РОЗРАХУНОК І ВИБІР ТРУБОПРОВОДУ

При розрахунку трубопроводів водовідливних установок визначаються матеріал, діаметри всмоктувального та напірних трубопроводів, товщину стінки труб, втрати напору, а також обґрунтовується вибір та розташування трубних колекторів в насосній камері. Від правильного розв’язання цих задач залежать економічність і надійність експлуатації водовідливної установки.

До трубопроводу водовідливної установки пред'являються наступні вимоги:

- доступність для огляду й ремонту;

- наявність резервних ставів і можливість швидкого перемикання на резервний трубопровід в автоматичному режимі;

- стійкість до агресивних впливів води гірничих підприємств;

- мінімальні капітальні й експлуатаційні витрати;

- мінімальні гідравлічні опори.

За профілем траси трубопроводів водовідливної установки визначають її геометричні параметри та гідравлічну арматуру, яка необхідна для економічної і надійної експлуатації системи водовідливу. Наводяться схеми всмоктувального та напірного трубопроводів з гідравлічною арматурою.

На величину діаметру напірного трубопроводу впливають витрати, тиск води, абразивність механічних домішок в ній, хімічні властивості води гірничих підприємств.

Рекомендована економічна швидкість руху води в напірному трубопроводі водовідливної установки становить 1,5¸2,5 м/с, більші значення приймаються для чистої води.

Розрахункові витрати води через один став напірного трубопроводу визначаються наступним чином

, м³/год., (4.1)

м³/год.,

де n_Т – кількість індивідуальних трубопроводів для відкачування максимального притоку води, n_Т =2 од.

Діаметр трубопроводу напірного ставу визначається за формулою

, м, (4.2)

м,

де v_Е – рекомендована величина швидкості води в трубопроводі, v_Е =1,5¸2,5 м/с

Для зменшення гідравлічного опору діаметр всмоктувального трубопроводу D_ВС необхідно приймати більше розрахункового значення D_Н, але не більше діаметра всмоктувального патрубку насосу D_ВПН на 25¸50 мм.

, (4.3)

- умова виконується

Швидкість води v_ВС у всмоктувальному трубопроводі приймається не більше 1,0 м/с.

Орієнтовно діаметр всмоктувального трубопроводу визначається за формулою

, м, (4.4)

м.

Товщина стінки напірного трубопроводу визначається з умов міцності за максимальним тиском води з урахуванням терміну його експлуатації та інтенсивності зносу внутрішньої та зовнішньої поверхні.

Розрахунковий тиск в трубопроводі, для нижнього перерізу напірного трубопроводу, визначається наступним чином

, МПа, (4.5)

МПа,

де r - густина води гірничого підприємства, r = 1020¸1050 кг/м³;

g – прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с²; H_ор – напір, який створює один насос при відкачуванні нормального притоку води, H_ор=56,67 м.

Мінімально допустима товщина стінки напірного трубопроводу визначається з умов міцності матеріалу труб

, мм, (4.6)

мм,

де s_Т – тимчасовий опір розриву матеріалу труби, s_Т=500 МПа для Ст 5 сп.

Товщина стінок напірного трубопроводу з урахуванням його зносу визначається наступним чином

, мм, (4.7)

мм,

де T – термін експлуатації трубопроводу, рік; d_К.З – швидкість корозійного зносу зовнішньої поверхні труб, при застосуванні вибухових робіт для підготовки гірничої маси до виймання d_К.З = 0,25 мм/рік; d_К.В – швидкість корозійного зносу внутрішньої поверхні труб, мм/рік, визначається хімічним складом води яка відкачується (при кислій воді з показником pH = 6¸7, d_К.В =0,3 мм/рік); K_Д – коефіцієнт, який враховує мінусовий допуск товщини стінки труби, %, для труб звичайної точності виготовлення при товщині стінки d £ 15 мм, K_Д =15 %.

Мінімально допустима товщина стінки всмоктувального трубопроводу визначається з умов міцності матеріалу труб

, мм, (4.8)

мм,

де P_0ВС – розрахунковий тиск у всмоктувальному трубопроводі, приймається P_0ВС = 3 МПа.

Товщина стінок всмоктувального трубопроводу з урахуванням його зносу визначається наступним чином

, мм, (4.9)

мм,

Матеріалом для водовідливних трубопроводів приймаємо стальні безшовні горячедеформовані труби за ГОСТ 8732-78 з сталі марки, Ст 5 сп (Тимчасовий опір розриву матеріалу труб s_Т =500 МПа)

Стандарти на труби нормують зовнішній діаметр і товщину стінки, тому для вибору труби необхідно попередньо визначити розрахунковий зовнішній діаметр трубопроводу:

- напірного

, м, (4.10)

м;

- всмоктувального

, м, (4.11)

, м.

Приймаємо стандартні значення зовнішнього діаметру D_СТ і стандартне значення товщини стінки d_СТ.

Всмоктувального трубопроводу

- зовнішній діаметр м;

- товщина стінки м;

- внутрішній діаметр м;

Напірного трубопроводу

- зовнішній діаметр м;

- товщина стінки м;

- внутрішній діаметр м;

Швидкість руху води у прийнятих трубопроводах визначається наступним чином:

- в напірному трубопроводі

, м/с, (4.12)

м/с,

де D_СТН – внутрішній діаметр напірного трубопроводу, м;

- у всмоктувальному трубопроводі

, м/с, (4.13)

м/с,

де D_СТВС – внутрішній діаметр всмоктувального трубопроводу, м.

Швидкість руху води в трубопроводах повинна бути в межах:

- напірному v_н =1,5¸2,5 м/с;

- всмоктувальному v_вс =0,5¸1,7 м/с.

Поиск по сайту: