Программа для студентов Vкурса специальности 270112 водоснабжение и водоотведение
| Вид материала | Программа |
- Программа по курсу для студентов Vкурса специальности 290800. Водоснабжение и водоотведение, 72.47kb.
- Рабочая программа для студентов IV курса по специальности 290800 "Водоснабжение и водоотведение", 86.94kb.
- Технический универстет путей сообщения, 98.98kb.
- Рабочая программа для студентов Vкурса специальности, 201.4kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Гидравлика» для специальности (направления) 270109, 3150.47kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Гидравлика» для специальности (направления) 270109, 2594.11kb.
- Рабочая программа и задание на курсовой проект с методическими указаниями на выполнение, 596.27kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине «инженерная геодезия» для студентов 3 курса, 610.25kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине «Инженерная геодезия», 583.15kb.
- Рабочая программа преподавания дисциплины «Маркетинг» студентам специальности, 158.52kb.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕИ СООБЩЕНИЯ
Одобрено кафедрой Утверждено
«Теплоэнергетика деканом факультета
и водоснабжение «Транспортные
на железнодорожном сооружения и здания»
транспорте»
НАСОСЫ И ВОЗДУХОДУВНЫЕ СТАНЦИИ
Рабочая программа для студентов V курса специальности
270112 ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ
Москва 2006 г.
1. ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Насосные и воздуходувные станции являются важнейшими элементами современных систем водоснабжения и водоотведения. Это сложнейший комплекс гидротехнического и электротехнического оборудования, технические показатели и параметры которого во многом определяют надежность, долговечность и экономическую эффективность систем водоснабжения и канализации.
Дисциплина состоит из двух разделов: насосы и воздуходувки; насосные и воздуходувные станции.
Теоретической базой для изучения дисциплины является знание таких дисциплин, как гидравлика, электротехника, инженерная геология и гидрогеология, строительные материалы, водопроводные и канализационные сети, строительное производство, строительные конструкции зданий и сооружений.
Целью преподавания дисциплины «Насосные и воздуходувные станции» является подготовка специалистов в области проектирования, строительства и эксплуатации насосных и воздуходувных станций систем водоснабжения и водоотведения.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Изучив дисциплину, студент должен:
2.1 Знать устройство, принцип работы, конструктивное исполнение насосов и воздуходувного оборудования, правила проектирования и эксплуатации насосных и воздуходувных станций, требования к их строительству, перспективы развития насосостроения и компрессоростроения; соответствующие требования охраны труда, окружающей среды и техники безопасности.
2.2 Уметь эффективно использовать насосно – компрессорное оборудование, принимать обоснованные технико-экономическими расчетами проектные решения и режимы работы насосных станций, учитывать решающие факторы, определяющие режимы работы насосов в системах водоснабжения и водоотведения, и принимать оптимальное решение; использовать насосные и воздуходувные станции в системах железнодорожного водоснабжения и водоотведения; проектировать их, строить и эксплуатировать.
2.3 Иметь представление об истории развития водоснабжения и водоотведения, об интенсификации производства отрасли, экономии материальных ресурсов и энергии, об основных устройствах автоматики и телемеханики на насосных и воздуходувных станциях.
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
| Виды учебной работы | Всего часов | Курс V |
| Общая трудоемкость дисциплины | 130 | |
| Аудиторные занятия: | 20 | |
| Лекции | 12 | |
| Лабораторный практикум | 8 | |
| Самостоятельная работа: | 65 | |
| Курсовые проекты (количество) | 45 | 1 |
| Вид итогового контроля | | Зачет, экзамен |
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ
| № п/п | Раздел дисциплины | Лекции, ч | Лабораторный практикум, ч |
| 1 | Насосы и воздуходувки | 6 | 8 |
| 2 | Конструкции насосов и воздуходувок | - | - |
| 3 | Машины для перекачивания и сжатия газов | - | - |
| 4 | Насосные станции водоснабжения | 4 | - |
| 5 | Насосные станции водоотведения | 2 | - |
| 6 | Воздуходувные станции | - | - |
| 7 | Арматура и вспомогательное оборудование насосных и воздуходувных станций | - | - |
| 8 | Электроснабжение насосных станций | - | - |
| 9 | Принцип автоматизации работы насосных станций | - | - |
| 10 | Технико-экономические показатели работы насосных станций | - | - |
| 11 | Эксплуатация насосных станций | - | - |
- СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
РАЗДЕЛ 1.
