1. Розрахунок основного обладнання землесоса
1.1 Вихідні дані
Продуктивність землесоса по грунту:
Довжина плавучої частини напірного ґрунтопроводу:
Тип грунту: пісок.
Видаткова консистенція суміші по грунту з порами:
Необхідно визначити:
витрата водогрунтовой суміші;
діаметри напірного і всмоктуючого ґрунтопровід;
реквізит натиск при роботі землесоса на суміші;
основні розміри грунтового насоса;
потужність головного двигуна.
1.2 Визначення витрати суміші
Видаткова консистенції суміші по пористій грунту приймається рівною 15%. Звідси витрата суміші знаходиться за формулою:
1.3 Визначення діаметра напірного ґрунтопроводу
Діаметр напірного ґрунтопроводу знаходиться з умови критичної швидкості руху суміші, тобто швидкості, що відповідає початку випадання твердих частинок з води. Орієнтовне значення цієї швидкості при консистенції визначається за емпіричною формулою:
Далі при розрахунку технології гідротранспорту значення критичної швидкості уточнюється з урахуванням прийнятого значення діаметра напірного трубопроводу і крупності частинок грунту.
Формула для визначення діаметра напірного трубопроводу має вигляд:
Отримане значення округляємо до найближчого стандартного значення за ГОСТом в меншу сторону і приймаємо
.4 Визначення діаметра всмоктувального ґрунтопроводу
З метою зменшення середньої швидкості руху гідросуміші у всмоктуючому ґрунтопровід діаметр останнього роблять на 10% більше, ніж діаметр напірного ґрунтопроводу, тобто:. Це роблять, щоб запобігти розвитку в насосі явища кавітації і зменшити втрати на тертя у всмоктувальній частині ґрунтопроводу. Збільшення діаметра на 10% призводить до зменшення середньої швидкості гідросуміші на 21%. Отримане значення діаметра всмоктувального ґрунтопроводу НЕ округляється.
Землесос зображений на рис.1
.5 Визначення напору
Напір - кількість енергії, яку передає робоче колесо одному кілограму рідини, виражене в метрах водяного стовпа. Повний напір, що розвивається грунтовим насосом при роботі на суміші, визначається рівністю:
Де атмосферний тиск;
тиск на вході в насос;
тиск у вихідному патрубку насоса;
прискорення вільного падіння;
щільність суміші;
щільність частинок грунту;
щільність води;
об'ємна дійсна консистенція суміші.
Відомо, що видаткова консистенція менше дійсної і різниця між ними зростає в міру наближення швидкості суміші до критичної. Щоб мати запас в потужності двигуна, напір, який підставляється у формулу потужності, обчислюється при найбільшій зустрічається в практиці консистенції суміші. Цією видаткової консистенції по пористій грунту при відношенні відповідає відносна щільність суміші. Далі будемо використовувати останню величину в розрахунках напору, що розвивається насосом, і при визначенні потужності двигуна. Напір, що витрачається в напірному ґрунтопровід, складається з трьох частин:
1) робота з підйому суміші від осі насоса до центру вихідного отвору ґрунтопроводу;
) втрати енергії по довжині ґрунтопроводу;
) втрати енергії в місцевих опорах ґрунтопроводу.
Розрахункова формула має вигляд:
Де геодезичний підйом.
Висота підйому зростає з діаметром напірного ґрунтопроводу: приймаємо. Втрати енергії по довжині при роботі на воді визначаються за формулою Дарсі, а при роботі на суміші вони збільшуються пропорційно щільності суміші:
Де коефіцієнт терті;
швидкість суміші в напірному ґрунтопровід:
загальна довжина напірного ґрунтопроводу;
довжина плавучої частини ґрунтопроводу;
довжина корпусних частини ґрунтопроводу;
діаметр напірного ґрунтопроводу;
коефіцієнт гідравлічного тертя.
Для визначення коефіцієнта гідравлічного тертя необхідно знати режим опору, яких чотири:
1. опір при ламінарному русі рідини (втрати напору залежать головним чином від фізичних властивостей рідини, тобто від щільності й в'язкості рідини);
2. режим гідравлічно гладких труб (тут в'язкий ламінарний підшар перекриває шорсткість труб; втрати напору залежать головним чином від властивостей рідини);
. перехідний режим (втрати залежать від висоти виступу шорсткості і від властивостей рідини);
. режим гідравлічно шорсткуватих труб (втрати залежать від висоти виступу шорсткості).
ґ...
