水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、水泵與水泵站課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué)院：XXXXXXX學(xué)院 班級(jí)：農(nóng)業(yè)水利工程XXXX班 指導(dǎo)老師：XXX 姓名：XXX 學(xué)號(hào)：XXXXXXXXXX 目 錄一、灌溉泵站課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)示例11.1設(shè)計(jì)任務(wù)11.2.設(shè)計(jì)資料11.3要求2二、灌溉泵站課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)42.1熟悉資料42.2樞紐布置42.3設(shè)計(jì)流量的計(jì)算42.3.1毛灌水率42.3.2機(jī)灌灌水率52.3.3設(shè)計(jì)流量52.4確定水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程52.4.1平均實(shí)際揚(yáng)程52.4.2水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程72.5機(jī)組選型72.5.1水泵選型72.5.2選擇動(dòng)力機(jī)及傳動(dòng)設(shè)備92.6計(jì)算經(jīng)濟(jì)管徑102.7水泵安裝高程102.8確定泵房結(jié)構(gòu)形式122.9泵房?jī)?nèi)部

2、布置及各部分尺寸擬定122.9.1相對(duì)位置的確定122.9.2泵房?jī)?nèi)部布置132.9.3泵房各部分尺寸的確定142.10進(jìn)出水建筑物等的設(shè)計(jì)與布置162.10.1引渠162.10.2前池172.10.3進(jìn)水池172.10.4出水建筑物192.10.5支墩212.10.6鎮(zhèn)墩212.10.7其他布置：212.11.計(jì)算水泵工作點(diǎn)，進(jìn)行工況校核，泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)232.11.1水泵工作點(diǎn)的確定與工況校核232.11.2水泵運(yùn)行調(diào)節(jié)232.12泵站整體穩(wěn)定分析242.13按設(shè)計(jì)任務(wù)要求繪制設(shè)計(jì)圖、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)24一、灌溉泵站課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)示例 1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 某灌溉泵站設(shè)計(jì)。 1.2.設(shè)計(jì)資料 1.2

3、.1基本情況。 本區(qū)地勢(shì)較高，歷年旱情比較嚴(yán)重，糧食產(chǎn)量低。根據(jù)規(guī)劃，擬從附近湖中揚(yáng)水灌溉該區(qū)的6.7萬(wàn)畝農(nóng)田，使之達(dá)到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的目的。 機(jī)電揚(yáng)水灌區(qū)內(nèi)主要作物有小麥、玉米、谷子和棉花等。灌區(qū)缺少灌溉制度，現(xiàn)參考附近老灌區(qū)的灌水經(jīng)驗(yàn)，制定出本灌區(qū)灌溉保證率為75%的灌溉制度。設(shè)計(jì)毛灌水率如表1所示。 表1 設(shè)計(jì)年內(nèi)毛灌水率灌水時(shí)間（日/月）1/3-15/416/4-10/611/6-30/71/9-30/915/11-10/12灌水率L/（s·千畝）30.0022.0016.522.530.75 1/500的站地地形圖（從略）1.2.2地質(zhì)及水文資料。根據(jù)可能選擇的站址，布置6個(gè)鉆

4、孔。由地質(zhì)柱狀圖（從略）明顯的看出，3m以內(nèi)表土主要是粘壤土，經(jīng)土工試驗(yàn)，得到的有關(guān)物理指標(biāo)為粘壤土的內(nèi)摩擦角為，承載力為200KN/m2。站址附近的地下水位多年平均在307.2m左右（系黃海高程）。 1.2.3氣象資料。 夏季多年平均旬最高氣溫為，春、秋季干旱少雨，年平均降雨量為524mm，降雨年內(nèi)分配極不均勻，每年7、8、9月的降雨量占全年降雨量的80%以上。年平均無(wú)霜期為200天左右，多年平均最低氣溫為，最大凍土深度為0.44m。平均年地面溫度為，平均年日照時(shí)數(shù)為2600.4h。累計(jì)年平均輻射總量為527.41kJ/cm，平均日照百分率為59%。熱量和積溫都比較豐富，能滿足一年兩熟作物生

