水泵及水泵站的课程设计.doc

水泵及水泵站的课程设计 水泵及水泵站课程设计1基本设计资料1.1 基本情况 本区地势较高,历年旱情比较严重,粮食产量低。根据规划,拟从附近河流扬水灌溉该区的10万亩农田,使之达到高产稳产的目的。 机电扬水灌区内主要作物有小麦、玉米、谷子和棉花等。灌区缺少灌溉制度,现参考附近老灌区的灌水经验,拟定出本灌区灌溉保证率为75%的灌溉制度。其设计灌水率如表1所示。表1 设计年内灌水率灌水时间(日/月)1/3-15/416/4-10/611/6-30/71/9-30/915/11-10/12灌水率(l/s?千亩)27.0022.0014.5023.5029.75 1.2地质及水文地质资料 根据可能选择的站址,布置6个钻孔。由地质柱状图明显的看出,3米以内表土主要是粘壤土,经土工试验,得到的有关物理指标为粘壤土的内摩擦角35,承载力为220kN/m2。 站址附近的地下水位多年平均在202.2m左右(系黄海高程)。1.3气象资料 夏季多年平均旬最高气温34,春、秋季干旱少雨,年平均降雨量为524mm,降雨年内分配极不均匀,每年7、8、9月的降雨量占全年降雨量的80%以上。年平均无霜期为200天左右,多年平均最低气温为-8,最大冻土深度为o.44m。平均年地面温度为15,平均年日照时数为2600.4h。累积年平均辐射总量为527.4l kJ/cm,平均日照百分率为59 %。热量和积温都比较丰富,能满足一年两熟作物生长的需要。1.4 水源 灌区南侧有一河流,是规划灌区的水源,其水量充沛。灌溉保证率为75 %时的河流月平均水位如表2所示。表2 河流月平均水位(保证率为75%)月份123456789101112水位(m)208.9208.9209.2209.3209.5209.7212.0213.0213.2209.8209.8208.9 灌溉保证率为90%时,灌溉期间旬平均最低水位为204.8m。5年一遇的旬平均最高水位达2l6.5m,夏季多年旬平均最高水温为20。1.5其它 根据规划,为保证扬水后自流灌溉,出水池水位均不应低于234m。站址附近有8 kV高压电力线通过,已经有关部门批准,可供泵站使用。该地区劳动力充足,交通方便。除水泥、金属材料以及泵站建设中所需的特殊材料外,当地可提供砖、石、砂、瓦、木材等建筑用材。 根据机电设备的运行特性,每天按20h运行设计。1.6 要求 完成泵站设计中初设阶段的部分内容,成果包括设计图纸和设计说明书。1.6.1图纸1)枢纽平面布置图(绘制在地形简图上)2)泵房平面图,泵房纵、横剖面图。1.6.2设计说明书1)概述建站目的,设计任务,资料分析,设计所依据的规范和标准。2)机电设备选择的依据和计算。3)泵站各建筑物的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图。4)泵房尺寸拟定的依据和设备布置的说明。5)验证机组选择的合理性,并说明其在使用中应注意的问题。6)必要的附图、附表、参考文献 图1 站地地形简图规范与标准: ISO9001。机电设备选择的依据和计算依据: 根据等阶梯灌水率图,初定水泵台数,再依据单台水泵的设计流量和设计扬程,查相关图表,进行水泵性能比较,来确定机电设备。计算: (1)设计流量的计算: 毛灌水率换算成机灌水率公式为:式中 ?修正后的设计毛灌水率,l/(s?千亩);?机组每天开机的小时数。 计算如表所示:阶梯毛灌水率图:则由计算绘制出机制灌水率图:取灌水率中最大值来计算泵站的设计流量,公式为 式中?修正后的最大灌水率,l/(s?千亩); ?设计的灌溉面积,千亩。故得到: l/s(2)确定水泵的设计扬程1平均实际扬程公式为: 式中 ?相应时段时的出水池与进水池水位之差,m; ?相应时段时的泵站供水流量,l/s;?不同灌溉时段的泵站工作天数,天。计算:2确定水泵设计扬程公式为 式中 ?管路沿程和局部水头损失,m; K ?管路水头损失占平均扬程的百分比,查表选用k0.05。故得到: (3)机组选型 初定水泵台数为5台,其中一台为备用泵。 则单泵流量为:。 查表,选泵选用20SA-SS型双吸卧式离心泵,其参数如下:泵站各进出水建筑物的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图计算经济管径 进水管径, 取D700mm,采用钢管。 出水管径, 取D600mm,采用预应力钢筋混凝土管。确定水泵的安装高程 由水泵参数知必需汽蚀余量为5.8m,则查得本区水的汽化压力: 大气压力:管中流速:估计进水管道约为8米,故局部阻力系数:喇叭口 接管偏心渐缩 弯管故 故 则(3)引渠的设计与布置 采用混凝土光滑面衬砌,参数为Q2.472m3/s、i1/3000、m1.0、n0.015。 利用水力最佳断面公式公式 及 计算得水力最佳断面b2m、h1.0m。如图所示: (4)前池的设计与布置 前池扩散角取为60。 前池长度:,取L20m,(进水池宽B22m)。 池底纵坡降i1/31/5,取i0.3。前池翼墙面与前池中心线成夹角的直立式翼墙。(5)进水池的设计与布置 进水池边壁采用矩形边壁。 进水池悬空高度() ,取。 进水口淹没深度,取。 后墙距,取。 侧墙距,取。 进水池长度 又,取。示意图如下: 进水池宽度。 进水池池顶高程, 进水池池底高程。 进水池深度(6)出水池的设计与布置 出水池采用正向淹没式出流,出水管道两泵一管,管径D为0.8m。 出水管中流速 管口上缘最小淹没深度、 出水池宽度 ,取。 出水池池顶高程 。 示意图如下 出水池底板高程 出水池长度,取。(7)出水管道的设计与布置 其管径为D800mm。 示意图如下: 4、泵房尺寸的拟定和设备布置 根据该地区的地质水文条件及所选泵型,泵房采用分基型,主机组采用一列式布置,配殿设备采用一侧式,检修间布于泵房的一端。 示意图如下(见图纸)5、进行工况校核 水源的最高水位312.5m,最低水位