泵與泵站課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程設(shè)計(jì).doc

1、泵與泵站課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：泵與泵站課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告院系：專業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：20_ 年 12 月 04 日城市建設(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定1.工程設(shè)計(jì)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(shí)污水量為 s m s L h m K Q Qz h/ 361 .0 / 11 .361 / 13003 3ma_= = = · = 。日處理污水量 Q h =30000m 3 /d最高日平均時(shí)污水流量 Q h =Q d /24=1250m 3 /h 04 .112501300ma_=

2、 = =hzK來水管 DN700，管內(nèi)底標(biāo)高-4.5m，設(shè)計(jì)水位標(biāo)高-4.16m，沉砂池最高水位 4.5m。2.工藝設(shè)計(jì) 2.1 污水泵站的基本組成 污水泵站的基本組成包括：機(jī)器間、集水池、格柵、輔助間，有時(shí)還附設(shè)變電所2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 2.2.1格柵設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)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 =20mm，過柵水頭損失 0.08-0.15m。設(shè)計(jì)流量 0.361m 3 /s。（給排水設(shè)計(jì)手冊·五·P280）2.2.1.1 柵前水深計(jì)算 計(jì)算過程只求了解可略,

3、本設(shè)計(jì)取水深 h=0.4m 2.2.1.2 格柵的間隙數(shù)NbhvQna sinma_=式中n格柵柵條間隙數(shù)，個(gè)； ma_Q最大設(shè)計(jì)流量， s m 3 ； a格柵傾角，度； N設(shè)計(jì)的格柵組數(shù)，組； b格柵柵條間隙數(shù)， m 。，中格柵 e=1040mm 設(shè)計(jì)中取o60 = a b=20mm=0.02m = n個(gè) 44 4 .439 .0 4 .0 02 .060 sin 361 .00» =´ ´城市建設(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定2.2.1.3 格柵柵槽寬度( ) bn n S B + - = 1式中

4、B 格柵柵槽寬度， m ； S 每根格柵條寬度， m 。設(shè)計(jì)中取 S =0.01m,B=0.01×（44-1）+0.02×44=1.31m 2.2.1.4 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度計(jì)算111t a n 2 aB Bl-=式中1l進(jìn)水渠道漸寬部分長度，m； 1a 漸寬處角度，度； 設(shè)計(jì)中取1a=° 20， m 9 .0 B 1 = 此時(shí)進(jìn)水渠道內(nèi)流速 s mhBQv / 0 .19 .0 4 .0361 .01ma_=´= =m 56 .03639 .0 29 .0 - 31 .120 tan 29 .0 - 31 .1l01=´= =2.2.1.

5、5 進(jìn)水渠道漸窄部分的長度計(jì)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(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/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(shí)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= ´ ´ &

6、#180; =2.2.1.7 柵后槽總高度 設(shè)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=+ + + + =°+ + + + =+ + + + =a2.2.1.9 每日柵渣量1 0 0 0 1 0 0 08

7、 6 4 0 01 1 m a _W 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(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定設(shè)計(jì)中取1W =0.073 3 310 m m 污水 d m W / 48 .11000 5 .186400 07 .0 361 .03=´´ ´= 0.2 m 3 /d應(yīng)采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將柵渣打包，汽車運(yùn)走。2.2.2 集水池 選擇

8、集水池與機(jī)器間合建式的方形泵站，考慮 3 臺(tái)潛污泵(2 用 1 備)，每臺(tái)水泵的容量為：考慮采用三臺(tái)潛污泵（二用一備）則每臺(tái)流量：min / 83 .10 / 1805 .02361 .03 3m s m Q = = =集水池有效容積，采用相當(dāng)于一臺(tái)泵 6min 的容量（給排水設(shè)計(jì)手冊·五·P192）：W1=10.83×6=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=33×3=99m 3 2.2.3水泵的選擇 2.2.3.1泵站

9、設(shè)計(jì)流量的確定 排水泵站的設(shè)計(jì)流量按最高日最高時(shí)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(shè) 12 套機(jī)組；大型排水泵站（最高日污水量超過 15000 m 3 ）設(shè)34 套機(jī)組。2.2.3.2泵站的揚(yáng)程 ss sd s dH H H h h h = + + + +å å安全H 泵站揚(yáng)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(biāo)高之差；其中經(jīng)常水位是集水池運(yùn)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(shè) （院、系）給水排水工程 專

10、業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定hå管道總水頭損失（m），初步估計(jì)，最大流量時(shí)為 2m，最小流量時(shí)為 0.1m shå過柵水頭損失（m），由上面計(jì)算得 0.127m h 安全安全水頭,一般取 12m，本設(shè)計(jì)取 2m 進(jìn)水管的設(shè)計(jì)水位為-4.16m，則 集水池的最高水位為：（-4.16）-0.05-0.1030.05=-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 .6 ( 5

11、.4 靜揚(yáng)程 m H ST = - - = 流量最大時(shí)：m h H HST863 .14 2 2 863 .10 = + + = + =å222222300= = =å=babab baSQSQhhhh h å =h a =2,求得 h b =0.0001，這里約取 h b =0.1m流量最小時(shí)：m h H HST963 .12 2 1 .0 863 .10 = + + = + =å2.2.3.3 選泵方案比較 如下圖根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果作出 a（1300m 3 /h，14.863m），在流量最小處的揚(yáng)程 12.963m作出 b 點(diǎn)，連結(jié) ab，作出 ab

12、線，選泵。結(jié)果列于表中。城市建設(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定方案編號 用水變化范圍 運(yùn)行泵及其臺(tái)數(shù) 泵 揚(yáng) 程（m）所需揚(yáng)程（m）揚(yáng)程利用率（）泵 效 率（）第一方案選用兩臺(tái)300QW800-15-55 640850 一臺(tái)300QW800-15-55 14.716.9 14.863 88100 82.78 12801700 兩臺(tái)300QW800-15-55 15.216.9 14.863 88100 82.78 第二方案選用兩臺(tái)250QW600-15-45 410640 一臺(tái) 250QW600-15-45 14.217.4 14

13、.863 85100 82.6 8201280 兩臺(tái) 250QW600-15-45 14.217.4 14.863 85100 82.6城市建設(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/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(fèi)少，效率高，所以選擇第一方案。3.3.4 水泵機(jī)組的各項(xiàng)參數(shù) 表 2QW800-15-55 型潛污泵性能參數(shù)表 型號 出 口 直徑(mm) 流量（m 3 /h）揚(yáng) 程（m）轉(zhuǎn)速（r/min）功 率（kw）效 率 （）重 量(kg) 300QW800-15-55300 800 15 980 55 82.78 13

14、50表 3 電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)表 電機(jī)型號 功率（KW）轉(zhuǎn)速 r/min 電壓（V）Y250M-2 55 1480 5373.4 機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定 3.4.1 基礎(chǔ)尺寸表 4QW 型泵外形及安裝尺寸城市建設(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定e g H lmin300QW800-15-55 770 780 500 基礎(chǔ)長度 L=地腳螺栓孔間距+（400500）mm=g+400=780+400mm=1180mm 基礎(chǔ)寬度 B=地腳螺栓孔間距+（400500）mm=e+400=770+400=1170mm 基礎(chǔ)高度 H=3.0w/LBr =3

15、.0 ´ 1350 ¸ (1.18 ´ 1.17 ´ 2400)=1.22m 式中：W-機(jī)組總重量r-混泥土容重 2400kg/ m 33.4.2 基礎(chǔ)校核：a、基礎(chǔ)重量=1.18 ´ 1.17 ´ 1.22 ´ 2400=4042.40kg 機(jī)組重量=1350kg滿足基礎(chǔ)重量=機(jī)組重量×3，符合要求b、基礎(chǔ)高度1220mm50cm ,符合要求 頂面高出室內(nèi)地坪取 30cm>1020cm3.4.3 水泵機(jī)組布置 本設(shè)計(jì)污潛污泵為兩用一備。泵房平面布置要求進(jìn)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

16、積。為了能使水泵能夠自灌式進(jìn)水，本設(shè)計(jì)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(jī)組布置要求，現(xiàn)平面布置尺寸如下：= ´B L6.6×5（給排水快速設(shè)計(jì)手冊·二·P26、28）。詳見下圖：尺 寸 編 號 型 號 仲 仲城市建設(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定3.5 機(jī)組與管道的布置特點(diǎn) 3.5.1 機(jī)組布置的特點(diǎn) 污水泵機(jī)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(shè)泵特性曲線

17、方程為2Q S H H_ _- = 由泵 300QW800-15-55 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 _則將 A(800,14.5)，代入20_0133 .0 Q H H_- = ，得 0 .23 = H所以單水泵特性曲線方程: 20_0133 .0 0 .23 Q H - =表 5 單水泵特性曲線計(jì)算 Q(m3 /h) 0 20_400 600 800 1000 H(m) 23.0022.4720.8718.2114.49 9.70 城市建設(shè)

18、（院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/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(jì)算表 6 并聯(lián)水泵特性曲線計(jì)算 Q(m 3 /h) 0400800120_1600 20_ H(m) 23.0022.4720.8718.2114.49 9.703.5.3 管道的特點(diǎn) 潛水泵只有壓水管，不用設(shè)計(jì)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(diǎn)分別為（800,15）；（700,16.4）a單泵壓水管，設(shè)計(jì)流速假設(shè)為 1.5m/s，由公式可知 流量為 s m h m Q / 23 .0 / 830

19、3 3單= =管徑為：mmvQD 4415 .13 2 .0 4 4單=´´= =p p，取 mm 400城市建設(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定其實(shí)際流速為：1.83m/s0.4023 .0 4 42 2并=´´= =p pDQv ，滿足 1.5m/s2.0m/s b 當(dāng)兩臺(tái)水泵水量合用一條壓水管，即壓水總管， 而僅有一臺(tái)水泵工作時(shí)，設(shè)計(jì)流速為 1.0m/s，管徑為：mmvQD 5410 .1.23 0 4 4單=´´= =p p取 mm 0 50實(shí)際流速為：0.7m/s

20、 1.17m/s0.50.23 4 42 2總單³ =´´= =ppDQv滿足要求3.6 計(jì)算水泵水頭損失 提升水位：H sT =10.863m 以最不利點(diǎn) A 為起點(diǎn)，沿 A、B、C、D、E 線順序計(jì)算水頭損失。城市建設(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10 姓名實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定A-B 段：每根壓水管 Q=800m3 /h，管徑 DN400,v=1.83m/s,= i 1000 20.5。喇叭口 15 .0 = x ， DN300 ´ 900 彎頭 1 個(gè)= x 0.49， dn300 ´ DN400 漸擴(kuò)管

21、 1 個(gè)17 .0 = x， DN400 直管長度為喇叭口標(biāo)高-泵軸線標(biāo)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(gè)=0.59。球形伸縮節(jié)21 .0 = x DN400 止回閥 1 個(gè) 8 .1 = x ，DN400 閥門 1 個(gè) 06 .0 = x ，則 A-B 段頭損失：10005 .2086 .1983 .1) 59 .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 &

22、#180; DN500 漸擴(kuò)管 1 個(gè) 21 .0 = x ， dn400 ´ DN500 丁字管 2 個(gè) 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 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(gè) 64 .0 =

23、 x 。則 C-D 段水頭損：m 45 .0 36 .0 09 .06 .1934 .22 64 .010006 .1592= + = ´ ´ + ´城市建設(shè) （院、系）給水排水工程 專業(yè)2班組泵與泵站課學(xué)號 10實(shí)驗(yàn)日期20_/12/1教師評定D-E 段：外管道總水頭損失（即從泵站到細(xì)格柵進(jìn)水口）為 0.1m。則 A-E 管路水頭損失：å = h 0.817+0.88+0.45+0.1=2.25m，與估算的 2m 相近 3.7 求工況點(diǎn) 比阻 S=h/Q 并2 =2.25/1600 2 =0.00000088 根據(jù)公式 H=10.863+0.00000

24、088Q 2 ，列流量與水頭損失計(jì)算表，再描點(diǎn)作圖：最高水位管道特性曲線計(jì)算Q(m3/h) 0 400 800 120_1600 20_ 2400 H(m) 10.86311.003811.426212.13013.11614.38315.932最低水位管道特性曲線計(jì)算Q(m3/h) 0 400 800 120_1600 20_ 2400 H(m) 8.8639.00389.426210.13011.11612.38313.932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(diǎn)落在高效段內(nèi)，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理，符合使用要求污水泵站課程設(shè)計(jì)說明書污水泵站組成：集水池、機(jī)器間、輔助間

25、；已知條件：1)泵站進(jìn)水管的最大小時(shí)流量問520.11L/S，平均流量434.32L/S；2)泵站進(jìn)水管管底標(biāo)高為154.75m，管徑為700mm，充滿度0.73；3)泵站出水直接送至污水處理廠的沉砂池，沉砂池的睡眠標(biāo)高為173.49m，輸水管管道采用鑄鐵管，泵站至沉砂池的管道總廠度為931m，泵站外局部水頭損失占管道水頭損失的25；4)泵站選定位置不受洪水威脅，室外地面標(biāo)高167.01m；5)地質(zhì)條件為亞粘土，地下水位標(biāo)高為150.62m，冰凍深度為-1.67m。1.水泵的選擇1) 初選泵：擬用5臺(tái)泵（四用一備）則每臺(tái)泵的流量為Q。=Q/4=520.11/4=130.03L/S2) 水泵的選

26、擇及其他a) 揚(yáng)程的估算通過格柵的水頭損失為0.1m集水池設(shè)計(jì)最高水位：進(jìn)水管內(nèi)水面標(biāo)高-格柵水頭損失= 154.75+0.7.73-0.1=155.16m集水池設(shè)計(jì)最低水位：設(shè)計(jì)最高水位-有效水深=155.161-2=153.16m靜揚(yáng)程：沉砂池標(biāo)高-集水池最低水位=173.49-153.16=20.33m假設(shè)泵站內(nèi)部管線水頭損失2m，取安全水頭2m，出水總管中心埋深2.1m；則水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程H=20.33+2+2+931_3.11/1000_1.25=27.95m b) 水泵型號的確定根據(jù)揚(yáng)程27.95m，流量130.03L/S，查詢給排水設(shè)計(jì)手冊第11冊常用設(shè)備，選用20_TLW-380I

27、B型立式污水泵，配套電機(jī)。 20_TLW-380IB型立式污水泵性能參數(shù)：流量Q=117.5L/s揚(yáng)程H=29.6m轉(zhuǎn)速1450r/min電動(dòng)機(jī)功率N=55kw效率=74氣蝕余量(NPSH)r=8.0 重量=1515kg。3) 水泵揚(yáng)程校核：a) 吸水管路水頭損失計(jì)算：每根吸水管130.03L/S，選用DN350mm鑄鐵管，v=1.30m/s1000i=6.89喇叭口直徑D=1.428D=500mm設(shè)計(jì)集水池尺寸：15.5_3.2（m_m）喇叭口距離集水坑底最小距離：1.3D=650mm喇叭口最小間距：2_D=2_500=1000mm喇叭口高度：5（D-D）=5_(500-350)=750mm

28、喇叭口距離井壁邊緣：1_D=500mm吸水管長1480mm喇叭口=0.1閘閥(DN700)=0.06閘閥(DN350)=0.07偏心漸縮管(DN350_250)=0.18 漸擴(kuò)管(DN350_20_)=0.25 漸擴(kuò)管(DN500_350)=0.21漸擴(kuò)管(DN700_500)=0.24 四通（匯合流）=690°彎頭=0.6三通（直流）=0.1查表知道:DN350時(shí)v=1.3m/s1000i=6.89DN500時(shí)v=1.28m/s1000i=4.21DN700時(shí)v=1.35m/s1000i=3.11取最遠(yuǎn)處管路進(jìn)行計(jì)算： 局部阻力損失：(0.1+0.18+0.07+0.25+0.07

29、+0.6+0.1)_1.30²/(2_9.81)+(6+0.24)_1.28²/(2_9.81)+(0.6+0.06)_1.35²/(2_9.81)=0.1158+0.51+0.06=0.69m 沿程阻力損失：(1.48+0.45+0.45+0.45+0.45+1.17+2.56+0.59)_6.89/1000+(2.11+1.00+0.55)_4.21/1000+(0.66+1.12+9.76)_3.11/1000=0.0523+0.0154+0.0359=0.104m 水泵入口處水頭損失：1.0_1.30²/(2_9.81)=0.0861m 水泵所需揚(yáng)程： 0.69+0.10+0.09=0.88m0.88+27.95-2=26.83n故所選泵合適。4) 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)：已知水泵重量1515Kg根據(jù)要求設(shè)計(jì)基礎(chǔ)重量為水泵的2.5倍，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土密度取2400Kg/m³。參照水泵安裝圖后設(shè)計(jì)成如圖所示。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)在