Dimenzioniranje Vodospreme i Glavne Crpne Stanice

7/30/2019 Dimenzioniranje Vodospreme i Glavne Crpne Stanice

1/10

3. DIMENZIONIRANJE VODOSPREME (PSSG)

ULAZNI PODACI:

Mjerodavna protoka za vodospremu Qvodosprema = 3511.32 m3/dan

Dotok iz crpne stanice 16 h (od 6 do 22 sata)

Qpo = 10 l/s, broj poara = 1

Tpo vrijeme trajanja poara (Pravilnik o tehnikim normativima NN 30/91) 2 sataQrez oitati iz Tablice 3 za zadanu veliinu naselja

Trez potreban broj dana za rezervu 2 dana

Postotak potronje stanovnitva po satima oitati iz zadanog grafa.

Tablica 3 Rezervne koliine u vodospremi za incidentne situacije

Veliina naselja Qrez (l/dan/stan)

0 5 000 3

5 000 10 000 4

10 000 20000 5

20 000 50 000 1050 000 100 000 10

> 100 000 15

Rezervne koliine se mogu raunati i kao 25% zbroja operativnih i poarnih koliina.

Postupak prorauna:

1) Napraviti tablicu za izraunavanje izravnavajueg (operativnog) volumena V1

2) U tablicu upisati oitane postotke potronje (stupac 2) te satnu potronju (stupac 3) izraunati

kao:100

2)tupacpostotak(sQQ

vodosprema(%)sat

3) Izraunati dotok u vodospremu kao QCS/TCS gdje je:QCS dotok iz glavne crpne stanice (tj. dovodnog cjevovoda)

TCS vrijeme rada glavne crpne stanice

Pripaziti prilikom upisivanja veliina dotoka ako je dotok konstantan, upisuje se za sva 24 h, a

ako je dotok manji (16 h) upisati ga samo za odgovarajue sate (za ostale je 0).

Tablica 3 Proraun potronje i dotoka u vodospremu

1 2 3 4 5 6

sati potronja dotok viak manjakvolumen

izr.

od - do % m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h

0 - 1 1 35.11 0.00

1 - 2 1 35.11 0.00

2 - 3 1 35.11 0.00

3 - 4 2 70.23 0.00

4 - 5 3 105.34 0.00

5 - 6 4 140.45 0.00

6 - 7

6210.68 219.46

7 - 8 6.5 228.24 219.46


2/10

4) Za stupac 4 i 5 vrijedi:

- ako je srednji dnevni dotok (stupac 3) vei od potronje imamo viak u vodospremi te razliku tog

vika upisujemo u stupac 4 kao

formula za Excel ''0'';QQ0;QQIF sat(%)idotoksat(%)idotok - ako je srednji dnevni dotok (stupac 3) manji od potronje imamo manjak u vodospremi te razliku

tog manjka upisujemo u stupac 5 kao

formula za Excel ''0'';QQ0;QQIF sat(%)idotoksat(%)idotok za svaki i tj. za svaki sat.

5) U stupcu 6 simuliramo kako se volumen mijenja tokom dana na nain da dodajemo/oduzimaovolumen iz sata u sat kao u Tablici 4

Tablica 4 Postupak prorauna izravnavajueg volumena

A B CVIAK MANJAK VOLUMEN IZR.

A1 B1 C1 = A1+B1

A2 B2 C2=C1+A2+B2

A3 B3 C3=C2+A3+B3

6) U stupcu 6 traimo najvei i najmanji volumen te ih zbrajamo kao pozitivne vrijednosti tj.V1= najvei volumen + ABS[najmanji volumen] = potrebni volumen za izravnavanje dotoka i

potronje u naselju


3/10

Tablica 5 Proraun operativnog volumena V1

dotok viak manjak volumen r.