Определение насоса как одного из видов гидравлических машин. Классификация насосов по принципу действия.
Краткая характеристика развития насосостроения.
Применение насосов и воздуходувок в системах водоснабжения и водоотведения.
Основные параметры, характеризующие работу насосов: подача, напор, (определение напора по показаниям вакуумметра и манометра или двух манометров); мощность, коэффициент полезного действия насоса и насосной установки.
Центробежные насосы. Принцип работы центробежного насоса, его основные конструктивные элементы.
Классификация центробежных насосов и область их применения.
Схема насосной установки, ее основные параметры.
Основные энергетические параметры центробежных насосов: подача, напор, потребляемая мощность, мощность на валу насоса и полезная мощность, КПД насоса и насосной установки.
Определение потребного расчетного напора насосной установки.
Графические характеристики центробежных насосов. Зависимость напора, мощности на валу и КПД насоса от его подачи. Рабочая часть характеристики Q-H насоса.
Вакуумметрическая высота всасывания. Явление кавитации и меры борьбы с ней. Кавитационные характеристики и способы их построения. Допустимая вакуумметрическая высота всасывания насоса. Определение допустимой геометрической высоты всасывания.
Графическая характеристика Q-H трубопровода. Работа насоса на сеть. Определение рабочей точки насоса.
Влияние изменения уровня воды в источнике и в напорном резервуаре на режим работы насоса.
Параллельная и последовательная работа центробежных насосов. Построение суммарных напорных характеристик насосов при их последовательном и параллельном соединении.
Зависимость подачи, напора и мощности от частоты вращения рабочего колеса. Пересчет энергетических характеристик центробежного насоса на новое число оборотов.
Закон кинематического и геометрического подобия. Понятие о коэффициенте быстроходности. Классификация насосов по коэффициенту быстроходности.
Изменение энергетических характеристик центробежного насоса при изменении диаметра рабочего колеса. Расчет срезки рабочего колеса насоса. Рекомендуемая величина обточки рабочего колеса. Рабочие поля характеристик Q-H насосов.
Основные способы регулирования подачи насосов и области их применения.
РАЗДЕЛ 2.
Основные конструктивные элементы центробежных насосов: рабочее колесо, вводы, отводы, уплотнения вала, подшипники, осевые силоразгрузочные устройства.
Конструкции насосов консольных, моноблочных, двухстороннего входа, вертикальных.
Скважинные насосы – полупогружные, погружные. Конструктивные особенности, область применения, установка в скважине.
Особенности конструкций насосов, применяемых для перекачки загрязненных и агрессивных жидкостей.
Осевые и диагональные насосы, принцип работы и область применения, особенности пуска и регулирование подачи.
Вихревые насосы. Конструктивные особенности, принцип работы, достоинства и недостатки, область применения.
Струйные насосы: водо-водяные элеваторы (гидроэлеваторы), воздушно-водяные (эжекторы). Схемы устройства и принцип работы, расчет и область применения.
Объемные насосы: возвратно – поступательные (поршневые, плунжерные, насосы - дозаторы), роторно-вращательные (винтовые, шестеренные, коловратные, шланговые, пластинчатые).
Шнековые и вибрационные насосы, схема работы, область применения.
Воздушные водоподъемники: эрлифты, вытеснители. Схемы и принцип работы вытеснителей и эрлифтов. Схемы оборудования эрлифтовых установок. Особенности применения эрлифта для перекачки сточных вод и ила на очистных сооружениях. Определение максимальной подачи и область применения эрлифта.
Насосы, применяемые в строительстве: грунтовые, песковые, растворонасосы, бетононасосы. Особенности их конструкции и работы.
Вакуум-насосы и компрессоры. Основные виды компрессоров, схемы их работы. КПД. Водокольцевые вакуум-насосы, схема соединения их с насосными агрегатами. Воздуходувки. Трубовоздуходувки.
РАЗДЕЛ 3.
Классификация водопроводных насосных станций. Назначение и особенности проектирования насосных станций I и II подъема, циркуляционных оборотного водоснабжения, станций подкачки. Методы определения расходов, высоты подъема воды и регулирующей емкости резервуаров по интегральному и ступенчатому графикам водопотребления и водоподачи. Определение количества рабочих и резервных насосов. Определение расчетной подачи и напора насосов. Подбор насосов по каталогам или сводным графикам полей Q-H насосов. Построение графика совместной работы насосов и трубопроводов. Анализ режима работы насосных агрегатов.
