Сумен қамтамасыз ететін қондырғыны есептеу

Су бастауы - бұрғылау тереңдiгі 117 м болатын ұңғыма, динамикалық деңгейiнің белгiсі Н_дин= - 60м болғандағы ұңғыманың дебетi q_с=2л/с; статикалық деңгейі Н_ст= - 30м. Шеген құбырларының орташа диаметрі d₀=200мм. Фермада ұңғымадан 200 м қашықтықта көлемi V_б=30 болатын Рожновский мұнарасы орнатылған (бактың формасы - жоғарғы бөлiгiндегi диаметрi D=2,5м болатын тiк цилиндр). ұңғыманың нөлдiк белгiсiнiң үстiндегі бактегi судың максимал белгiсi Н_б= +18м.

Шешiмі. Су шарушылық есептеулері.

Суға тәулiктiк қажеттiлік (6.1-кесте) нормаларға сәйкес малдардың саны және түрлерi бойынша есептеледі [15,16].

 

Кесте 6.1

 

Тұтынушылар	Саны, бас	Суды тұтынудың нормасы, л (бас.тәулікте)	Суға ортақ қажеттiлік, м3/тәулікте
Үйректер		2,75	36,0
Инкубатордағы балапандар керекті шығын		3,4	22,5
Жемді дайындауға керекті шығын		5,2	5,0
Қосымша шығындар			4,2
Барлығы	Пср = 67,7 т/тәулікте

 

 

Максимал тәулiктiк шығыны

 

П_сут=k_сутП_ср=1,3*67,7=88,0 м³/сут=1,02 л/с

 

мұндағы k_сут- тәулiктiк әркелкілік коэффициентi.

Бактегi реттелетiн көлемнiң биiктiгi h_p=1,5м қабылданады, сонда бактың реттелетiн көлемі

 

V_p= h_p= 1,5=7,3 м³

 

Бұл көлемнің тәулiктiк су тұтыну пайызы құрайды:

 

V_p%= = =8,3%

 

мұндағы γ- судың тығыздығы.

 

Сурет 6.1 Автосуарғышпен жабдықталған мал шаруашылық фермасындағы су тұтынудың интегралды қисығы

 

Су тұтынудың интегралды қисығы (6.1-сурет) бойынша тәуліктегі су тұтынудың сағат сайынғы ретті сомасы болады және абсолюттiк, салыстырмалы бiрлiктерде құрастырыла алады. Қисықтың басын және аяғын абсциссалардың осьтеріне жалғастыратын түзудiң көлбеу тангенс бұрышы - орташа шығын, бұл қисықтың кез келген нүктелерiне жанама - шығындардың сағаттық мәнi. Реттеудiң шектерi - орташа шығынға параллель интегралды қисықтың ең жоғары және ең төмен нүктелеріне өткiзiлген жанама; бұл түзулердiң арасындағы тiгiнен айырымдары - тәулік iшiнде су тұтынуды толық реттеу үшiн жеткiлiктi көлем V_100%. 100-пайызды реттеу максимал тәулiктiк су тұтынуынан көлемi V_100%=16,5% болатын реттелетiн бакпен жеткізілетінін 110-суреттен көруге болады. Түзетiлген сағаттық әркелкілік коэффициенті. Мұндағы,

k_час=2+(k_час-1) =1+(2,5-1) =1,75

 

мұндағы, k_час=2,5 –автосуғарғыштармен жабдықталған фермадағы сағаттық әркелкілік коэффициенті.

Есептелген шаруашылық шығыны

 

П_р.х=k_часП_сут=1,75*1,02=1,785 л/с

 

Су тұтыну жүйесі өрттi сөндiрудi кезінде судың есептi шығынын қаматамасыз етуі керек. Бұл жағдайда есептелген шығын

 

П_р.п= +0,5П_р.х= +0,5*1,785=2,74 л/с

 

мұндағы, П_пож – судың бiр өртке есептелген шығыны (2,5 л/с);

N – өрттердiң есептi саны;

T_пож- өрт сөндiрудiң ұзақтығы (2 с);

3,6 – л/с бірлігін м³/с аудармасының коэффициентi;

Құбырдың диаметрi

 

D=2 =2 =0,59дм ≈50мм

 

мұндағы, v – 6÷1,2 дм/с аралығында қабылданған құбырдағы судың есептелген ағу жылдамдығы,

П_өрт қайда - (2, 5 л/с); Т_өрт - (2 ч) өрттi сөндiрудi ұзақтық; 3, 6 - м³/чке л/стың 7. D=2 =2 =0, 59 дм.

 

Қысым құбырының сипаттамасы

Сурет 6.2 ЭЦНВ 6/10-140 сорабының сипаттамасы

 

(6.1)

 

мұндағы, Н₁=Н_б-(-Н_дин) - бак және ұңғымада судың динамикалық деңгейінің белгiлердiң айырымы;

Н₂= Н_б-(-Н_ст)- бак және ұңғымада судың тұракты (статикалық) деңгейінің белгiлердiң айырымы;

K² – формула бойынша анықталатын желiнің кедергiсінiң сипаттамасы

 

с²/м⁵

 

Σξ - жергiлiктi жоғалтулардың коэффициенттерiнiң сомасы;

λ– сызықтық жоғалтулардың коэффициенті;

l - құбырдың ұзындығы, м.

 

Сорапты таңдау. Есептелген шығында құбырдың басындағы ағын желiнiң сипаттамасынан анықталады:

 

Н=Н₁+k² 78+2,94*2,74²=99,4 м

 

Н және П_р.п шамалары арқылы еркiн графиктан және батпалы сораптардың тiзімі бойынша электрлік су астындағы центрден тепкiш тiк қойылымды алты сатылы, диаметрi 140 мм, максимал қуаты 10 кВт ЭЦНВ 6/10-140 сорабын таңдаймыз. Сораптың сипаттамасы 2-суретте көрсетілген. Сораптың бiлiгiнiң айналу жиiлiгi, n=2850 айн/мин=47,5 айн/с.

П мәндерінiң (2-кесте) қатары үшiн (1.7) формула бойынша есептеу жолымен табылған сорап сипаттамасы және желi сипатттамасы бiр координаталарда сәйкес келуі керек [17,18].

 

Кесте 6.2

 

Өнімділік, л/с	Желінің сипаттамасы
Динамикалық деңгейдегі	Статикалық деңгейдегі
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5	87,0 81,0 84,6 89,8 96,4 104,4 114,0 125,0 137,5	48,0 51,0 54,6 59,8 66,4 74,4 84,0 95,0 107,5

 

Желi және сораптың сипаттамаларының қиылысулары (нүкте 1 және 2) келесi координаталары бар жобалап қойылған желiсi бар сораптың шеткi нүктелерiн бередi:

 

П₁=3,5 л/c; Н₁=115м; Н_дин(нүкте 1) болғанда ŋ₁=0,58

 

П₂=4,0 л/c; Н₂=95м; Н_ст(нүкте 2) болғанда ŋ₂=0,50

 

Бұл координаталар сораптың екі қуатына сәйкес келеді:

 

P₁= = 10^-3=6,92 кВт

 

P₂= = 10^-3=7,44 кВт

Электр қозғалтқышын таңдау. 13. ЭНЦВ 6/10-140 сорабымен бір комплектте қуаты Р_н=8кВт, айналу жиiлiгi 2850 айн/мин және номиналды п.ә.к. ŋ=0,89 болатын ПЭДВ 8-140 типті қозғалтқышы жеткізіледі. Осы жағдайдағы бұл қозғалтқыштың қуатының қоры

 

∆р%= = 100=7%

 

Сораптың ұзақ жұмыс режимдерінде.

Сораптарға қозғалтқыштың қуаттылығының қорын 30% етіп алуға ұсынылады. Өйткенi таңдап алынған сорап қайтармалы - қысқа мерзiмдi режимде жұмыс iстейді, онда қуаттың қоры осы режимде қозғалтқыштың баламалы қуаттылығы бойынша анықталуы керек, сол үшiн жұмыс уақытын және үзiлiстердiң уақытын анықтау керек.

