农田水利小型泵站设计(理论计算)
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农田水利小型泵站设计
设计参数:
灌溉面积500亩,地区灌溉系数m=0.8万亩/米3/秒,出水池水位26.50米,建站处干渠正常水位23.00米,最高水位24.50米。
一、推求设计流量Q和设计扬程H:
设计流量
Q0.063m3/s;
设计扬程
H 1.2H实 1.2(▽上−▽下正) 1.2(26.5−23.0)=1.2×3.5=4.2m
二、根据Q=0.063m3/s和H=4.2m,利用《水泵规格性能表》选择水泵。
方案1:200HW-4S,H=4.2米,Q=0.071m3/s,N=5.5kw;
方案2:200HW-5S H=4.2米,Q=0.078m3/s,N=7.5kw;
考虑到变压器台区离泵站较远,配电电机功效不能完全发挥,故选7.5kw电机,选用“方案2”。
三、布置管线、选择管道和配件:管线布置见图,进水管长4.5m,出水管长9.5m,用钢管,d进=200mm,d出=200mm;进水段d=200mm的有底阀滤网、d=200mm的45°铸铁弯头各一个,出水段配D g=200mm的拍门一个,d200mm的90°铸铁弯头一个,d200mm的45°铸铁弯头两个。
四、计算水泵安装高:
1.计算吸水扬程损失h吸损:用Q=0.078 m3/s和d=0.2m查《钢压力管每米长沿程水头损失△沿值表》得△沿吸 4.62cm/m·管,
则
h吸沿损=△沿吸·L吸 4.62×4.5=20.79cm m。
求局部阻力系数:
有底阀滤网,根据d1=200mm,查《局组系数ξ表》得ξ底阀=5.2;
d=200mm的90°铸铁弯头,根据d=200mm和θ=90°,查《铸铁弯头R值表》得R=300mm,则0.333,查《局组系数ξ表》得ξ´=0.175,
故
ξ90°弯ξ´0.175×0.175;
Σξ吸ξ底阀+ξ90°弯 5.2+0.175=5.375,用Q0.078m3/s和d=200mm,查《压力管单位局部水头损失△局值表》得△局31.56cm/每ξ´
则
h吸局损=△局Σξ吸=31.56×5.375=169.6cm≈1.70m,
故
h吸损= h吸沿损+h吸局损=0.21+1.70=1.91 m;
2.计算水泵进口处流速水头
V进==2.48m/s,
则
0.31m
3.根据建站处高程25.00m,查《》得=10.3m;
4.计算水泵安装高度:
从水泵规格性能表上查得,Hs ≈10− [HPSH]C=10−4.0=6m
H安=Hs−(10−)−−h吸损
=6−(10−10.3)−0.31−1.91
=4.08m;
5.计算水泵安装高:
▽安=▽下+H安=▽低+H安=22.5+4.08=26.58m H max=25.00m;
满足要求。
五、校核水泵工作点:
从200HW-5S性能曲线上查得控制点Q小=0.069m3/s、H大=6.7m 和Q大=0.122m3/s、H小=4m。
求局部阻力系数。
吸水段局部阻力系数在计算水泵安装高时已求出,仅需要求出水段的局部阻力系数。
d=200mm的90°铸铁弯头,根据d=200mm,θ=90°查《铸铁弯头R值表》得R=300mm,则,=0.333,查表《局组系数ξ表》得ξ´=0.175,故
ξ90°弯=ξ´= 0.175×=0.175;
d=200mm的45°铸铁弯头,根据d=200mm,θ=45°查表《铸铁弯头R值表》得R=500mm,则,=0.2,查《局组系数ξ表》得ξ´=0.14,故
ξ45°弯=ξ´= 0.14×=0.07;
拍门查表《局组系数ξ表》得ξ拍=1.5;
Σξ压=ξ90°弯+2ξ45°弯+ξ拍=0.175 +2×0.07 +1.5 =1.815。
1.计算H需小:
用Q小=0.069 m3/s和d=0.2m查《钢压力管每米长沿程水头损失△沿值表》得△沿吸小=△沿压小=3.62 cm/ m·管,
用Q小=0.069 m3/s和d=0.2m查《压力管单位局部水头损失△局值表》得△局吸小=△局压小= 11.30 cm/每ξ
则
h损小=△沿吸小L吸+△沿压小L压+△局吸小Σξ吸+△局压小Σξ压
=3.62×4.5+3.62×9.5+11.30×5.375+11.30×1.815
=131.9cm=1.32m。
故
h小=H实=h损小=3.5+1.32=4.82米H大=5.0m;
2.计算H需大:
用Q大=0.122 m3/s和d=0.2m,查《钢压力管每米长沿程水头损失△沿值表》得△沿吸大= △沿压大=11.30 cm/ m·管,
用Q大=0.122m3/s和d=0.2m,查表《压力管单位局部水头损失△局值表》,得△局吸大=△局压大= 35.35 cm/每ξ
则
H损大=△沿吸大L吸+△沿压大L压+△局吸大Σξ吸+△局压大Σξ压
=11.30×4.5+11.30×9.5+35.35×5.375+35.35×1.815
=412.37cm=4.12m,
故
H需大=H实+h损大=3.5+4.12=7.62H小=4.0m,所以,工作点A在水泵工作范围之内,泵管配套可以。