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1、泵與泵站課程實驗報告課程設計 精品文檔，僅供參考 泵與泵站課程實驗報告課程設計 實驗報告 課程名稱：泵與泵站課程實驗報告 院 系： 專業(yè)班級：學生姓名： 學 號： 指導教師： 2012 年 12 月 04 日 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1

2、 教師評定 1.工程設計概況 本工程為生活污水處理廠污水提升泵站，最高日最高時污水量為 s m s L h m K Q Qz h/ 361 .0 / 11 .361 / 13003 3max= = = = 。 日處理污水量 Q h =30000m 3 /d 最高日平均時污水流量 Q h =Q d /24=1250m 3 /h 04 .112501300max= = =hzQQK 來水管 DN700，管內(nèi)底標高-4.5m，設計水位標高-4.16m，沉砂池最高水位 4.5m。 2.工藝設計 2.1 污水泵站的基本組成 污水

3、泵站的基本組成包括：機器間、集水池、格柵、輔助間，有時還附設變電所 2.2 設計計算 2.2.1 格柵設計 本設計采用中格柵，柵條間隙寬度 20mm，過柵流速 0.8-1.0m/s，格柵傾斜角一般在 45-75；格柵斷面形式采用矩形，尺寸 φ=20mm，過柵水頭損失 0.08-0.15m。設計流量 0.361m 3 /s。（給排水設計手冊五P280） 2.2.1.1 柵前水深計算 計算過程只求了解可略,本設計取水深 h=0.4m 2.2.1.2 格柵的間隙數(shù) NbhvQna sinmax= 式中 n 格柵柵條

4、間隙數(shù)，個； maxQ 最大設計流量， s m 3 ； a 格柵傾角，度； N 設計的格柵組數(shù)，組； b 格柵柵條間隙數(shù)， m 。，中格柵 e=10—40mm 設計中取o60 = a b=20mm=0.02m = n個 44 4 .439 .0 4 .0 02 .060 sin 361 .00 = 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期

5、 2012/12/1 教師評定 2.2.1.3 格柵柵槽寬度 ( ) bn n S B + - = 1 式中 B —— 格柵柵槽寬度， m ； S —— 每根格柵條寬度， m 。 設計中取 S =0.01m,B=0.01（44-1）+0.0244=1.31m 2.2.1.4 進水渠道漸寬部分的長度計算 111t a n 2 aB Bl-= 式中 1l——進水渠道漸寬部分長度，m； 1a ——漸寬處角度，度； 設計中取

6、 1a= 20， m 9 .0 B 1 = 此時進水渠道內(nèi)流速 s mhBQv / 0 .19 .0 4 .0361 .01max== = m 56 .03639 .0 29 .0 - 31 .120 tan 29 .0 - 31 .1l01== = 2.2.1.5 進水渠道漸窄部分的長度計算 mll 28 .0256 .0212= = = 2.2.1.6 通過格柵的水頭損失 a x sin220gvh = 34) (bSb x = 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班

7、 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1 教師評定 0 1kh h = a b s i n2) (2341gvbSk h = 式中 1h ——水頭損失， m ； b——格柵條的阻力系數(shù)，查表知 b =2.42； k——格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般取 k =3。 則 mgh 103 .0 60 sin29 .0)02 .001 .0( 42 .2 302341=

8、= 2.2.1.7 柵后槽總高度 設柵前渠道超高m h 3 .02=，柵前槽高 m h h H 7 .0 3 .0 4 .02 1= + = + = 則 柵后槽總高度： m h h h H 803 .0 3 .0 103 .0 4 .02 1= + + = + + = 2.2.1.8 柵槽總長度 mHl l L8 .246 .0 0 .1 5 .0 28 .0 56 .060 tan803 .00 .1 5 .0 28 .0 56 .0tan0 .1 5 .02 1=+ + + + =+ + + + =+ + + + =a

9、 2.2.1.9 每日柵渣量 1 0 0 0 1 0 0 08 6 4 0 01 1 m a xW QKW QWZ== 式中 W—— 每日柵渣量， d m 3 ； 1W——每日每 10003m污水的柵渣量，3 3 310 m m 污水。 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1 教師評定 設計中取 1W =0.073 3 3

10、10 m m 污水 d m W / 48 .11000 5 .186400 07 .0 361 .03= = ＞0.2 m 3 /d 應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。 2.2.2 集水池 選擇集水池與機器間合建式的方形泵站，考慮 3 臺潛污泵(2 用 1 備)，每臺水泵的容量為： 考慮采用三臺潛污泵（二用一備） 則每臺流量： min / 83 .10 / 1805 .02361 .03 3m s m Q = = = 集水池有效容積，采用相當于一臺泵 6min 的容量

11、（給排水設計手冊五P192）： W1=10.836=64.98m 3 取 65m 3 有效水深 2m，則集水池面積為 F=65/2=32.5m 2 ；取 33m 3 最低水位至池底有 1m 吸水安全水位，則集水池總需容積：W=333=99m 3 2.2.3 水泵的選擇 2.2.3.1 泵站設計流量的確定 排水泵站的設計流量按最高日最高時污水量決定。一般小型排水泵站（最高日污水量在 5000m 3 以下），設 1~2 套機組；大型排水泵站（最高日污水量超過 15000 m 3 ）設3~4 套機組。 2.2.3.2 泵站的揚程