5、長(zhǎng)的需要。1.2.4水源。灌區(qū)西北有一湖泊，是規(guī)劃灌區(qū)的水源，其水量充沛。灌溉保證率為75%時(shí)的湖泊月平均水位如表2所示。表2 湖泊月平均水位（保證率75%）月份123456789101112水位（m）308.9308.9309.2309.3309.5309.7312.0312.0313.2309.8309.8308.9灌溉保證率為90%時(shí)，灌溉時(shí)間旬平均最低水位為308.8m。5年一遇的旬平均最高水位達(dá)312.5m，夏季多年旬平均最高水溫為。 1.2.5其他資料 （1）根據(jù)規(guī)劃，為保證揚(yáng)水后自流灌溉，出水池水位均不應(yīng)低于327m。 （2）站址附近有6.3kV高壓電力通過(guò)，已經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)，可

6、供泵站使用。 （3）該地區(qū)勞動(dòng)力充足，交通方便，除水泥、金屬材料以及泵站建設(shè)中所需的特殊材料外，當(dāng)?shù)乜商峁┐u、石、瓦、木材等建筑用材。 （4）根據(jù)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行特性，每天按24h運(yùn)行設(shè)計(jì)。 1.3要求要求每個(gè)同學(xué)獨(dú)立完成泵站設(shè)計(jì)中初設(shè)階段的部分內(nèi)容，成果包括設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。1.3.1圖紙 （1）樞紐平面布置圖（在1/500地形圖上繪出）。 （2）泵房平面圖，泵房縱、橫剖面圖。 1.3.2設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（1）概述建站目的，設(shè)計(jì)任務(wù)，資料分析，設(shè)計(jì)所依據(jù)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。 （2）機(jī)電設(shè)備選擇的依據(jù)和計(jì)算。 （3）泵站各建筑的型式、結(jié)構(gòu)選擇的依據(jù)、計(jì)算結(jié)果及其草圖。 （4）泵房尺寸擬定的依據(jù)和設(shè)備布置

7、的說(shuō)明。 （5）驗(yàn)證機(jī)組選擇的合理性，并說(shuō)明其在使用中應(yīng)注意的問(wèn)題。二、灌溉泵站課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)2.1熟悉資料對(duì)所建站的基本情況要做到心中有數(shù)，并對(duì)資料進(jìn)行科學(xué)分析。2.2樞紐布置因?yàn)槿鄙俚匦钨Y料，故省略。 2.3設(shè)計(jì)流量的計(jì)算2.3.1毛灌水率為了便于選擇同型號(hào)水泵，作出灌水率圖，按以下原則將灌水率圖修正成等階梯形狀，具體修改原則如下： （1）灌水日期的移動(dòng)或者灌水時(shí)間的變動(dòng)，不應(yīng)影響作物的正常需水（變動(dòng)天數(shù)不超過(guò)2-3天）。 （2）各次灌水的灌水率數(shù)值不應(yīng)相差太大（最小灌水率不應(yīng)小于最大值的40%），以使渠道流量比較平穩(wěn)，泵站機(jī)組利用率較高。（3）修正后的灌水率應(yīng)適應(yīng)我國(guó)目前的管理水平，對(duì)旱

8、作灌區(qū)，一般的灌水率在2035 L/(s·千畝)之間。修正后毛灌水率圖如圖1。圖1 修正后毛灌水率圖2.3.2機(jī)灌灌水率按每天開(kāi)機(jī)小時(shí)數(shù)，將修正后的毛灌水率換算成機(jī)灌灌水率，繪制機(jī)灌灌水率圖。公式為： 式中 修正后的設(shè)計(jì)毛灌水率，L/(s·千畝)； 機(jī)組每天開(kāi)機(jī)的小時(shí)數(shù)，h。 因?yàn)闄C(jī)組每天運(yùn)行時(shí)間等于24h，代入數(shù)據(jù)，求得：，從而機(jī)灌灌水率圖與修正灌水率圖相同，此處作圖省略。2.3.3設(shè)計(jì)流量取灌水率圖中最大的灌水率來(lái)計(jì)算泵站的設(shè)計(jì)流量。公式為： 式中 修正后的最大灌水率，L/(s·千畝)； 設(shè)計(jì)的灌水面積，千畝。代入數(shù)據(jù)，求得：設(shè)計(jì)流量。此時(shí)，化標(biāo)準(zhǔn)單位可得：

