5.8 Вычисление максимальных часовых расходов системы

При автоматической цикличной работе насосной станции с водонапорной башней часовая подача насоса принимается равной максимальному часовому расходу системы или несколько больше (до 20 %).

Вычисления расхода насоса проводятся по следующей формуле:

Q_н=(1,0 или 1,2)*3,6*ΣQ_i, (8)

где Q_н – расход насоса, м³/ч;

(1,0-1,2) – коэффициент запаса воды;

3,6 – коэффициент перевода;

ΣQ_i – суммарный расход потребителя, л/с.

5.9 Определение регулирующего и полного объема бака водонапорной башни

Для расчета регулирующего объема бака водонапорной башни используем формулу (9)

, (9)

где W_р – регулирующий объем бака водонапорной башни, м³/ч;

Q_н – расход насоса, м³/ч;

Z_max – максимально допустимое число циклов, т.е. включений насосного агрегата в час (от 2-6).

Полный объем бака водонапорной башни рассчитывается по следующей формуле:

, (10)

где W_б – полный объем бака водонапорной башни, м³;

1,2…1,3 – коэффициент запаса воды;

W_р – регулирующий объем бака водонапорной башни, м³/ч;

W_п – противопожарный объем воды (5 м³).

5.10 Расчет параметров для определения марки насоса

Высота водонапорной башни (Н_б) определяется по свободному напору (Н₃) в точке ее установки (узел 3). То есть Н_{б =} Н_3.

Далее определяем напор насоса Н_н по формуле (11).

, (11)

При определении напора насоса важно учесть кроме высоты водонапорной башни разность отметок и сопротивление трубопроводовh_2-3 и h_1-2.

Для изготовления всасывающего трубопровода целесообразно применять стальные тонкостенные трубы. Диаметр его определяется по подаче насоса Q_н и рекомендуемой средней скорости V_в=0,6…1,0 м/с.

По полученным значениям Q_н и Н_н подбирается соответствующий типоразмер насосного агрегата. Для этого можно использовать сводный график рабочих полей консольных насосов (рис. 1).

Рисунок 9 – Сводный график рабочих полей консольных насосов.

5.11 Расчет параметров водонапорной башни

Определяем регулирующий объем водонапорной башни при круглосуточной работе насосных агрегатов аналитическим методом.

Расчет сводим в таблицу 4. По графику (см. приложение 3) определяем потребление и подачу воды в течение суток, значение заносим в колонку 2 и 3 соответственно.

Таблица 4

Потребление и подача воды в течение суток при круглосуточной работе насосных агрегатов

Часы суток	Потребление воды часовое, %	Подача воды часовая, %	Потребление воды интегральное, %	Подача воды интегральная, %	Баланс воды в резервуаре, %	Остаток воды в резервуаре, %	Остаток воды в резервуаре с учетом постоянного дополнения, %	Объем регулирующей емкости водонапорной башни, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Потребление воды интегральное (%) на 0 часов соответствует 0%, а следующие значения интегрируем с потреблением воды часовым. Значения интегральной подачи воды на 0 часов соответствует 0%, а следующие интегрируем с подачей воды часовой. Баланс воды в резервуаре является разностью между подачей и потреблением воды часовым. Остаток воды в резервуаре на 0 часов соответствует 0%, а далее интегрируем со значениями баланса воды в резервуаре. Далее для заполнения 8 колонки находим минимальное значение остатка воды в резервуаре из 7 колонки и заносим его по модулю в 8 колонку на 0 часов. После чего интегрируем 8 колонку с 6 и записываем значения. При этом в 8 колонке на 24 часа остаток воды должен соответствовать остатку воды на 0 часов. Объему регулирующей емкости водонапорной башни (колонка 9) соответствует максимальное значение остатка воды в резервуаре с учетом постоянного пополнения (колонка 8).

Далее определяем регулирующий объем водонапорной башни графическим методом. Для этого строим график зависимости интегрального потребления и подачи воды от времени суток (пример на рис. 2).

Рисунок 10 – График зависимости потребления и подачи воды от времени суток

При использовании графического метода регулирующий объем составляет сумму максимального избытка и недостатка воды.

W_p=W₁+W₂ (12)

где W_p – регулирующий объем водонапорной башни;

W₁ – максимальный избыток воды;

W₂ – максимальный недостаток воды.

Сравнивая графический и аналитический методы определения регулирующего объема водонапорной башни можно сделать вывод, что аналитический метод наиболее точен, так как при использовании графического метода существуют неточности при построении графика и ошибка снятия результатов с графика.

Для анализа полученных результатов согласно значениям колонок 7 и 8 строим график зависимости остатка воды в резервуаре от времени суток (пример рис. 3).

Рисунок 11 – График зависимости остатка воды в резервуаре от времени суток