12、 ss sd s dH H H h h h = + + + + 安全 H ——泵站揚程（m） ssH——吸水地形高度（m）,為集水池經(jīng)常水位與水泵軸線標高之差；其中經(jīng)常水位是集水池運行中經(jīng)常保持的水位，一般可以采用平均水位 sdH——壓水地形高度（m），為水泵軸線與經(jīng)常提升水位之間的高差；其中經(jīng)常提升水位一般用出水正常高水位 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1

13、 教師評定 h——管道總水頭損失（m），初步估計，最大流量時為 2m，最小流量時為 0.1m sh——過柵水頭損失（m），由上面計算得 0.127m h 安全——安全水頭,一般取 1~2m，本設計取 2m 進水管的設計水位為-4.16m，則 集水池的最高水位為： （-4.16）-0.05-0.103—0.05=-4.363m（0.05 為過槽鋼水頭損失，0.103 為過柵損失） 集水池的最低水位為 （-4.363）-2=--6.363m（集水池的有效水深為 2m） ） m 5 .4 （沉砂池最高水位為 863 .10 ) 363

14、 .6 ( 5 .4 靜揚程 m H ST = - - = 流量最大時： m h H HST863 .14 2 2 863 .10 = + + = + = 222222101300= = ==babab baQQSQSQhhhh h =h a =2,求得 h b =0.0001183，這里約取 h b =0.1m 流量最小時： m h H HST963 .12 2 1 .0 863 .10 = + + = + = 2.2.3.3 選泵方案比較 如下圖根據(jù)以上計算結果作出 a（1300m 3 /h，14.863m），在流量最小處的揚程

15、 12.963m作出 b 點，連結 ab，作出 ab 線，選泵。結果列于表中。 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1 教師評定 方案編號 用水變化范圍 運行泵及其臺數(shù) 泵 揚 程（m） 所需揚程（m） 揚程利用率（%） 泵 效 率（%） 第一方案選用兩臺300QW800-15-55 640~850 一臺300QW800-1

16、5-55 14.7~16.9 14.863 88~100 82.78 1280~1700 兩臺300QW800-15-55 15.2~16.9 14.863 88~100 82.78 第二方案選用兩臺250QW600-15-45 410~640 一臺 250QW600-15-45 14.2~17.4 14.863 85~100 82.6 820~1280 兩臺 250QW600-15-45 14.2~17.4 14.863 85~100 82.6 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站

17、 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1 教師評定 經(jīng)比較，第一方案的能量利用略好于第二方案，能量浪費少，效率高，所以選擇第一方案。 3.3.4 水泵機組的各項參數(shù) 表 2 QW800-15-55 型潛污泵性能參數(shù)表 型 號 出 口 直徑(mm) 流 量（m 3 /h） 揚 程（m） 轉(zhuǎn) 速（r/min） 功 率（kw） 效 率 （%） 重 量(kg) 300QW800-15-55 300

18、 800 15 980 55 82.78 1350 表 3 電動機性能參數(shù)表 電機型號 功率（KW） 轉(zhuǎn)速 r/min 電壓（V） Y250M-2 55 1480 537 3.4 機組基礎尺寸的確定 3.4.1 基礎尺寸 表 4 QW 型泵外形及安裝尺寸 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1 教師評定

19、 e g H lmin 300QW800-15-55 770 780 500 基礎長度 L=地腳螺栓孔間距+（400～500）mm =g+400=780+400mm=1180mm 基礎寬度 B=地腳螺栓孔間距+（400～500）mm =e+400=770+400=1170mm 基礎高度 H=3.0w/LBr =3.0 1350 (1.18 1.17 2400)=1.22m 式中： W---機組總重量 r---混泥土容重 2400kg/ m 3 3.4.2 基礎校核： a、基礎重量=1.18

20、1.17 1.22 2400=4042.40kg 機組重量=1350kg 滿足基礎重量=機組重量3，符合要求 b、基礎高度＝1220mm≮50cm ,符合要求 頂面高出室內(nèi)地坪取 30cm>10~20cm 3.4.3 水泵機組布置 本設計污潛污泵為兩用一備。泵房平面布置要求進出水管順直，水力條件好,節(jié)省電耗，更為緊湊，節(jié)省建筑面積。為了能使水泵能夠自灌式進水，本設計采用地下濕式泵房，水泵間與集水池合建，已定集水池所需面積為 33m 2 ，根據(jù)機組布置要求，現(xiàn)平面布置尺寸如下：= B L6.65（給排水快速設計手冊二P26、28）。詳見下圖：

21、 尺 寸 編 號 型 號 仲 仲 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓 實驗日期 2012/12/1 教師評定 3.5 機組與管道的布置特點 3.5.1 機組布置的特點 污水泵機組的開、停比較頻繁，污水泵常常采取自灌式工作。這里沒有吸水管 3.5.2 水泵及管道特性曲線 3.5.2.1 單泵水泵特性曲線 設泵特性曲線方程為2Q S H Hx x- = 由泵 300QW800-15-55