9、2.4確定水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程2.4.1平均實(shí)際揚(yáng)程計(jì)算平均實(shí)際揚(yáng)程公式為： 式中 相應(yīng)時(shí)段時(shí)的出水池水位與進(jìn)水池水位之差，m； 相應(yīng)時(shí)段時(shí)的泵站供水流量，L/s； 不同灌溉時(shí)段的泵站工作天數(shù)，天。具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表3。表3 平均實(shí)際揚(yáng)程計(jì)算表月份123456水位H（m）308.9308.9309.2309.3309.5309.7灌水率qiL/(s·千畝)0 030 30 22 22 2216.5 H實(shí)i18.118.117.817.717.517.3ti00311515311020Qi00201020101474147414741105.5H實(shí)itiQi0039.8719.1214.162

10、8.79.1713.84Qiti002.241.080.801.640.530.86月份789101112水位H（m）312.0312.0313.2309.8309.8308.9灌水率qiL/(s·千畝)16.5022.5030.7530.75H實(shí)i151513.817.217.218.1ti3103001610Qi1105.501507.502060.252060.25H實(shí)itiQi18.45022.49020.4713.39Qiti1.2301.6301.190.74 注：I. II. III. IV. 由表格計(jì)算可得：2.4.2水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程確定水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程，公式為： 式中

11、管路沿程和局部水頭損失，m； 管路水頭損失占平均實(shí)際揚(yáng)程的百分比，其值可 按表4初定，取k=0.05。 表4 k 值 選 擇水泵規(guī)格水泵出口直徑（mm）<200200350>350<100.30.50.20.40.10.2510300.20.40.150.300.050.15>300.10.30.10.20.030.10注：揚(yáng)程低或直徑小者用大值，反之用小值。代入數(shù)據(jù)，求得：設(shè)計(jì)揚(yáng)程：。 2.5機(jī)組選型2.5.1水泵選型（1）水泵選型的原則a.在設(shè)計(jì)揚(yáng)程下，能滿足設(shè)計(jì)流量的要求。b.當(dāng)實(shí)際揚(yáng)程變化時(shí)，水泵能在高效區(qū)內(nèi)工作。c.在能夠適應(yīng)灌溉流量變化的前提下，盡量選用較大

12、的水泵，以減少臺(tái)數(shù)，節(jié)省基建、維修費(fèi)用，另外大泵的效率較高。d.在一個(gè)泵站中，盡可能選用同型號(hào)的水泵。e.如進(jìn)水池的水位變化幅度較小時(shí)，優(yōu)先選用臥式機(jī)組。f.在滿足流量和揚(yáng)程的前提下，盡量選用吸水性能好的水泵。（2）水泵優(yōu)選根據(jù)修正后的灌水率圖，取最大灌水率為： 最大設(shè)計(jì)流量為： 所以水泵初選臺(tái)數(shù)方案有四種： 方案一：4臺(tái)24sh28水泵（1臺(tái)備用）； 方案二：5臺(tái)20sh-13A水泵（1臺(tái)備用）； 方案三：6臺(tái)20sh19水泵（1臺(tái)備用）； 方案四：7臺(tái)14sh-19A水泵（1臺(tái)備用）。討論兩種方案的可行性及優(yōu)選，見(jiàn)表5。表5 水泵臺(tái)數(shù)方案初選比較方案一方案二方案三方案四臺(tái)數(shù)3+1(備用)4

13、+1（備用）5+1（備用）6+1(備用)型號(hào)24sh2820sh-13A20sh1914sh-19A水泵揚(yáng)程H21m26m27m20m流量Q2880m3/h2230m3/h1620m3/h1440 m3/h軸功率N195kW186kW148kW94kW配套功率P220kW220kW190kW125kW額定轉(zhuǎn)速n970r/min970r/min970r/min1450r/min效率84.5%85%80%82%允許吸上真空高度Hs2.5m4m4m3.5m葉輪直徑D450mm550mm465mm345mm總流量Q總8640m3/h8920m3/h8100m3/h8640m3/h在上述四種方案中，方案

14、二由于，較設(shè)計(jì)流量偏大較多，造成水資源浪費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用的劇增，顯然不合理。方案四中葉輪直徑D與進(jìn)出水管道直徑也相差較多，一方面密封效果不好，同時(shí)進(jìn)入水泵時(shí)水流不穩(wěn)定，容易發(fā)生汽蝕，并且降低水泵的效率，故此方案也排除。方案一相對(duì)于方案三而言，其允許吸上真空高度較低，根據(jù)灌區(qū)的地形地質(zhì)條件決定水泵的安裝高程可能受到限制，同時(shí)3臺(tái)水泵基建費(fèi)用較低，就會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)偏高。綜合分析比較，選擇方案三：5臺(tái)20sh19型離心水泵，另外購(gòu)置一臺(tái)備用。2.5.2選擇動(dòng)力機(jī)及傳動(dòng)設(shè)備（1）動(dòng)力機(jī)在電源方便的地方，應(yīng)優(yōu)先考慮選配電動(dòng)機(jī)。在缺電或少電地區(qū)，可以利用其他類型的能源和相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)。根據(jù)水泵的性能參數(shù)，由

15、式初步選定動(dòng)力機(jī)的功率P： 式中 P動(dòng)力機(jī)的功率，kW； K備用系數(shù)，按表6查取k=1.05； N水泵的軸功率，kW； 水泵的效率。表6 水泵配備動(dòng)力功率配用系數(shù)K水泵軸功率（kW）<5510101550100>100K（電動(dòng)機(jī)）21.31.31.151.151.101.101.051.05K（柴油機(jī)）-1.21.151.161.121.121.101.1代入數(shù)據(jù)，求得：電動(dòng)機(jī)的功率P=194kW,與20sh19水泵的配套功率P=190kW接近，故選擇JS126-4三項(xiàng)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)高效、節(jié)能、噪音小、振動(dòng)小、工作可靠且維護(hù)方便。（2）傳動(dòng)設(shè)備為了更好地緩沖與減震，采

16、用圓柱銷彈性聯(lián)軸器。 2.6計(jì)算經(jīng)濟(jì)管徑為了減少水頭損失，提高灌區(qū)的灌溉效率，需要確定進(jìn)出水管道的經(jīng)濟(jì)流速與經(jīng)濟(jì)管徑。通常，需要通過(guò)回歸運(yùn)算確定：當(dāng)基建費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用之和與運(yùn)行年限之比最小值時(shí)取得經(jīng)濟(jì)流速，進(jìn)而計(jì)算經(jīng)濟(jì)管徑。實(shí)際工程中常取進(jìn)水口流速1.01.5m/s，出水口流速1.53.0m/s。由公式計(jì)算經(jīng)濟(jì)管徑： 式中 D分別為進(jìn)、出口直徑，mm； V分別為進(jìn)、出口經(jīng)濟(jì)流速，m/s； Q單臺(tái)水泵流量，m3/h。那么，分別取代入數(shù)據(jù)，求得：，??； ，取。2.7水泵安裝高程水泵的安裝高程應(yīng)以水源水位較低時(shí)為準(zhǔn)推求，以保證在灌溉期間水泵均不發(fā)生汽蝕。查水泵產(chǎn)品樣本知，水泵允許汽蝕余量為在標(biāo)準(zhǔn)大氣

17、壓下最大允許吸上高度，公式為： 式中 水泵允許汽蝕余量； 水泵進(jìn)口流速，取1.5m/s； 最大允許吸上高度。代入數(shù)據(jù)，求得：=6.11m。在本灌區(qū)中，海拔為300m左右，；大氣壓修正。整個(gè)灌溉季節(jié)水溫可以認(rèn)為恒定，即水溫修正修正后的允許吸上真空高度公式為： 代入數(shù)據(jù)，求得：修正后允許吸上真空高度=5.81m。假定水泵處于高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行，即認(rèn)定水泵的效率一直較高，水泵一直以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，那么有，故轉(zhuǎn)速修正項(xiàng)可忽略。泵的允許吸水高度公式為： 式中 最大允許吸上高度； 吸水管水頭損失，用計(jì)算。對(duì)于吸水部分管道，其管長(zhǎng)較小，沿程水頭損失忽略不計(jì)，只計(jì)局部損失系數(shù)，其中各局部損失系數(shù)取值如下，喇叭進(jìn)口=0

18、.1，漸變管長(zhǎng)=0.25；90°彎頭=0.2，無(wú)底閥濾網(wǎng)=2。那么h吸=0.29m。代入數(shù)據(jù)，求得：=5.41m。根據(jù)泵站設(shè)計(jì)規(guī)范，一般需預(yù)留0.3m的安全高度。故：=5.11m。水泵的安裝高程公式為： (10)式中 水泵安裝高程，m 各時(shí)期水源的最低水位，查表2取。代入數(shù)據(jù)，求得：水泵的安裝高程314.01m，實(shí)際安裝高程取314m。 2.8確定泵房結(jié)構(gòu)形式 一方面，水源水位變幅（=312.5-308.8=3.7m），遠(yuǎn)小于水泵的有效揚(yáng)程，另一方面，水泵為臥式離心機(jī)組，同時(shí)為了更好地通風(fēng)、采光與防潮，根據(jù)灌區(qū)的地形，水文及地質(zhì)條件，選擇分基型泵房。 2.9泵房?jī)?nèi)部布置及各部分尺寸擬

19、定泵房?jī)?nèi)部布置和各部分尺寸擬定，應(yīng)滿足機(jī)組安裝、運(yùn)行、檢修之要求，滿足通風(fēng)、采光和電器設(shè)備、輔助設(shè)備布置的要求，同時(shí)應(yīng)滿足建筑規(guī)范。 2.9.1相對(duì)位置的確定根據(jù)灌區(qū)地形與地質(zhì)特點(diǎn)，采用一端布置。 2.9.2泵房?jī)?nèi)部布置 （1）泵房的結(jié)構(gòu)形式 泵房采用磚混結(jié)構(gòu)。 （2）主機(jī)組的布置 所選水泵臺(tái)數(shù)為5臺(tái)，故采用一列布置。（3）交通道為了方便運(yùn)行管理人員來(lái)回巡視，在進(jìn)水側(cè)與出水側(cè)均設(shè)有交通道。主交通道寬度=2.5m，副交通道寬度=1.5m。（4）排水溝和集水井為了排除水泵水封用廢水和管閥漏水，在主廠房?jī)?nèi)設(shè)置排水溝，包括排水干溝與排水支溝，支溝沿機(jī)組基礎(chǔ)四周和廠房橫向布置，干溝沿廠房縱向布置。在干溝

20、末端檢修間地下修建集水井，并由排水水泵排除,具體布置詳見(jiàn)泵房平面圖（圖號(hào)01）。 （5）起重設(shè)備 泵房?jī)?nèi)，主機(jī)組及管道附件等設(shè)備的安裝及檢修都需要起重設(shè)備，選擇起重設(shè)備的依據(jù)是，泵房?jī)?nèi)最終設(shè)備的重量機(jī)組臺(tái)數(shù)和必須的起吊高度。采用SDQ-3型手動(dòng)單梁起重機(jī)，起重機(jī)跨度6m，起升高度310m。 （6）充水系統(tǒng) 為了更好的啟動(dòng)水泵，需要設(shè)置充水系統(tǒng)。充水系統(tǒng)包括真空泵和真空管網(wǎng)，本泵站采用水環(huán)式真空泵充水，且將其布置在檢修間的地下。其中水環(huán)式真空泵抽氣裝置如下圖2，并且此真空泵與各臺(tái)水泵并聯(lián)，在啟動(dòng)時(shí)，分別啟動(dòng)水泵。另外，為了安全起見(jiàn)，預(yù)留一臺(tái)真空泵備用。采用水環(huán)式真空泵，選用SZ-1型水環(huán)式真空泵

21、，其配帶動(dòng)力4kW，轉(zhuǎn)數(shù)1450r/min，泵重140kg。（7）電纜溝 將電纜放置在進(jìn)線盒一側(cè)的人行過(guò)道下的電纜溝內(nèi)，在電纜溝上鋪設(shè)蓋板。 2.9.3泵房各部分尺寸的確定 （1）泵房長(zhǎng)度L泵房的長(zhǎng)度主要根據(jù)機(jī)組的長(zhǎng)度（軸向）、機(jī)組之間間距和檢修間長(zhǎng)度加以確定，5臺(tái)水泵布置成一列，計(jì)算公式為： (11)式中 n水泵的臺(tái)數(shù)，取n=5； L0機(jī)組長(zhǎng)度，查類產(chǎn)品樣品取L0=3m； L1機(jī)組之間的間距，取L1=2m； L2機(jī)組頂端到副廠房和檢修間距離，取L2=2m； L3檢修間長(zhǎng)度，取L3=Ls，其中Ls為機(jī)組中心距，常取 Ls=5m，那么L3=5m； L4配電室長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)時(shí)可取檢修間長(zhǎng)度，L4=5m

22、。 代入數(shù)據(jù)，求得：水泵廠房的長(zhǎng)度。 （2）泵房跨度B泵房的跨度指兩側(cè)墻定位軸線之間的距離，計(jì)算公式為： (12)式中 主、副交通道的寬度，其中主交通道， 副交通道； 進(jìn)、出水管漸變段寬度，常??； 水泵的寬度，查泵類產(chǎn)品樣本?。?逆止閥，收縮節(jié)與閘閥寬度，分別取， ，。代入數(shù)據(jù)，求得：泵房跨度。 （3）泵房高度 泵房的高度指從檢修間地坪到屋面大梁底緣的垂直距離。必須同時(shí)滿足起吊機(jī)組最大不見(jiàn)荷泵房墻開(kāi)窗自然通風(fēng)要求，計(jì)算公式為： (13) 式中 汽車貨箱底至檢修間地坪高度，取1.5m； 墊塊高度,取0.3m； 最大設(shè)備部件的吊環(huán)至設(shè)備底的高度，查樣本，取4m； 吊繩的最小長(zhǎng)度,取1.5m； 吊車

23、鉤至吊車頂?shù)母叨?，可從吊車樣本中查知，?m； 吊車頂至屋面大梁下緣的安全高度，查樣本,取0.8m。 代入數(shù)據(jù)，求得：泵房高度=9m。（4）泵房各部分高程 a.泵房地面高程 泵房地面高程的計(jì)算公式為： (14) 式中 水泵安裝高程，m； 泵軸線至泵底座的距離，m。查泵類產(chǎn)品可知=0.4m； 機(jī)組基礎(chǔ)頂面至地坪的距離，取0.3m。 代入數(shù)據(jù)，求得：泵房地面高程。 b.檢修間地面高程 檢修間地面高程的計(jì)算公式為： (15) 式中 Z檢修間高出泵房地坪的高度，常取Z=0.3m。 代入數(shù)據(jù)，求得：檢修間地面高程。2.10進(jìn)出水建筑物等的設(shè)計(jì)與布置2.10.1引渠 連接水源（湖泊）與泵站進(jìn)水池之間的部分

24、需要設(shè)計(jì)引渠。引渠的流量必須滿足設(shè)計(jì)要求，由于引渠段較低，采用混凝土材料修建，故設(shè)計(jì)時(shí)采用明渠均勻流公式。 (16)式中 Q出水池出水流量，按5臺(tái)水泵流量計(jì)算，即8100m3/h； 過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，即； C謝才系數(shù)，采用計(jì)算； R水力半徑，對(duì)于矩形渠道，采用將計(jì)算； i渠道縱坡，一般采用0.001； h均勻流水深，可近似按臨界水深計(jì)算，即，通過(guò)迭代計(jì)算求得引渠底寬b=3m,h=1.18m。引渠的設(shè)計(jì)高度公式為： (17)式中 安全超高，?。?風(fēng)浪爬高，渠道較低可忽略。代入數(shù)據(jù)，求得：引渠設(shè)計(jì)高度=1.68m，實(shí)施工程取1.7m。 2.10.2前池 （1）前池的類型：根據(jù)地形地質(zhì)及水文地質(zhì)特點(diǎn)，選

25、擇正向進(jìn)水前池，形式簡(jiǎn)單，施工方便且有利于水流平穩(wěn)流入水泵。 （2）前池?cái)U(kuò)散角：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)常采用，本泵站取。 （3）前池尺寸的確定 a.前池池長(zhǎng)的確定及邊壁形式 前池池長(zhǎng)L計(jì)算公式為： (18) 式中 B進(jìn)水池的寬度應(yīng)該滿足水流的銜接與過(guò)度，本設(shè)計(jì)采用主廠房的長(zhǎng)度。即B=25.0m。（B=21.3-1.25-6=14.05m）； b引渠底寬，由于直接從湖泊取水，所以取b=3。 代入數(shù)據(jù)，求得前池池長(zhǎng)L=33.6m，實(shí)際工程取33.5m。 b.池底縱坡 根據(jù)經(jīng)濟(jì)要求及地形地質(zhì)條件取。 c.前池邊壁形式a. 為了平順?biāo)?，翼墻建成直立式并和前池中心線成。 2.10.3進(jìn)水池 （1）進(jìn)水池的邊壁部分進(jìn)

26、水池的邊壁需結(jié)合水力條件并考慮經(jīng)濟(jì)與施工要求來(lái)綜合分析確定。為了平穩(wěn)水流的運(yùn)動(dòng)狀況，采用流型進(jìn)水池。（2） 進(jìn)水池尺寸確定 a.池寬 池寬計(jì)算公式為： B=（45)D(19) 式中 D進(jìn)口直徑，有經(jīng)濟(jì)管徑確定，即D=650mm。 代入數(shù)據(jù)，求得池寬B=5D=3250mm，實(shí)際施工取B=3400mm。b.進(jìn)水管至池底距離 進(jìn)水管至池底距離一般可用下式初步確定： (20)但事實(shí)上，吸水區(qū)的過(guò)水?dāng)嗝鏋榍蛐?，上述結(jié)果偏小，影響水泵進(jìn)水，所以一般情況下常采用P=0.62D=403mm。實(shí)際工程取P=0.4m。 c.進(jìn)水管口至后墻的距離 對(duì)于圖形邊壁，根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料可知時(shí)，水力條件最優(yōu)，即T=0.5D=0.

27、325m。 d.進(jìn)水管口淹沒(méi)深度對(duì)于圓形進(jìn)水池，由于池中水流的文東對(duì)池中生成漩渦的抑制作用，其臨界淹沒(méi)深度應(yīng)結(jié)合水流流態(tài)綜合考慮，一般可采，設(shè)計(jì)采用=3D=1.95m。 e.進(jìn)水池長(zhǎng)度 進(jìn)水池必須有足夠的有效容積才能確保水泵的正常啟動(dòng)及運(yùn)行，因此要求進(jìn)水池必須有足夠的長(zhǎng)度，其進(jìn)水池最小深度計(jì)算公式為： (21) 式中 k流量倍數(shù)，由水泵流量確定。當(dāng)Q<0.5m3/s時(shí)，k=2530；Q>0.5m3/s時(shí)，k=1520。設(shè)計(jì)時(shí)泵流量Q=1620m3/s=0.45m3/s，所以取k=20； 進(jìn)水管口淹沒(méi)深度； Q泵站總流量。即； B進(jìn)水池池寬。 代入數(shù)據(jù)，求得：進(jìn)水池長(zhǎng)度=11.5m。

28、 f.進(jìn)水池的構(gòu)造與布置 進(jìn)水池為漿砌塊石圬工結(jié)構(gòu)。邊壁為立式箱型，池底采用15cm厚的水泥砂漿抹面，以防沖刷和便于清淤，各個(gè)進(jìn)水池之間用隔墩分開(kāi)，隔墩的厚度采用1.6m厚的漿砌石。整個(gè)進(jìn)水池布置詳見(jiàn)泵站布置平面圖。 2.10.4出水建筑物（1）出水池類型：采用淹沒(méi)傾斜式出流方案，在出口處增設(shè)拍門、蝶閘。（2）出水池各部尺寸的確定 a.池長(zhǎng)L 傾斜出流水流流態(tài)有表面漩滾，而且形成范圍較長(zhǎng)的底部漩滾，池中水流較為紊亂。當(dāng)池中加設(shè)消能垂直臺(tái)坎時(shí)，底滾長(zhǎng)度顯著減小，通常采用下式計(jì)算水池長(zhǎng)度L： (22)式中 L1底滾長(zhǎng)度，常采用確定； L2穩(wěn)定段長(zhǎng)度，一般可采用L2=2（3D0-hp）； 關(guān)口出流傾

29、斜角度，采用； P管口下緣至池底的距離。此段距離主要是防止池 中泥沙或雜物淤塞出水口，一般采用P=10-20cm。 本設(shè)計(jì)取P=20cm； hp管口下緣至池底的高度，一般采用hp=0.5m； D0出水管直徑，采用并聯(lián)后的出水管直徑即 D0=977mm，實(shí)際工程取D0=1000mm。 代入數(shù)據(jù)，求得：L=4.92m，實(shí)際工程采用L=6m。 b.管口上緣最小淹沒(méi)深度Cmin ，實(shí)際工程取C=0.5m。 c.出水池寬度B=nB0，式中B0為最小單管出流寬度，用下式計(jì)算，B0=2.4D0=2.4m。那么出水池寬度B=12.0m。 d.出水池底板高程 式中 出水池的最低水位，m。 e.出水池池頂高程 (

30、23) 式中 安全超高。當(dāng)Q<1m3/s時(shí)，=0.4m；當(dāng)Q>1m3/s 時(shí)，采用=0.5m。設(shè)計(jì)中Q=2.25m3/s，故=0.5m。 水池高水位，由于缺少地形資料，不能確定。 （3）出水池的結(jié)構(gòu)： 出水池周壁可采用漿砌石圬工結(jié)構(gòu)，池底與邊坡采用50cm厚的漿砌塊石，池后渠首段用C30混凝土板護(hù)砌。 （4）出水池與灌溉干渠的銜接。 一般出水池都比較寬，需要在二者之間設(shè)置一過(guò)渡段。收縮角，本設(shè)計(jì)采用，過(guò)渡段長(zhǎng)度計(jì)算公式為： (24) 式中 b干渠寬度，此處近似按引渠底寬設(shè)計(jì)，即b=3m。 代入數(shù)據(jù)，求得：過(guò)渡段長(zhǎng)度lg=10.86m，實(shí)際工程取=11.0m。另外，在緊靠過(guò)渡段的干渠

31、中由于水流紊亂，可能形成沖刷，應(yīng)對(duì)其護(hù)砌，護(hù)砌材料為漿砌石，其長(zhǎng)度用下式估算： (45)(25) 式中 干渠的設(shè)計(jì)水深，可近似按引渠設(shè)計(jì)，取=1.18。代入數(shù)據(jù)，求得：護(hù)砌段長(zhǎng)度=5=5.9m。 2.10.5支墩 在出水管管路之間設(shè)置支墩，采用混凝土材料，包角為，支墩的埋置深度取0.3m，如果處在寒冷地區(qū)，支墩面放在凍土線以下。 2.10.6鎮(zhèn)墩 在管路的轉(zhuǎn)彎處和斜坡上的長(zhǎng)管段，為了消除管路在正常運(yùn)行和事故停機(jī)時(shí)，左右上下和位移，都必須設(shè)置鎮(zhèn)墩，以維持管路的穩(wěn)定。設(shè)計(jì)采用封閉式鎮(zhèn)墩。 2.10.7其他布置： （1）正心變徑管 一般因出水管直徑較泵出口直徑大，需要正心大小接管連接，其長(zhǎng)度L=6（D出D泵）=1110mm。（2）閘閥 為減小水泵啟動(dòng)時(shí)功率和正常停機(jī)時(shí)斷流，防止管內(nèi)水倒流時(shí)沖擊葉輪反轉(zhuǎn)，需在出水管路上設(shè)置閘閥。 （3）逆止閥 在出水管路設(shè)置逆止閥，其作用是事故停機(jī)時(shí)來(lái)不及關(guān)閉閥門，則逆止閥內(nèi)閘板受管內(nèi)回流的沖擊和本身自重作用，在短時(shí)間內(nèi)即自行關(guān)閉而隔斷水流，以防止水泵葉輪的倒轉(zhuǎn)。 常用逆止閥有旋起式和逆止式兩種，直徑大約400mm的逆止閥設(shè)有旁通閥。該閥經(jīng)常打開(kāi)，以減弱突然停機(jī)時(shí)，由于逆止閥板關(guān)閉產(chǎn)生的水錘壓力，同時(shí)用以放空管路中的通水。 （4）人孔 對(duì)于管徑大于800mm而且管路又較長(zhǎng)時(shí)