Дисциплина «Горная механика» Практическое задание №10

Задание № 10

Решение задач

Контролируемые виды знаний, умений и навыков

В процессе проектирования водоотливной установки необхо­димо:

1. Выбрать тип насосов требуемой подачи и напора.

2. Составить схему трубопровода и рассчитать его.

3. Определить мощность двигателя насоса, выбрать его, опре­делить расход энергии.

4. Определить к. п. д. насосной установки.

5. Установить вместимость и размеры водосборника.

Нормативное время выполнения в минутах

80

Критерий оценки выполнения задания

зачет

Технология выполнения заданий

ЗАДАНИЕ:

Рассчитать главную водоотливную установку на горизонте 500м. Нормальный приток воды Qн.м=200 м³/ч. Максимальный приток в течение пяти недель составляет Qм.п=300 м³/ч. Вода нейтральная.

1. Выбор типа насоса.

Требуемая расчетная подача насоса:

где: - нормальный приток воды по шахте;

Геометрический напор:

Н_г = Н_в + Н_н; м

где: Н_в– геометрическая высота всасывания;

Н_н- геометрическая высота нагнетания.

Ориентировочный напор насоса:

Н_ор= 1,1 Н_г; м

Выбрать насос!

Необходимое число последовательно соединенных рабочих ко­лес насоса:

где: - напор на одно рабочее колесо (в таблице)

Напор насоса при нулевой подаче:

Н₀ = ٠ Н_к.о; м

где: Н_к.о – напор одного рабочнго колеса при нулевой подаче, м (в таблице).

Проверка по условию устойчивой работы:

Н_г≤ 0,95 Н₀.

2. Расчет трубопровода:

Оптимальный диаметр напорного трубопровода:

d_опт = k ٠0,0131 Q^0,476; м

где: k – коэффициент, зависящий от числа напорных трубопроводов, при двух трубопроводах k=1, при трех k=0,752.

Требуемая толщина стенки трубы:

где: - коэффициент учитывающий прочностные свойства материала ( для стали СТ3 К1 = 2,52);

- диаметр трубы, м;

- давление в нижней части трубы (6МПа);

– скорость износа наружной поверхности труб, мм/год (при БВР =0,25, при отсутствии = 0,15);

- скорость износа внутренней поверхности труб, мм/год (при нейтральных и щелочных водах = 0,1, при кислотных =0,2);

Т – срок службы трубопровода, лет;

Кс – коэффициент, учитывающий минусовой допуск Кс=15%,

2. Мощность двигателя и расход энергии

кВт

где: Q – подача насоса, м³/час;

ρ – плотность воды; ρ=1000кг/м³;

g – ускорение свободного падения;

Н_ор – ориентировочный напор, м;

η – КПД насоса.

Коэффициент запаса мощности

где:

Число часов работы насоса в сутки:

При откачивании нормального притока:

При максимальном притоке:

Годовой расход энергии:

; кВт

где: - число дней в году с нормальным притоком;

- число дней в году с максимальным притоком.

Годовой приток воды:

Ав = 24 ( + ); м³.

Удельный расход энергии:

4 КПД водоотливной установки:

η=η_н٠η_д٠η_т

где: η_н – КПД насоса;

η_д – КПД двигателя;

η_т – КПД трубопровода.

5. Вместимость водосборника:

Vв = 4٠Qн.п

Перечень расходных материалов

Калькулятор, Р. Н. Хаджиков, С. А. Бутаков «Горная механика» стр. 83 – 92

Уровень сложности

Высокий