22、的特性曲線上取A(800,14.5),B(700,16.5) 代入方程可知 0000133 .0700 8005 .14 5 .162 2 21222 1=--=--=Q QH HS x 則將 A(800,14.5)，代入20000133 .0 Q H Hx- = ，得 0 .23 = H 所以單水泵特性曲線方程: 20000133 .0 0 .23 Q H - = 表 5 單水泵特性曲線計算 Q(m3 /h) 0 200 400 600 800 1000 H(m) 23.00 22.47 20.87 18.21

23、 14.49 9.70 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1 教師評定 3.5.2.2 并聯(lián)水泵特性曲線 由單泵特性曲線通過橫加法原理可知，并聯(lián)水泵特線計算 表 6 并聯(lián)水泵特性曲線計算 Q(m 3 /h) 0 400 800 1200 1600 2000 H(m) 23.00 22.47

24、 20.87 18.21 14.49 9.70 3.5.3 管道的特點 潛水泵只有壓水管，不用設計吸水管 由水泵特性曲線圖可以讀出單泵工作，水泵并聯(lián)工作的工況點分別為（800,15）；（700,16.4） a 單泵壓水管，設計流速假設為 1.5m/s，由公式可知 流量為 s m h m Q / 23 .0 / 8303 3單= = 管徑為： mmvQD 4415 .13 2 .0 4 4單== =p p，取 mm 400 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè)

25、 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1 教師評定 其實際流速為： 1.83m/s0.4023 .0 4 42 2并== =p pDQv ，滿足 1.5m/s～2.0m/s b 當兩臺水泵水量合用一條壓水管，即壓水總管， 而僅有一臺水泵工作時，設計流速為 1.0m/s， 管徑為： mmvQD 5410 .1.23 0 4 4單== =p p取 mm 0 50 實際流速為： 0.7

26、m/s 1.17m/s0.50.23 4 42 2總單 == =ppDQv 滿足要求 3.6 計算水泵水頭損失 提升水位： H sT =10.863m 以最不利點 A 為起點，沿 A、B、C、D、E 線順序計算水頭損失。 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 姓名 實驗日期 2012/12/1 教師評定 A-B 段：每根壓水管 Q=800m3 /h，管徑 DN40

27、0,v=1.83m/s,= i 1000 20.5。 喇叭口 15 .0 = x ， DN300 900 彎頭 1 個= x 0.49， dn300 DN400 漸擴管 1 個17 .0 = x， DN400 直管長度為喇叭口標高-泵軸線標高+水平段+伸縮節(jié)+止回閥+閥門+兩泵之間的長度=8m， DN400 900 彎頭 1 個ξ=0.59。 球形伸縮節(jié)21 .0 = x DN400 止回閥 1 個 8 .1 = x ，DN400 閥門 1 個 06 .0 = x ， 則 A-B 段頭損失： 10005 .2086 .1983 .1) 5

28、9 .0 06 .0 8 .1 21 .0 59 .0 17 .0 49 .0 15 .0 (2 + + + + + + + + =0.69+0.123=0.817m B-C 段：dn400 DN500 漸擴管 1 個 21 .0 = x ， dn400 DN500 丁字管 2 個 5 .1 = x 。 選用管徑 DN500 長 2.4m, Q=1600m3 /h，s m v / 34 .2 = , = i 1000 15.6。 則 B-C 段水頭損失： m 88 .0 04 .0 84 .010006 .154 .26 .1934 .22

29、 5 .12= + = + C-D 段：DN500 長=過墻孔段長度+立管高度+道路寬度=9m， = i 1000 15.6 DN500090 彎頭 2 個 64 .0 = x 。則 C-D 段水頭損：m 45 .0 36 .0 09 .06 .1934 .22 64 .010006 .1592= + = + 城市建設 （院、系） 給水排水工程 專業(yè) 2 班 組 泵與泵站 課 學號 10 實驗日期 2012/12/1 教師評定

30、 D-E 段：外管道總水頭損失（即從泵站到細格柵進水口）為 0.1m。 則 A-E 管路水頭損失： = h 0.817+0.88+0.45+0.1=2.25m，與估算的 2m 相近 3.7 求工況點 比阻 S=Σh/Q 并2 =2.25/1600 2 =0.00000088 根據(jù)公式 H=10.863+0.00000088Q 2 ，列流量與水頭損失計算表，再描點作圖： 最高水位管道特性曲線計算 Q(m3/h) 0 400 800 1200 1600 2000 2400 H(m) 10.863 11.0038 11

31、.4262 12.130 13.116 14.383 15.932 最低水位管道特性曲線計算 Q(m3/h) 0 400 800 1200 1600 2000 2400 H(m) 8.863 9.0038 9.4262 10.130 11.116 12.383 13.932 由圖可得，管道特性曲線與單泵曲線和并聯(lián)曲線的高效段相交，即水泵工況點落在高效段內(nèi)，運行經(jīng)濟合理，符合使用要求