ = 0,72 + 0,072 = 0,792 м;

l₈ будет равна h₈ = 0,792 + 0,0792 = 0,8712 м

l₉ будет равна h₈ = 0,9 + 0,009 = 0,99 м.

В данном примере потери в разветвленной сети на шестом участке (l₆), где первый потребитель (П₁).

Тогда сумма потерь напора в разводящем трубопроводе определяется из выражения:

Sh₁ = h₅ + h₆ = 2,18 + 1,07 = 3,25 м.

Принимаем Sh₁ = 3,3 м. Далее по формуле (7) находим высоту нагнетания (водонапорного бака, резервуара).

Н_н = 4,8 + 3,3 - 0 = 8,1 м.

Это значит, что дно резервуара должно быть на высоте 8,1 м.

Далее общая длина l_общ. всасывающего l_1, l₂ и нагнетательного l_3, l₄трубопроводов определяется по формуле

l_общ = l₁+ l₂ + l₃ + l₄.

Тогда

l_общ = 5,5 + 68 + 73 + 8,1 = 154,6 м.

Тогда величина потерь напора на всасывающем и нагнетательном трубопроводах по длине и местные потери определяются как:

h_{l общ} = 0,0074 х 154,6 = 1,14 м и 10% равно 0,144 м.

Тогда Sh = 1,14 + 0,114 = 1,25 м.

Далее по формуле определяем напор, который должен создать насос

Н _насоса = 5,5 + 8,1 + 4 + 1,25 = 18,85 м.

Имея расчетные данные: Н _насоса = 18,85 м; Q_{ч насоса} = 8,31 м³/ч; Q_{с насоса}=2,3 л/с производим энергетический расчет.

Расчетная мощность приводного двигателя к насосу определяется по формуле

Р_расч. =

где Р_{расч. -} расчетная мощность приводного двигателя, кВт;

 - плотность воды, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

Q_{с насоса} - подача насоса, м³/с; Н _насоса - полный напор насоса, м;

_насоса - коэффициент полезного действия насоса;

_{передачи} - коэффициент полезного действия передачи.

 = 1000 кг/м³; _насоса = 0,4…0,64; _{передачи} = 1.

Используя расчетные значения Q_{с насоса,} Н _насоса и принимая _насоса = 0,4 определяем расчетную мощность

Р_расч. =  = 1,1 кВт.

(Число 1000 в знаменателе - переводной коэффициент для получения результата в кВт).

С учетом коэффициента запаса, мощность двигателя определяется по формуле:

Р_дв. = Р_расч. х a,

где a - коэффициент запаса мощности; a = 1,1…2,0; принимаем a = 2

Р_дв - мощность двигателя с учетом всевозможных перегрузок, кВт.

Тогда Р_дв. = 1,1 х 2 = 2,2 кВт.

Далее с учетом всех параметров выбираем насос. Это центробежный насос марки 2К-6А, имеющий Q _насоса = 20 м³/ч, n = 2900 м^-1,  = 3,2 кВт

График работы оборудования и установленных мощностей

Исходные данные:

Таблица 3 - Техническая характеристика оборудования, установленного в технологической линии водоснабжения свинарников

Оборудование, марка	Мощность электродвигателей р, кВт
Центробежный насос 2К-6А Освещение свинарника №1 Освещение свинарника №2 Освещение свинарника №3 Освещение свинарника №4	3,2 8 8 8 8

Таблица 4 - Время работы основного оборудования

Оборудование, марка	Время работы оборудования (часы, минуты)
Центробежный насос 2К-6А Освещение свинарника №1 Освещение свинарника №2 Освещение свинарника №3 Освещение свинарника №4	6ч…19ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч

Построение графика работы оборудования

Порядок построения графика следующий (рис.11):

Строят оси координат

По оси абсцисс обозначаем время суток Т_суток в часах или минутах (от 0 до 24).

Слева оси ординат в четырех столбцах обозначаем:

а) Технологические операции в примерной последовательности одна за другой.

б) Марка машины, выполняющей ту или другую технологическую операцию.

в) Время работы t машины в течение суток в часах или минутах.

г) Установленная мощность Р электродвигателей на машинах и освещение в кВт.

Обозначение позиций	Технологические операции	Марка машины	Общее время работы t, ч. и мин.	Мощность Р, кВт
V	Центробежный насос	2К-6А	13 часов	3,2
IV III II I	Освещение свинарника №4 Освещение свинарника №3 Освещение свинарника №2 Освещение свинарника №1	лампы лампы лампы лампы	9 часов 30 минут 9 часов 30 минут 9 часов 30 минут 9 часов 30 минут	8 8 8 8

Рисунок 11 - График работы оборудования

Теперь строго в масштабе параллельно осе абсцисс наносим против технологически операций линии, длина которых (в масштабе) соответствует времени работы машины, а положение их (линий) относительно оси абсцисс показывает: в какое время суток выполняется данная технологическая операция.

По графику сразу видно технологию производства, время работы машин, в какое время и последовательность их включения и выключения, сколько одновременно работает машин, какие машины и далее.

Построение графика установленных мощностей

Руководствуясь графиком работы оборудования (рис.11) и исходными данными строится график установленных мощностей оборудования (рис.12). Порядок построения графика следующий: