Електропривод водонасосних установок

Водопостачання ферм і комплексів здійснюється за різними технологічними схемами, які класифікуються за такими ознаками:

· способом водозабору - з відкритих водоймищ (річок, ставків, озер), шахтних колодязів, артезіанських свердловин. Для господарсько-питних потреб застосовують тільки два останні способи;

· способом подачі води споживачам: з безпосередньою подачею води у водопровідну мережу (застосовують у системах зрошення), водонапірною баштою, установками з гідроакумуляторами;

· способом розподілу води: системи з автонапувалками різних типів, системи з проточною водою.

Для прийнятої схеми водопостачання визначають подачу води та напір, які необхідні для вибору насоса.

Середньодобові витрати води на об’єкті Q_сер.д., м³/доб, визначають за формулою

(32)

де q_і - добова норма споживання води споживачем і - го виду (додаток Е); т_і - кількість споживачів і - го виду; п - кількість видів споживачів.

Добові норми споживання води основними групами тварин і птиці приймають за галузевими нормами технологічного проектування (ОНТП). Вони становлять, наприклад, для корів молочного напряму – 100, телят – 20, свиноматок з поросятами – 60, свиней на відгодівлі – 15, курей яєчних порід – 0, 46, м’ясних порід - 0, 51 л/доб на одну голову.

За відомим добовим споживанням води визначають подачу насоса Q_{тах.год.}, м³/доб, протягом однієї години

, (33)

де α _доб - коефіцієнт добової нерівномірності споживання води, α _доб =1, 3; α _год - коефіцієнт годинної нерівномірності (для систем з автонапувалками α _год = 2, 5, без автонапувалок α _год = 4).

Максимальні секундні витрати води, Q_тах.с.., м³/доб,, дорівнюють

(34)

де Q_пож - витрати води на гасіння пожежі, приймають за даними будівельних норм і правил (СНиП). Для типових сільськогосподарських приміщень Q_пож = 5..10 л/с при тривалості пожежі до 3 годин.

Розрахунковий напір води Н_р, м, у системі, який повинен забезпечуватись насосом визначають за технологічною схемою водопостачання з урахуванням геодезичних відміток землі

, (35)

де Н_вс - висота всмоктування (відстань від рівня води у водозабірній споруді до осі насоса), м; Н_наг - висота нагнітання (відстань від осі насоса до максимального рівня води в баку водонапірної башти), м; h_вн - втрати напору у всмоктувальній і напірній трубах, м; (Z_б – Z_в) - різниця геодезичних відміток землі біля водонапірної башти та мінімального рівня води у водозабірній споруді, м; Н_в - висота башти (від землі до дна бака), м; Н_бк - висота максимального рівня води в баку, м.

З урахуванням технологічних схем вибирають насос за умовами:

;

При виборі заглибного електронасоса користуються заводськими графічними характеристиками, на яких позначено: Q – подача насоса, м³/год; Н – напір, м; N – потужність насоса, кВт; h_н – ККД насоса, %; h_а – ККД агрегату, %.

Водонапірні башти БР (ТУ 70-04.0071-75) призначені для використання в системі сільськогосподарського водопостачання, ферм, комплексів і невеликих населених пунктів. Башти забезпечують необхідний напір в автонапувалках, а при нетривалих перервах в електропостачанні – резерв води. До недоліків башт слід віднести їх велику металоємність і вартість в порівнянні з гідроакумуляційними безбаштовими установками.

Таблиця 4 - Технічні характеристик водонапірних башт БР

Автоматичні водопіднімальні установки ВУ з гідроакумулятором призначені для механізації і автоматизації водопостачання невеликих тваринницьких ферм з добовими витратами води 70..400 м³/год та фермерських господарств.

Таблиця 5 - Технічні характеристики установок з гідроакумулятором

Тиск вмикання гідроакумуляційної установки Р₁, м, визначається за залежністю

(36)

де Н_В – вільний напір в розрахунковій точці (для автонапувалок 4..6 м; для одноповерхових будівель 8 м; двоповерхових – 12 м); Н_Г – різниця геодезичних відміток розрахункової точки водопровідної мережі і мінімального рівня води в баку, м; h_ВН – втрати напору в водопровідній мережі від бака до розрахункової точки, м.

Тиск вимикання Р₂, м, визначається за залежністю

(37)

Визначення потужності і вибір типу електродвигуна для приводу насосів

За даними попередньо вибраного насоса (Q_н.ном., Н_н.ном., η _{н.ном .}) визначають його розрахункову потужність Р_р., кВт, за виразом

, (38)

де Q_н.ном. - подача насоса, м³/с; Н_н.ном. - висота підйому води (напір), м; r - густина води, кг/м³, r = 1000; g - прискорення вільного падіня, м/с²; η _н.ном - коефіцієнт корисної дії насоса.

Потужність привідного двигуна Р_н.дв, кВт, визначають за співвідношенням

, (39)

де η _пер - ККД передачі (при безпосередньому з’єднанні двигуна з насосом η _пер η _пер = 1, 0, для клинопасової передачі – 0, 97); К_з - коефіцієнт запасу (при потужності двигуна до 1, 5 кВт К_з = 1, 5, від 1, 5 до 4, 0 кВт – 1, 2, від 4, 0 до35 кВт - 1, 15, більше 35 кВт –1, 1).

Для водопостачання ферм, комплексів, тепличних господарств, а також забезпечення побутових потреб населення найчастіше використовують електронасосні агрегати серії ЭЦВ (додаток Е), які піднімають воду з артезіанських свердловин глибиною 50...250 м. Ці насоси комплектуються спеціальними трифазними електродвигунами з короткозамкненим ротором серії ПЭДВ.

Умовні позначення двигунів розшифровуються так: