2020-04-07
219
Институт ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
Кафедра водных путей и водных изысканий
Дисциплина "Дноуглубление"
Курсовая работа
«Технический флот»
Вариант № 12
Выполнил: Кан П.Ю.
ст. гр. ГТ-32
Проверил: Соколов Ю.П.
Санкт-Петербург
2019 г.
Содержание
1.Расчет основного оборудования землесоса -3
1.1.Устройство землесоса -3
1.2.Определение диаметров напорного и всасывающего трубопроводов -6
1.3.Определение напора, развиваемого насосом -8
1.4.Определение основных размеров грунтового насоса -12
1.5.Определение мощности главного двигателя землесоса -14
2. Расчет основного оборудования многочерпакового снаряда -16
|
|
|
2.1.Устройство многочерпакового снаряда -16
2.2. Определение основных размеров черпака -19
2.3. Определение элементов черпаковой цепи и ее длины -22
2.4. Определение мощности черпакового двигателя -28
Список литературы -29
Расчет основного оборудования землесоса
Исходные данные:
производительность землесоса по грунту QГ =180 м3/ч;
длина плавучей части напорного LПЛ =130м;
Требуется определить:
расход водогрунтовой смеси QСМ (м3/ч);
диаметры напорного DН и всасывающего грунтопроводов DВС (м);
потребный напор, развиваемый насосом при работе землесоса на смеси 
(м);
основные размеры грунтового насоса; мощность главного двигателя 
(кВт).
Устройство землесоса
На землесосах используется гидравлический способ отделения грунта от дна и его отвода по трубопроводам к месту отвала.
Корпус речного землесоса имеет вырез (прорезь) для размещения в нем всасывающей трубы с охватывающей ее рамой. Главным рабочим органом землесоса является грунтовый насос центробежного типа, обеспечивающий всасывание водогрунтовой смеси и ее перемещение по грунтопроводам. Насос приводится в действие главным двигателем землесоса.
Входная часть насоса соединена со всасывающем грунтопроводом, а выходная – с напорным грунтопроводом. Основную часть всасывающего трубопровода составляет наклонная всасывающая труба, поворачивающаяся в вертикальной плоскости. Она через гибкое соединение сообщается с корпусным всасывающим трубопроводом, присоединенным к грунтовому насосу. На конце всасывающей трубы расположен всасывающий наконечник (грунтоприемник). Подъем и опускание наклонной всасывающей трубы на необходимую глубину осуществляется при помощи рамоподъемного устройства.
|
|
|
Напорный грунтопровод состоит из корпусной и плавучей части. К насосу присоединяется вертикально расположенный патрубок, за которым находится имеющее большой радиус кривизны колено, направляющее водогрунтовую смесь в горизонтально расположенный участок корпусного грунтопровода. Этот участок размещается на крыше верхней надстройки землесоса.
В кормовой части снаряда гидросмесь через два колена и наклонно расположенный грунтопровод, спускается вниз, к месту присоединения плавучего грунтопровода. С напорным корпусным грунтопроводом плавучий трубопровод соединен при помощи двух шаровых соединений.
Плавучий грунтопровод (рефулер) расположен на понтонах и его отдельные звенья (трубы) соединяются между собой при помощи гибких соединений. Понтон представляет собой два жестко соединенных вместе поплавка. Последний понтон рефулера, называемый концевым, оборудован двумя якорями, тросами и лебедками.
Принцип работы землесоса по извлечению и отводу грунта состоит в следующем. Грунтовый насос заливается водой и приводится в действие главным двигателем. С помощью рамоподъемного устройства всасывающая труба заглубляется в грунт. При работе заполненного водой насоса во всасывающей трубе создается вакуум. Над грунтоприемником действует атмосферное давление и давление столба воды, соответствующее глубине опускания грунтоприемника. Под действием разницы давлений вода, находящаяся перед грунтоприемником, начинает входить в него с определенной скоростью. Подтекающая к приемнику вода захватывает и увлекает за собой частицы грунта. Смесь частиц грунта с водой (гидросмесь) перемещается по всасывающему грунтопроводу к насосу. В насосе гидросмесь попадает на вращающиеся лопасти рабочего колеса и отбрасывается в начало корпусной части напорного грунтопровода, где создается повышенное (выше атмосферного) давление. Около выходного отверстия плавучего рефулера давление равно атмосферному. Под действием разницы давлений гидросмесь движется по напорному грунтопроводу к месту отвала грунта.
Схема устройства речного землесоса приведена на рис. 1.
Определение диаметров напорного и всасывающего трубопроводов
Необходимая площадь поперечного сечения напорного трубопровода 
(м2) находится из уравнения неразрывности:
,
где: 
– средняя скорость движения гидросмеси в напорном трубопроводе,м/с;
– производительность землесоса по гидросмеси, м3/ч.
Отсюда диаметр напорного грунтопровода 
(м) определяется по формуле
Производительность землесоса по гидросмеси 
связана с производительность земснаряда по пористому грунту QГ (м3/ч) зависимостью
,
где: Р –консистенция пористого грунта (содержание грунта в гидросмеси),%.
При проектировании землесосов расходная консистенция смеси по пористому грунту принимается равной P = 15 %.
м3/ч
При определении диаметра напорного трубопровода DН исходят из условия равенства скорости движения гидросмеси критической скорости гидротранспорта VКР, т.е. средней скорости движения смеси, при которой начинается выпадение частиц грунта из потока гидросмеси.
Ориентировочное значение критической скорости VКР (м/с) при консистенции P =15 % определяется по эмпирической формуле
|
|
|
м/с
В последующих расчетах технологии гидротранспорта значение критической скорости VКР уточняется с учетом принятого значения DН и крупности частиц грунта.
Формула для диаметра DН (м) имеет вид
Диаметр всасывающего трубопровода DВС (м) принимается обычно на 10% больше диаметра напорного трубопровода
= 1,1*0,3236 = 0,356 м
Увеличением диаметра DВС достигается уменьшение скорости гидросмеси во всасывающем трубопроводе с целью предотвращения развития кавитации в насосе и снижения потерь энергии на трение в самом трубопроводе.
