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泵站水锤计算书


计算停泵水锤的简易算法(福泽清治)
1 设计依据及参考资料
  (1)设计依据:《泵站设计规范》(GB/T 50265-97)   (2)参考资料:《水泵及水泵站》 (王福军 编)    《取水输水建筑物丛书:泵站》 (邱传忻 编)

2 设计基本资料
  管道设计流量………………………………………………Q= 150.000m?/

h 管道设计长度………………………………………………L= 9150.000m 水泵总扬程……………………………………………… Hn= 329.00m 管道设计管径………………………………………………D= 250mm 管道设计流速………………………………………………V= 0.85m/s 管壁厚度………………………………………………… δ= 6mm

3 计算水波传播速度a
计算公式:

a =

1435 1+ k D ? E δ

式中 a--水锤波的传播速度,m/s; k--水的弹性模量,k=2.06×109Pa; E--管材弹性模量,Pa。铸铁管k=9.8×1010Pa;钢管k=20.6×1010Pa; D--水管的公称直径,mm; δ--管壁厚度,mm。   管道采用的管材为 2 铸铁管则填1;钢管则填2。 水锤波传播速度计算表 E 2.06E+11Pa k 2.06E+09Pa D 250mm δ 6mm a 1206m/s

4 计算管道常数2ρ
1)计算平均流速 水泵压水管管径…………………………………………D压= 水泵压水管管长…………………………………………L压= 水泵压水管流速…………………………………………v压= 计算公式: 180mm 10.0m 1.64m/s

v0 =

Lv + L压 v压 ∑L

平均流速计算表 L 9150.000m 2)计算管道常数 计算公式: v 0.85m/s L压 10.0m v压 1.64m/s v0 0.85m/s

2ρ =

av 0 gH 0
管道常数计算表

a 1206m/s

v0 0.85m/s

g 9.81m/s?

H0 329.00m

2ρ 0.32

5 计算机组惯性系数

K=
式中: K--水泵的惯性系数,s-1; Nn--水泵转速,r/min;

3 75M n GD 2 N n

Pn--水泵轴功率:Pn=ρgQnHn/(1000ηn),kW; Mn--水泵转矩:Mn=974Pn/Nn,kgf·m; ηn--水泵效率; GD?--机组转动部分的飞轮惯量,N?m?。可近似取电机的GD?,如计入泵时,再加大10%~20%; 水泵转速………………………………………………… Nn= 200r/min (单泵)流量…………………………………………… Qn= 0.043m?/s 水泵效率………………………………………………… ηn= 74.0% 水泵轴功率…………………………………………………Pn= 188.0kW 机组转动部分的飞轮惯量………………………………GD12= 设置飞轮部分的飞轮惯量………………………………GDF2= 36kgf·m? 5170kgf·m?

机组惯性系数计算表 L 9150.0m Qn
0.043m?/s

Mn

GD?

η0 74.0%

n0 200r/min

K 0.33

a 1206m/s

K*2L/a 5.00

915kgf·m 5206kgf·m?

6 计算最低压力
1)计算管路阻力损失 管路水头损失……………………………………………hpi= 那么,管路损失…………………………………………htp= 52m 15.81%

2)计算最低压力 采用福泽清治停泵水锤简易算法进行计算 选择管路损失为: 0% 和 20% 的最低压力,列入表中:

最低压力计算表 管路阻力损失 位置 0% 水泵出口处 L/2处 3L/4处 80% 82% 75% 20% 50% 55% 60% 15.81% 73.71% 76.34% 71.85% 管路阻力损失 管路阻力损失

水泵运行范围内最低扬程………………………………Hmin= 277.00m 水泵出口处最低压力…………………………………… H0= 204.2m 水泵L/2处最低静水压力………………………………Hmin1= 168.00m 水泵L/2处最低压力……………………………………HL/2= 43.5m

水泵L/2处最低静水压力………………………………Hmin2= 202.00m 水泵3L/4处最低压力…………………………………H3L/4= -3.0m

7 计算最高压力
将以上最低压力坡度曲线,转换为以出水池最高位为基准,对称画一条曲线,就可以求得最高压力坡度线。 根据以上原理计算: 水泵运行范围内最大扬程………………………………Hmin= 280.00m 水泵出口处最大压力…………………………………… H0= 486.4m 水泵L/2处最大静水压力………………………………Hmin1= 168.00m 水泵L/2处最大压力……………………………………HL/2= 325.7m

水泵L/2处最大静水压力………………………………Hmin2= 202.00m 水泵3L/4处最大压力…………………………………H3L/4= 279.2m

8 飞轮尺寸计算
计算公式:
2 GDF = G 2 D12 + D2 2

D2 =

60 U πn

2 G = (D2 ? D2 )Bγ m 1 4

π

飞轮材料一般为铸钢。 式中:G--为飞轮重量,kg; γm--为铸钢的重度,取γm=7800kgf/m?; 飞轮外径圆周速率取………………………………………U= 17.00m/s 飞轮外径………………………………………………… D2= 1.62m 飞轮内径取……………………………………………… D1= 1.00m 飞轮宽度取……………………………………………… B= 0.30m

飞轮转动惯量校核表 D1 1.00m D2 1.62m B 0.30m G 2985.37kg GDF? 5410.1kgf·m? 是否满足要求? 满足设计要求。

刘袁编制 水利设计交流群:52855263 欢迎同行交流设计经验


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