cursul-nr-4-si-5-hidroedilitare

5/10/2018 cursul-nr-4-si-5-hidroedilitare - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cursul-nr-4-si-5-hidroedilitare 1/8

U.T.C.B. A.S.Dobre - Constructii edilitare____________________ _

9.3.5 Staţii de pompare

Staţiile de pomare sunt utilizate în numeroase secţiuni ale sistemelor dealimentare cu apă:

− la captarea apei pentru preluarea apei din sursă;− în transportul apei unde configuraţia terenului necesită aceasta; se asigură

transportul apei de la cote mai mici la cote mai înalte;

− la componentele filierei tehnologice ale uzinelor de apă: golire nămol dindecantoare; spălare filtre;

− asigurarea presiunii în reţelele de distribuţie a apei.Componentele ansamblului staţiei de pompare sunt:

− utilaje: electro-pompe sau moto-pompe;

− construcţia staţiei de pompare;− anexe: electrice şi de deservire.Alegerea soluţiei unei staţii de pomare are la bază:

− parametrii tehnologici: debit şi înălţime de pompare;

− calitatea fluidului: apa curată, nămoluri, suspensii gravimetrice;

− elemente de configurare în schema: pompe în camera uscată, umedă(cheson), în conducta; disponibilitate tehnologică în alegerea utilajelor.

9.3.5.1 Electropompe

Principalele tipuri de pompe utilizate:

- turbo-pompe cu ax orizontal/vertical, monoetajate/multietajate, cu unic/dubluflux, pompe de vacuum, axiale;

- pompe volumetrice: cu roţi dinţate, cu piston, cu membrană, peristatice;

- pompe cu fluid motor : hidroejector, aer-lift;Utilajul electro-pompă se caracterizează prin: putere, debit şi presiune

realizată. Puterea pompei:

p

p102

HQ

P η⋅⋅⋅γ

= [kW].

Puterea motorului:

η⋅⋅⋅γ

⋅=η⋅η⋅

⋅⋅γ ⋅=

η=

102

HQk

102

HQk

PkP

mpm

p[kW];

unde:Q – debitul pompat [m3/s];H – înălţimea de pompare [m];γ - greutatea specifică a fluidului pompat [daN/dm3];η p – randament pompă;

ηm – randament motor;η – randament agregat pompă-motor în poziţia de lucru η= 0,6…0,8;




k – factor de suprasarcină la pornire [1,2-1,4].Fiecare utilaj este caracterizat de fabricant printr-o curbă caracteristică,determinată în stand.

Figura 9.11 Curbele caracteristice ale unei pompe centrifuge.

Ta

bel 9.2. Domenii de utilizare a pompelor:

Tip pompa Domeniu recomandat

Debit (Q)[m3/h] H[m]

Calitate fluid

(caracteristic principale)

1 Centrifuge cu axorizontal

5 - 450 2 - 55 Lichide curate sau puţin murdare.

2 Centrifuge, etajate custuturile de aspiraţie şirefulare orientabile

5 – 90 15 -180 Alimentări cu apa potabilă, pompe pentru apa de racire, pentru ridicarea

presiunii în diferite instalaţii.3 Centrifuge, monoetajate

cu rotor în dublu flux275 - 6200 40 - 90 Pomparea apei curate sau puţin

încărcate, când acesata nu are uncaracter coroziv.

4 Centrifuge, orizontale îndublu flux

100 - 2000 25 - 150 Pentru vehicularea lichidelor curatesau uşor încărcate neutre sau

agresive cu temperaturi maxime de170 oC5 Centrifuge, în construcţie

verticală, centrifuge,monoetajate.

100 - 1800 10 - 100 Instalaţii care vehiculează apa curatăsau uşor încărcată fără amestecuricorozive şi temperaturii care nu

depăşesc 50 oC.6 Axiale, monoetajate, în

construcţie verticalămonoetajată.

0,17 – 6,5(m/s)

2,5 - 16 Destinate vehiculării apei curate sauuşor încărcate, cu temperaturi

maxime de 35 oC.7 Diagonale, mono si

multietajate, realizate înconstrucţie verticală

75 - 12500 7,5 - 150 Destinate funcţionării în puţuriforate şi platforme de foraj marin.



Refulare

A Σ h

SP

ra

AAspiratie

gaH

H gr

Σ hgr

R

R


9.3.5.2 Stabilirea înălţimii de pompare

Figura 9.12 Elementele înălţimii de pompare

A – aspiraţieR - refulare

Elementele înălţimii de pompare:

∑∑++= rr rag hhHH ;

minmax A R gr ga g CotaCota H H H −=+= ;Pierderi de sarcină pe aspiraţie:

∑ ∑ ∑

ξ+λ+α= i

i

iii

2

ara

D

l

g2

vh ;

Pierderi de sarcină pe refulare:

∑ ⋅⋅⋅

=⋅= CR22

2

rr LRCA

QLih ;

)m(5,0NPSHhH pomparaga +≤+ ∑ ;

unde: H – înălţime de pompare [m];Hg – înălţime geodezică de pompare (diferenţa dintre cota maximă a apei în

rezervor R şi cota minimă a apei în A);a, r – indici: aspiraţie, refulare;αI, λI, ξI – coeficienţi de pierdere de sarcină hidraulică: neuniformitate a

vitezelor, pierderi de sarcină distribuite, pierderi de sarcină locale; NPSH – inaltimea neta pozitiva de aspiratie.A,C, R – parametrii conductei de redfulare (sectiune, coef. Chezy, raza

hidraulica)




9.3.5.3 Alegerea utilajelor şi definirea utilajelor hidraulice

Tipul de pompă se alege corespunzator cu:

- debitul şi înălţimea de pompare;

- calitatea fluidului;

- configuraţia amplasării: în foraj, camera uscată, cheson;

- siguranţa cerută de sistem în funcţionarea pompei. Numărul de agregate se stabileşte funcţie de variaţia debitului în timp (orar sau

zilnic), mediul de lucru, siguranţa solicitată în funcţionarea sistemului şi garanţiileoferite de constructor.

Pompa (pompele) este racordată la o instalaţie hidraulică formată din:

- sistemul de aspiraţie; se adoptă viteze între 0,6 si 1,0 m/s ; se evită acumulareaaerului în conductă, alegând traseul crescător;

- sistemul de refulare; în general mărimea vitezei se adoptă 0,8…1,5 m/s(crescătoare cu mărimea debitului).Fiecare pompă trebuie dotată astfel încât să poată fi izolată în ansamblul

sistemului; se prevăd vane pe aspiraţie şi refularea fiecarei pompe, clapet anti-retur pefiecare refulare.



U.T.C.B. A.S.Dobre - Constructii edilitare____________________

Figura 9.13 Instalaţia hidraulică a staţiei de pompare

105




9.4 Tranportul apei: aducţiuni şi reţele de distribuţie

Ansamblul construcţiilor şi instalaţiilor care asigură transportul apei de la captarela rezervoare (consumator) formează aducţiunea.

Alegerea soluţiei unei aducţiuni are la bază:

• poziţiile (cotele) amplasamentelor captării şi rezervoarelor;

• traseele disponibile: căi de transport apropiate, numărul minim de obstacole(depresiuni s.a.);

• mărimea debitului şi calitatea apei transportate;

• disponibilitate tehnologică: materiale, dotări electromecanice, tehnologii deexecuţie, alimentare cu energie;

• obiectivele aducţiunii, siguranţa cerută.Din punct de vedere hidraulic există:

• aducţiuni tip conductă :Aducţiune gravitaţională Aducţiune gravitaţională sub presiune

Aducţiune prin pompare

• aducţiune tip canal (apeduct).

deschise inchise

106




9.4.1 Dimensionare aducţiuni

9.4.1.1 Aducţiune gravitaţională sub presiune

Se cunosc: debitul – Q, diferenţa de cotă între C (captare) şi R (rezervor), lungimetraseu L, caracteristica materialului 1/n.

Se cere să se determine diametrul Dn:

RIACQ = ;unde:

A – secţiunea [m2];C – coeficientul Chezy; C = 1/n R 0.166;I – panta hidraulică – I=H/L.

Din expresia(cu dimensiuni in metri):

⋅⋅

=

L

H

4

D

4

D

n

1)(D

4

πQ

0.166

2.

se poate obţine Dn – diametrul care poate transporta Q, pe lungimea L, printr-un materialcaracterizat de 1/n, la o sarcină hidraulică H.

Valorile k = 1/n:

• 83 – conducte metalice;• 90 – conducte din materiale plastice (PE, PVC, materiale compozite);

• 74 – beton.

Calculul practic se efectuează:

• prin aproximări succesive: diferite valori pentru D, pâna când se îndeplineştecondiţia Q;

• cu ajutorul diagramelor pentru metal, beton, compozit; cu ajutorul acestoracunoscând 2 valori (Q si I) se pot determina Dn si v.

9.4.1.2 Aducţiuni prin pompare

Secţiunea (diametrul) rezultă pe baza unui calcul tehnico-economic. Diametruleconomic reprezintă acel diametru (secţiune) pentru care se realizează cheltuieli anualeminime din investiţii şi exploatare.

Se elaborează, grafic sau tabelar, calculul cheltuielilor anuale pentru diferitediametre:

107



0

5

10

15

20

25

30

1020304050

EaI

Dec

aI+E

aIE

Di


unde: I – investiţie;I = p⋅L; p – costul unitar lei/m;a – cota de amortisment: 10 ani → a = 0.1; 20 ani → a = 0.05;E – cheltuieli totale cu energia de pompare;

FF Cnη102

HQγE ⋅⋅

⋅⋅⋅

= ;

unde:γ - 1 [tf/m3];Q – debitul [m3/s];nF – numărul de ore de funcţionare al staţiei de pompare;

CE – cost unitar energie [lei/kWh];H – înălţimea de pompare;

rr rag hhHH ++= ;min

asp

max

Rezg CCH −= ;

hra – pierderea de sarcină pe sistemul de aspiraţie (≈ 1.0 m);hrr – pierderea de sarcină pe conducta de refulare;

LR CA

QLIh

22

2

rr ⋅=⋅= (dimensiuni în m);

L

R CA

Qh

22

2

ra ⋅++= gHH .

Se observă că înălţimea de pompare variază invers proporţional cu diametrul Dn.În practică se utilizează noţiunea de viteza economica (corespunzatoare diametrului

economic):

− vec – 1.0 m/s, pentru Q < 300 dm3/s si funcţionare permanentă (nF = 8760 m);

− vec – 2 - 3 m/s, pentru Q = 300-500 dm3/s şi/sau funcţionare nF = 500 – 800 ore/an.

108

cursul-nr-4-si-5-hidroedilitare

Documents

Transcript of cursul-nr-4-si-5-hidroedilitare