Определение отметки оси насоса при условии его бескавитационной работы.
Схемы размещения насосных агрегатов в насосной станции. Размещение всасывающих и напорных коммуникаций в машинном зале и в специальных камерах. Требования к проектированию всасывающих и напорных трубопроводов и их переключение по условиям обеспечения расчетной производительности. Определение числа ремонтных участков на водоводе с переключениями для обеспечения заданного минимума подачи при аварийном выключении одного из участков.
Проверка обеспечения требуемой подачи насосной станции при пожаротушении и восстановлении противопожарного запаса. Условия пуска и остановки насосных агрегатов при закрытой и открытой задвижке. Нормальная и внезапная остановка насосных агрегатов, оборудованных обратным клапаном и без него.
Особенности проектирования насосных станций, оборудованных вертикальными насосами.
Насосные станции над артезианскими скважинами.
Гидропневматические установки в системах водоснабжения. Системы постоянного и переменного давления. Определение вместимости напорно-регулирующего бака, максимального и минимального давлений.
Требования к устройству строительной части водопроводных насосных станций. Бытовые и подсобные помещения.
Отопление и вентиляция насосных станций.
РАЗДЕЛ 4.
Схемы устройства и классификация насосных станций водоотведения. Выбор места расположения насосных станций. Особенности проектирования насосных станций водоотведения.
Расчет производительности насосной станции. Выбор режима работы насосов и определение емкости приемных резервуаров. Определение расчетной подачи и напора насосов. Подбор канализационных насосов и электродвигателей к ним по каталогам.
Построение графических характеристик Q-H совместной работы насосов и трубопроводов. Анализ режимов работы насосов. Построение графика часового притока и откачки, расчет частоты включения насосов в зависимости от вместимости приемного резервуара.
Размещение насосных агрегатов в плане и по высоте из условия надежности работы станции и ее безопасной эксплуатации.
Устройство аварийного выпуска и отключение подводящего коллектора.
Требования к проектированию помещений приемных резервуаров и решеток, решеток-дробилок, места установки дробилок, удаление мусора.
Требования к устройству всасывающих и напорных трубопроводов. Устройство хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения на станциях водоотведения.
Особенности проектирования насосных станций водоотведения, оборудованных шнековыми насосами.
Особенности устройства насосных станций для перекачивания атмосферных и дренажных вод. Насосные станции для перекачки осадков и активного ила.
Бытовые и подсобные помещения на насосной станции.
Отопление и вентиляция решеток и машинного зала.
РАЗДЕЛ 5.
Назначение воздуходувных и компрессорных станций в системах водоснабжения и водоотведения. Устройство и основные типы воздухонагнетателей, используемых в системах водоснабжения и канализации.
Определение расчетных параметров и выбор рабочих и резервных воздухонагнетателей.
Определение режимов совместной работы воздухонагнетателей и воздуховодов. Регулирование работы воздуходувных станций. Схемы компоновки воздуходувных станций и их размещение на станциях очистки природных и сточных вод.
Требования к забору и очистке воздуха. Фильтры. Проектирование всасывающих и напорных воздуховодов. Особенности расчета и конструирования воздуховодов.
Компрессорные станции при воздушных водоподъемниках.
РАЗДЕЛ 6.
Запорно-регулирующая арматура трубопроводов.
Контрольно-измерительная аппаратура.
Расходомеры; конструкция расходомеров; достоинства и недостатки; точность измерения; требования к месту их установки.
Способы заливки центробежных насосов перед пуском. Выбор вакуум-насосов.
Грузоподъемные и транспортные механизмы.
Дренажные установки.
Маслоохладительные установки.
РАЗДЕЛ 7.
Особенности электроснабжения насосных станций; двигатели, применяемые на насосных станциях. Электроснабжение при высоком и низком напряжениях. Распределительные устройства. Щиты управления насосными агрегатами и электроснабжением. Выбор мощности трансформаторов в условиях переменного режима работы насосных агрегатов. Коэффициент мощности. Определение необходимых размеров помещений для распределительных и щитовых устройств и трансформаторных пунктов.
РАЗДЕЛ 8.
