《取水工程》课程设计任务书

《水资源利用与保护》课程设计任务书

本课程设计的任务是根据所给定的原始资料设计某城市新建水源工程的取水泵房。

一、设计目的

本课程设计的主要目的是把《泵与泵站》、《水资源利用与保护》中所获得的理论知识加以系统化，并应用于设计工作中，使所学知识得到巩固和提高，同时培养同学们有条理地创造性地处理设计资料的独立工作能力。

二、设计基本资料

1、近期设计水量8万米3/日，要求远期12万米3/日（不包括水厂自用水）。

2、原水水质符合饮用水规定。河边无冰冻现象，根据河岸地质地形以决定采用固定式泵房由吸水井中抽水，吸水井采用自流管从取水头部取水，取水头部采用箱式。取水头部到吸水井的距离为100 米。

3、水源洪水位标高为73.2米（1%频率）；估水位标高为65.5米（97%频率）；常年平均水位标高为68.2 米。地面标高70.00。

4、净水厂混合井水面标高为95.20米，取水泵房到净水厂管道长380米。

5、地区气象资料可根据设计需要由当地气象部门提供。

6、水厂为双电源进行。

设计流量的确定和扬程的估计。

（1）设计流量Q。

考虑到输水干管漏损和净化场本身用水。取自用水系数α=1.05则：

近期设计流量为Q=1.05*80000/24=3500m^3/h=0.972m^3/s

远期设计流量为Q=1.05*12000/24=5250 m^3/h=1.458 m^3/s

(2)设计扬程

泵的扬程由所需要的静扬程和管道的水头损失。

1，泵的静扬程：由吸水井的水面和净水厂混合井的水面的高程差得到，吸水井的水面高度我们需要知道河水的洪水期和枯水期的水面高度以及自流管的水头损失来得到。在极端情况下，一条管检修，另外一条管承担75%的流量是时Q`=1.458 m^3/s*0.75=1093.5L/S。自流管的流速V=Q`/D,

我们在Q=1100L/S情况下查得Dg=900，v=1.73,1000i=3.67。壁厚为10mm

时，k=1。我们选择的钢管为DN900×10的，沿程水头损失为。

H=kil=1*100*3.67/1000=0.367m。还有格栅进入口和出水口的局部水头损失。查表得ζ1=0.5，ζ2=1.0，H=（ζ1+ζ2）V^2/（2g）=0.23m。平板格栅的水头损失为0.1m。总的水头损失为0.23+0.367+0.1=0.607m。

但是这是自流管，你的流速要达到1.73m/s，

通过坡度来实现的我们用谢才公式来V=C(RJ)^0.5来计算。其中根据曼宁公式C=（1/n）R^(1/6)=59.97。J=0.0037。h=100*0.0037=0.37

所以最低水位到吸水井的高差为H=0.607+0.37=0.997。所以泵所需要的静扬程为

枯水期：Hst=0.997+29.7=30.697m。

洪水期：Hst=0.997+22=22.997m

2．输水干管上的水头损失为。

我们根据输水管的极端情况一条检修一条为承担75%的流量是时Q`=1.458 m^3/s*0.75==1093.5L/S。输水管的流速一般在：

直径小于250mm时，为1.5～2.0m／s。

直径在250～1000mm时，为2.0～2.5m／s;

直径大于1000mm时，为2.0～3.0m／s

查表得的、Dg=800时v=2.19,1000i=6.85。厚度为10mm，我们选择的为铸铁管DN=800×10，k=1.0.

水头损失为h=kil=1*380*6.85/1000=2.603m

3.泵站内的水头损失粗估为2m。

则泵的扬程为：

枯水期：H=30.697+2.603+2+2（安全水头）=37.3m

洪水期：H=22.997+2.603+2+2（安全水头）=29.6m

泵与电机的选择。

我们选择泵的时候必须知道泵的管道特性曲线。为了是我们的泵满足我们的需求，泵的最大静扬程为Hst=30.697m。S=h/(Q^2)=5.53。H=30.697+5.53(Q^2)。我们知道泵的并联的流量之和并不是简单地叠加。在流量等于近期0.972m^3/s 和远期的1.458 m^3/s情况下我们所选择的并联后泵都能符合要求。前期与后期

流量之比为2:3。由于并联泵的数量比较少，所以我们前期为泵站机组为两用一备，后期为三用一备。在并联时每个泵的流量为0.486m^3/s。所以单泵工况点的流量是稍微大于0.486m^3/s。但是无论单个还是都落在高效段内。我们查表得泵的型号为：20sh-13.。

根据我们所选择的泵，我们的电机选择主要有JS-137-6，JR-137-6，JR-138-6，JS-138-6。由于为原型地下室。为了节省开挖量我们选择的是电机和泵的基础尺寸最小的哪一型号的电机，电机选型为JS-137-6。根据选型，我们可以得到我们泵的基础的尺寸（icon1）。

基础尺寸的确定。

根据泵与电机样本，计算20sh-13的平面尺寸为3960×1450。机组的总重为2340kg+1900kg=4300kg，W=4330*9.8=42434N

机组的深度H可以按照：H=3W/(LBγ)

其中L—基础长度，L=3.96m。

B---基础宽度，B=1.45m。

γ---基础所用材料的容重，我们选择的混凝土基础的γ=23520N/M^3.

通过计算H=0.98m。

吸水管路与压水管路的计算

（1）吸水管

已知Q1=1.458/3=0.486 m^3/s, 钢管DN600×10。

采用查表当Q=190L/S的时候Dg=600，V=1.68，1000i=5.72，厚度10mm，K=1 （2）压水管采用：查表当Q=190L/S的时候Dg=500mm。V=2.41，1000i=14.9