Вода забирается насосом из реки и подаётся в бак водонапорной башни в количестве q =105 л/с согласно приведённой на рис. 1 схеме.

Из реки по самотечной линии из стальных труб диаметром d_c=500 мм и длиной l_c=85 м вода поступает в береговой водозаборный колодец, из которого по стальной всасывающей трубе диаметром d _вс=450 мм и длиной l _вс=60 м (с приёмной сеткой без клапана) подводится к насосу. Насосом вода по напорной линии из чугунных труб d _н=350 мм и l _н=1000 м подаётся в бак водонапорной башни. Отметка горизонта низких вод в реке Z _ГНВ=40 м, отметка выливного отверстия напорной трубы в баке водонапорной башни Z _ВБ=95 м.

Требуется определить напор и мощность насоса, а также мощность электродвигателя. Подобрать по каталогу насос. Вал насоса соединён с валом двигателя с помощью упругой муфты.

Решение. Напор Н, который должен развивать насос, определяется по формуле:

                                          Н=Н_г+h _c + h _вс +h_н,

где Н_г – геометрическая высота подъёма воды насоса;

h _c, h _вс, h_н – потери напора в самотечной, всасывающей и напорной линиях.

Геометрическая высота подъёма Н_г воды насосом

                                          Н_г=Z_ВБ-Z_ГНВ=95-40=55 м.

Потеря напора h _c в самотечной линии d_c=500 мм и l_c=85 м из стальных труб при расходе 105 л/с определяется по формуле:

h_c =1,1A_cK_cl_cQ ² =1,1·0,04692·1,081·85·0,105²=0,05 м,

где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления;

A_c – удельное сопротивление самотечной линии; принимается в зависимости от диаметра и материала трубы по табл. 1, A_c=0,04692 для Q в м³/с;

K_c – поправочный коэффициент к значению A_c, учитывающий, что u _с¹1; принимается в зависимости от u _с=0,5 м/с (принять по таблицам Шевелёва) при расходе q=105 л/с и d_c=500 мм по табл. 2, K_c=1,081;

l_c – длина самотечной линии, l_c=85 м;

Q – расход в м³/с, Q=0,105 м³/с.

Потеря напора h _вс во всасывающей линии d _вс=450 мм и l _вс=60 м из стальных труб с приёмной сеткой без клапана при расходе 105 л/с определяется по формуле:

h _вс =1,1 A _вс K _вс l _вс Q ² + z _пр.с u ² _вс /(2g)=

=1,1·0,08001·1,053·60·0,105²+3·0,62²/(2·9,8)=0,12 м,

где K _вс=1,053 (принимается по табл. 2) при u _вс=0,62 м/с (принять по таблицам Шевелёва);

z _пр.с – коэффициент гидравлического сопротивления приёмной сетки без клапана, принимается по табл. 3.

Потеря напора h _н в напорной линии d _н=350 мм, l _н=1000 м из чугунных труб при расходе 105 л/с.

h _н =1,05A _н K _н l _н Q ² =1,05·0,2948·0,999·1000·0,105²=3,41 м,

где K _н=0,999 при u _н=1,01 м/с принимается по табл. 2.

Напор насоса

Н=Н_г+h _c + h _вс +h_н=55+0,05+0,12+3,41=58,58 м.

Мощность насоса определяется по формуле:

Где r - плотность воды, 1000 кг/м³;

Q – подача насоса, м³/с;

h _н – КПД насоса (при определении ориентировочно мощности насоса КПД принимается h _н»0,75).

Мощность двигателя, соединённого с насосом упругой муфтой (КПД передачи h _п=1,0, коэффициент запаса мощности К_з=1,12), определяется по формуле:

По каталогу (рис. 2) наиболее подходящим для заданных q и Н будет насос Д500-65, число оборотов которого n=1450 мин^-1.

Рис. 2. Сводные графики полей насосов типа К (КМ) и Д

Таблица 1

Значения удельных сопротивлений A при u=1 м/с для новых

стальных и чугунных водопроводных труб

Таблица 2

Поправочные коэффициенты к значениям А

Таблица 3

Значение коэффициента местного сопротивления

Вход в трубу без расширения z=0,5.	Плавно очерченный вход в трубу z=0,1.				Приёмная сетка без клапана z=2…3.
Приёмный клапан с сеткой z=5…8.	Обратный клапан z=1,7.				Колено с углом 90º z=0,5…0,6.
Колено с углом 45º z=0,1…0,5.	u 1                                         u 2     Переход суживающийся z=0,1				u 1                                         u 2     Переход расширяющий­ся z=0,25
Тройник в прямом направлении z=0,1	Тройник в направлении ответвления z=2,0				Тройник при ответвлении z=1,5
Задвижка		h/d	1	0,5		0,2	0,1
		z	3	8		80	500

                                                                                                                                                                                              Таблица 4

Исходные данные по вариантам

ЗАДАЧА №2