Принцип автоматизации насосных станций. Классификация насосных станций по степени автоматизации, приборы автоматического контроля и подачи команд, применяемые на насосных станциях. Схемы автоматизации насосных станций. Телеуправление, связь с диспетчерским пунктом и другими сооружениями систем водоснабжения и водоотведения.
РАЗДЕЛ 9.
Технико-экономические показатели работы насосных станций: КПД насосных агрегатов и насосных станций, удельная норма расхода электроэнергии, коэффициент использования рабочей и установленной мощностей. Определение стоимости 1м3 поданной или отведенной воды. Сметная стоимость насосной станции. Технико-экономический анализ вариантов режима работы насосных станций.
РАЗДЕЛ 10.
Надежность работы насосных станций. Показатели надежности. Эксплуатационный персонал. Организация профилактического и капитального ремонтов. Охрана труда работников эксплуатации.
Мероприятия по технике безопасности.
- ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
| № п/п | Номер раздела дисциплины | Лабораторная работа |
| 1 | 1 | Нормальное испытание центробежного насоса с построением графических характеристик. |
| 2 | 1 | Определение аналитического выражения рабочей части напорной характеристики центробежного насоса. |
| 3 | 1 | Испытание двух центробежных насосов с построением суммарной напорной характеристики при параллельной работе. |
| 4 | 1 | Испытание двух центробежных насосов с построением суммарной напорной характеристики при последовательной работе. |
| 5 | 1 | Кавитационные испытания центробежного насоса. |
5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
С целью закрепления и углубления теоретических знаний, полученных в процессе изучения учебной, нормативной и другой литературы, а также получения практических навыков в проектировании насосных станций программой предусмотрено выполнение курсового проекта водопроводной или канализационной насосной станции.
При выполнении курсового проекта необходимо:
в соответствии с графиком водопотребления или водопритока определить режим работы насосной станции и ее расчетную подачу;
установить параметры Q и Н насосов для принятых режимов работы и по каталогам подобрать насосы;
произвести гидравлический расчет всасывающих и напорных трубопроводов;
определить геометрическую высоту подъема воды, проверить кавитационный запас;
построить график совместной работы насосов и водоводов, проанализировать работу насосных агрегатов при расчетных случаях;
в графической части проекта насосной станции решить вопросы компоновки коммуникаций, насосных агрегатов, вспомогательного оборудования, грузоподъемных устройств, электротехнических, вспомогательных и бытовых помещений.
6. УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКРЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.
6.1 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
- Кадыков В.Т. Примеры гидравлического расчета насосных установок и насосных станций. Учебное пособие. РГОТУПС, 2006.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
- Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции. М.: Стройиздат, 1986.
- Турк В.И. Минаев А.В., Карелин В.Я. Насосы и насосные станции. - Изд. 4-е. М.: Стройиздат, 1986.
- Карелин В.Я., Новодерёжкин Р.А. Насосные станции с центробежными насосами.- М.: Стройиздат, 1983.
- Лобачев В.П. Насосы и насосные станции. М.: Стройиздат, 1990.
- Карасев Б.В. Насосные и воздуходувные станции, Минск, 1990.
- Тихоненков Б.П. Проектирование насосных станций систем водоснабжения и водоотведения. Учебное пособие. МГСУ, 2002.
- Залуцкий Э.В., Петрухно А.И. Насосные станции. Курсовое проектирование. Киев: Выща школа, 1987.
- Виноградов М.И. Насосы и насосные станции. Расчет режима работы центробежных насосов. Методические указания. ВЗИИТ, 1983.
- Семидуберский М.С. Насосы, компрессоры, вентиляторы. М.»Высшая школа», 1974.
- Бобровский С.А., Соколовский С.М. Гидравлика, насосы и компрессоры. Изд-во «Недра». М.: 1972.
СПРАВОЧНО-ИНФОРМАЦИОННАЯ
- СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.-М.: Стройиздат, 1985.
- СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения.-М.: Стройиздат, 1986.
7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лаборатория гидравлики и водоснабжения.
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Основным видом учебной работы студентов-заочников является самостоятельное изучение дисциплины, включающее работу с учебником, учебными пособиями, справочной литературой и т.д.
При работе с книгой вначале рекомендуется просмотреть весь материал, содержащийся в данном разделе, чтобы лучше в нем ориентироваться. Затем нужно приступить к подробному изучению каждого параграфа. При этом полезно составлять конспект по каждому разделу, где кратко излагаются основные положения, приводятся формулы, схемы и т.д.