Әдетте агрегаттың жұмысының жұмыс уақыты формула бойынша бактың реттелетiн көлемімен анықталады

 

Τ₂= = =52,7 мин

 

немесе ұңғыманың жұмыс көлемiмен

 

Τ₂= = = =8 мин

 

мұндағы, d₀- ұңғыманың диаметрi,

h- ұңғыманың жұмыс тереңдiгi,, h=H_дин-Н_ст=30 м

Кiшiрек мәнін қабылдаймыз τ_р=8 мин.

Үзiлiстiң ұзақтығы

 

Τ₂= = = =8 мин

 

Q_c-ұңғыманың дебетi, л/с

Қозғалтқыштың жүктеме диаграммасы 3-суретте көрсетiлген.

 

Сурет 6.3 Сораптың қозғалтқышының жүктеме диаграммасы 15, л/с 6.3-сурет үрлегiш қозғаушысының жүктеме диаграммасы

 

Бір сағаттағы қосылулар саны

 

N= = =3,8 и ПВ%= 100= 100=50%

 

Электр қозғалтқышының баламалы қуаты

 

Р_э= = =5,1 кВт

 

= = =51,4 кВт²

 

Іс жүзiндегі қуаттың қоры

 

∆Р_ф%= 100= 100=36%>30%

 

Экономикалық есептеу.

Сорап станциясының электр энергиясының тәуліктік шығынын формула бойынша анықтауға болады

 

А= = =100кВт*ч/тәул.

 

20. 1м³ судың мөлшеріне электр энергиясының меншiктi шығыны

 

А₀= = =1,14 кВт*ч/м³

 

Басқаруды автоматтандыру.

Бұл сұлбалар мүмкiндiк бередi [19,20]:

А) мұнараға дейiн бiр бағдарлаушы өткiзгiшiмен қанағаттану;

Б) температурасын балласт шамының қуатының жоғарылатуы жолымен үлкейтуге болатын қыздырылған (қыс маусымына) электродтар болуы керек;

В) қозғалтқышты бактегi судың деңгейінен, ұңғымадағы судың жеткiлiктi деңгейінде iске қосу.

Түзу қималы бiр түйiспелі электродты датчигiнiң электродтарының ең кіші ауданын төмендегiше анықтаймыз:

А) релeнің iске қосылу кернеуін - 0,8U_н қабылдаймыз, сонда электродтар-желі жүйесінiң кедергiсi төмендегі шамадан аспайтын болуы керек

 

R_C≤0,2R_p=0,2*2700=540 Ом

 

мұндағы, R_р- айнымалы тоқтағы реле кедергiсі, МКУ-48 релесі үшін R_р 2700 Ом;

Б) реле кедергiсі Р1-240 Ом, суық күйдегi ЛН (60Вт) кедергiсі 60 Ом. Сонда электродтардың кедергiсi

 

R_C≤R_c-R_p1-R_л=540-240-60=240 Ом

 

В) судың меншiктi кедергiсіндегі электродтардың ауданы р=2000 Ом*см

 

S_э≥ ≈ =8,3см³

 

S_э=10см² қабылдаймыз

R₃=30 Ом жерге қосу кедергiсінде (корпусқа электродтың тұйықталуы) бак және су құбырының желiсi тұрбаларында максималды болуы мүмкiн кернеуді анықтаймыз:

А) желінің ортақ кедергiсi

 

R_об=R_л.г+R_э+R₃=1080+240+20=1340 Ом

 

мұндағы, R_Л.Г – толық кернеу кезіндегі шамның кедергiсi (R_л.г=1080 Ом 60 Вт шам үшін);

Б) желінің тоғы

 

L= = =0,164 А

 

В) су құбырының металдық бөлiктерiнің кернеуi

 

U=IR₃=0,164*20≈3,3 В

 

 

а) Принципиалды басқару сұлбасы   б) деңгей көрсеткішінің орналасуы

 

Сурет 6.4 Су көтеретін «Каскад» қондырғының принципиалды сұлбасы