% m3/h m

3/h m

3/h m

3/h m

3/h

0 -1 1 35.11 0.00 0 -35.11 -35.11

1 -2 1 35.11 0.00 0 -35.11 -70.23

2 -3 1 35.11 0.00 0 -35.11 -105.34

3 -4 2 70.23 0.00 0 -70.23 -175.57

4 -5 3 105.34 0.00 0 -105.34 -280.91

5 -6 4 140.45 0.00 0 -140.45 -421.36

6 -7 6 210.68 219.46 8.78 0 -412.58

7 -8 6.5 228.24 219.46 0 -8.78 -421.36

8 -9 6.5 228.24 219.46 0 -8.78 -430.14

9 -10 6 210.68 219.46 8.78 0 -421.3610 -11 5 175.57 219.46 43.89 0 -377.47

11 -12 5 175.57 219.46 43.89 0 -333.58

12 -13 6 210.68 219.46 8.78 0 -324.80

13 -14 6 210.68 219.46 8.78 0 -316.02

14 -15 7 245.79 219.46 0 -26.33 -342.35

15 -16 7.5 263.35 219.46 0 -43.89 -386.25

16 -17 6 210.68 219.46 8.78 0 -377.47

17 -18 3 105.34 219.46 114.12 0 -263.35

18 -19 3 105.34 219.46 114.12 0 -149.2319 -20 4 140.45 219.46 79.00 0 -70.23

20 -21 4 140.45 219.46 79.00 0 8.78

21 -22 3 105.34 219.46 114.12 0 122.90

22 -23 2 70.23 0.00 0 -70.23 52.67

23 -24 1.5 52.67 0.00 0 -52.67 0.00

100 3511.32 min -430.14

max 122.90

najvei volumen 122.90 m3/h

najmanji volumen -430.14 m3/h

V1= 553.03 m3/h

potronjasati

od - do

7) Poarni volumen (V2) izraunati kao

V2 = broj poara Qpo Tpo = 1 36 m3/sat 2 h = 72 m3

8) Volumen za incidentne situacije (V3) izraunati kao

V3 = broj dana broj stanovnika qrez = 2 15 000 0.005 = 150 m3

9) Vukupno = V1 + V2 + V3 = 553.03 + 72 + 150 = 775.03 m3


4/10

10) Prikazati promjenu volumena tokom dana (graf na Slici 4) kao:Vi = V2 + V3 + abs(najmanji volumen) + Vizr,i

Npr. za 16 do 17 sati:

V16-17 = 72 + 150 + 430.14 377.47 = 274.67 m3

volumen vodospreme

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

sati (h)

volumen (m3)

volumen izravnavajui

volumen poarni

volumen rezervni

Slika 4 Promjena volumena vodospreme po satima

Prema dobivenim volumenima vodospreme potrebno je izvriti dimenzioniranje i nacrtati tlocrt i

presjek vodospreme (AUTOCAD)

4.DIMENZIONIRANJE CRPNE STANICE (PSSG)

ULAZNI PODACI:

Odreeni kapacitet glavne crpne stanice: (Qdne,max + Qdne,gub)/TCS = 219.46 m3/h = (1000/3600) =

60.96 l/s

TCS vrijeme rada crpne stanice = 16 h

Kota terena na mjestu zahvata je 30 m n.m. a kota kritine razine vode je 28 m n.m.

Dimenzija usisnog i tlanog cjevovoda crpne stanice (pretpostaviti) 250 DN

Udaljenost crpne stanice do vodospreme = 1074 m

Kota vodospreme = 123 m n.m. (puna vodosprema)


5/10

Slika 5 Shema crpnog sustava

Slika 6 Primjeri crpnih sustava

Za izraunatu mjerodavnu koliinu od 60.96 l/s treba izraunati brzine, gubitke, odnosno

manometarsku visinu dizanja (usisnu + tlanu), dimenzije cjevovoda i odrediti tip, snagu i znaajke

crpke koja e zadovoljiti postavljene zahtjeve. Instalirani kapacitet mora biti jedak ili vei od

maksimalnog satnog protoka

Qinst > Qmax,sat


6/10

Treba predvidjeti i odreenu rezervu, odnosno rezervnu crpku ili vie njih.

4.1. Manometarska visina izdizanja

Ukupna manometarska visina rauna se prema izrazu:

usisloklin HHHHH + vtl2/2g

- H tlana statika visina dizanja (geodetska)Predstavlja geodetsku razliku izmeu osi crpke i najvie razine vode u vodospremi (m)

- Husis usisna statika visina dizanja

Jednaka je geodetskoj visinskoj razlici izmeu najnie razine vode u crpnom bazenu i osi crpke koju

emo u ovom sluaju prikazati zajedno sa tlanom statikom visinom

- Hlin linijski gubici

Hlin je suma linijskih gubitaka koje ine linijski gubitak Hlin,tl na tlanom cjevovodu izvan CS (glavnidovodni cjevovod), linijski gubici na tlanom cjevovodu unutra crpne stanice Hlin,cs i linijskih gubitaka

na usisnom cjevovodu Hlin,usis.

Hlin = Hlin,tl + Hlin,cs + Hlin,usis (m).

- Hlok lokalni gubici

Hlok= Hlok,tl,GDC + Hlok,cs + Hlok,usis (m).

Crpna stanica ima i svoje lokalne gubitke na tlanom cjevovodu Hlok,cs,tl kao i na usisnom cjevovodu

(ako ga ima). Lokalni gubici pojavljuju se i na tlanom cjevovodu izvan CS-a (GDC).

Ako se koristi potopljena crpka tada ista nema lokalne ni linijske gubitke na usisnom cjevovodu osim

lokalnog gubitka na reetci usisnog otvora (usisna koara).

Kod prethodnih projektiranja uglavnom se ne raunaju lokalni gubici ve se isti pretpostave (1-2 m).

Na tlanom cjevovodu izvan CS isti su mali u usporedbi sa duljinom dovodnog cjevovoda i s tim u

svezi veliinom linijskih gubitaka. Na tlanom cjevovodu unutar crpne stanice teko je precizno

odrediti dok se ne nacrta monterska shema CS i dok se ne odaberu crpke, odnosno s njima potrebne

veliine cjevovoda.

- vtl2/2g brzinska visina na izlazu

4.1.1. Geodetska visina

Geodetska visina kao visinska razlika izmeu najnie razine vode u crpnom bazenu i najvie razine

vode u vodospremi

H = 123 m n.m. 28 m n.m. = 95 m


7/10

4.1.2. Linijski gubici

Linijski gubitci dovodnog cjevovoda Hlin,tl

Linijske gubitke tlanog cjevovoda van CS-a mogu se izraunati iz izraza Darcy-Weisbacha:

g2v

DLH 2tl,lin

QCS = 60.96 l/s = 0.06 m3/s

D = 250 mm ODABRANO

222

tl,250lin, m0.0494

0.250

4

dA

)s/m5.21(s/m124.1049.0

06.0

A

Qv

250

CS

= 0.25 mm = 1.31 10-6

Reynoldsov broj reimiturbulentn23232369991031.1

250.024.1DvR

6e

021.0

236999

74.5

2507.3

25.0ln

325.1

R

74.5

D7.3ln

325.12

9.0

2

9.0e

m09.7g2

24.1

250.0

1074021.0

g2

v

D

LH

22

tl,lin

L duljina glavnog dovodnog cjevovoda

Linijski gubici na cjevovodima unutar crpne stanice Hlin,cs

Poto jo nemamo odabranu crpnu stanicu, montersku shemu i crpke, pretpostavljamo da su linijski i

tlani gubici Hlin,cs od 1 do 2 m. Odabrano Hlin,cs = 1 m.

Linijski gubici dovodnog (usisnog) cjevovoda Hlin,usis

Duljina usisnog cjevovoda ovisit e o mogunosti razmjetaja objekata obrade sirove vode i crpne

stanice na terenu. Poto u ovom trenutku ne dimenzioniram zahvat, pretpostavit emo da su ukupni

tlani gubici na zahvatu i ureaju za preradu vode neovisni o onima na sustavu crpne stanice H lin,usis =

0.

4.1.3. Lokani gubici

Prema gore navedenom, takoer zanemarujemo lokalne gubitke nastale van sustava crpnih stanica. U

crpnom sustavu lokalni gubici nastaju na spojevima, izlazima i lomovima cijevi. Mogu se izraunati uz


8/10

poznavanje tlane brzine unutar crpne stanice kao vtl2/2g, gdje je koeficijent lokalnog gubitka

(usisa, koljena, spoja itd). I ovdje zadovoljava pretpostavka da su ukupni gubici veliine 1 -2 m.

Odabrano Hlok= 1 m.

4.1.4. Brzinska visina na izlazu vtl2/2g

vtl = QCS/AtlQcs = 0.06 m3/s

Atl (D = 250 mm) = 0.049 m2

vtl = 1.24 m/s

vtl2/2g = 0.08 m

Ukupna manometarska visina izdizanja:

usisloklinHHHHH = H + Hlin,tl + Hlin,cs + Hlin,usis + Hlok+ vtl2/2g

= 95 + 7.09 + 1 + 0 + 1 + 0.08 = 104.17 m

Slika 7 Shema manometarske visine izdizanja za zadani crpni sustav

4.2. Snaga elektromotora crpke

Ukupna radna snaga elektromotora moe se izraunati iz podataka o instaliranom kapacitetu radne

crpke, manometarskog visini izdizanja i ukupnom stupnju iskoristivosti. Uzimajui u obzir da se kod

razliitih proizvoaa snaga elektromotora moe razlikovati za istu radnu toku crpke, raunska

vrijednost snage biti e uveana za 10%. Proraun snage N (kW) radimo prema formuli:

1.1

HQ

Nuk

ins


9/10

Qins instalirana snaga crpke

H potrebna manometarska visina izdizanja

uk ukupan stupanj iskoristivosti za elektromotor i crpnu stanicu 0.85

kW25.81.1

85.0

59.10406.0N

Instalirana snaga ovisi o potrebnoj startnoj snazi i tipu crpke, cca 20 % poveanje radne.

4.3. Odabir crpke

Pri odabiru crpke moramo raunati da se ugrauju sa minimalno jednom rezervnom crpkom ili

kombinacije:

1 radna + 1 rezervna (100% rezerva)

2 radne + 1 rezervna (50% rezerva);

3 radne + 1-2 rezervne (33-50% rezerva) itd.

Odabran je sistem 2+1 (potreban kapacitet svake crpke 0.03 m3/s (109.73 m3/h). Proizvoa nudi

slijedee karakteristike crpne stanice (vertikalna potopljena crpka, proizvoa Sulzer, tip JTS):


10/10

Slika 8 Izgled crpke i H-Q krivulja i specifikacije

Ukoliko za odabranu crpku postoje i ostale specifikacije (snaga-protok P-Q; uinkovitost-protok-Q),

priloiti ih u programu.

Za odabrani crpni sustav potrebno je nacrtati:

- montersku shemu (AUTOCAD)

Dimenzioniranje Vodospreme i Glavne Crpne Stanice

Documents

Transcript of Dimenzioniranje Vodospreme i Glavne Crpne Stanice