Файл: Бородулин, Я. Ф. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы учебник.pdf

по сечению трубы характеризуется кривой графика.

а — фракционный состав грунта по сечению трубы; б — средний диаметр частиц

При неправильно выбранном (завышенном) значении диаметра грунтопровода «мертвый слой» возникает обязательно. Транспортиро­ вание пульпы в этом случае возможно, но высота «мертвого слоя» не должна превышать четверти, в крайнем случае, трети диаметра трубы.

§ 94. Основные определения

Объем пульпы или воды, подаваемой через грунтопровод за единицу

трах в час. Расход, зависящий от средней скорости пульпы в грунто-

и удельным весом. Удельным весом называют отношение веса к его объему; в нашем случае — пульпы к воде. В дноуглублении под кон­ систенцией понимают отношение объема грунта при естественном уплот­ нении (с пористостью, свойственной грунту на дне до разработки) к объему пульпы. Исчисление объема грунта при естественном уплот­ нении удобно потому, что в таком состоянии учитывается грунт, из­ влекаемый из прорезей.

Объемный вес — вес единицы объема данного вещества (кг/см3, т/м3). Произведение консистенции пульпы и расхода дает количество перемещаемого за единицу времени грунта, т. е. производительность

мый критический режим движения пульпы. Он соответствует такому движению пульпы, когда частицы грунта в нижнем слое потока пере­ мещаются с минимальной скоростью, как бы на грани выпадения в оса­ док. Малейшее уменьшение скорости пульпы или увеличение ее кон­ систенции ведет к образованию «мертвого слоя». Чтобы пульпа данной постоянной консистенции перемещалась в критическом режиме, тре­

§ 95. Гидравлические характеристики грунтового насоса и грунтопроводов

Характеристики грунтовых насосов изображаются в виде кривых зависимости полезного напора, мощности и к. п. д. от расхода воды и смеси при разных частотах вращения рабочего колеса насоса. Вслед­

воде и пересчете характеристик, снятых на воде, на пульпу при работе землесоса на рефулирование.

Н — Q определяют зависимость между величинами напора и расходом

292

для разных постоянных значений частот вращения рабочего колеса (рис. 154, а). Кривые N — Q дают зависимости между мощностью и расходом (рис. 154, б), кривые г| — Q — между к. п. д. н и расходом (рис. 154, в) для тех же значений числа оборотов рабочего колеса

пх, п2, Пз.

Для плавучего грунтопровода строят также кривые зависимости потерь напора в грунтопроводе от расхода Н — Q (рис. 154,г).

Рис. 154. Кривые зависимости от расхода пульпы:

а — напора; б — мощности; в — к. п. д. установки; г — потери напора

в напорном грунтопроводе

Поскольку значения сопротивлений движению жидкости по грунто­ проводу зависят от длины последнего, рассматриваемые кривые строят

трическую высоту подачи пульпы.

Характеристика двигателя представляет собой зависимость между частотой вращения и мощностью двигателя (рис. 155).

При работе насосной установки происходит механическое взаимо­ действие двигателя с рабочим колесом насоса и гидравлическое взаи-

293

модействие всасываемой жидкости (пульпы) в насосе и в грунтопроводе. Механическое взаимодействие выражает равенство вращающих мо­ ментов двигателя и рабочего колеса насоса; в случае нарушения этого равенства частота вращения изменяется до такого значения, при кото­ ром наступает новое равновесие.

В результате гидравлического взаимодействия сохраняется равен­ ство напора насоса и потерь напора в грунтопроводе; нарушение этого равенства приводит к изменению расхода всасываемой пульпы до такой величины, при которой устанавливается новое равновесие напоров. Например, при увеличении процента содержания грунта в пульпе

На рис. 156 приведены характеристики грунтового насоса дизель­ ного землесоса, снятые при работе на воде. На графике нанесены кри­ вые Я — Q для разных частот вращения, кривые N —• Q и т] — Q для 325 об/мин. На этом же графике построены характеристики грун­ топроводов — всасывающего, напорного, корпусного, плавучего раз­ ной длины и плавучего (длиной 400 м) с береговым (длиной 70 м) при подъеме конца грунтопровода на 6 м.

Характеристика корпусного грунтопровода в целом отражает и по­ тери напора в его всасывающей части. В характеристики плавучего грунтопровода также входят потери напора во всасывающем и в на­ порном корпусном грунтопроводах.

Установившийся режим работы (гидравлическое равновесие) на­ сосной установки определяется точками пересечения соответствующих кривых, относящихся к режиму работы насоса и грунтопровода. На­ пример, для плавучего грунтопровода длиной 300 м и частоте враще­ ния 280 об/мин равновесие определяется точкой /, для которой расход составляет 3250 м3/ч и напор 14,2 м вод. ст. При изменении частоты вращения до 320 об/мин расход увеличивается до 3730 м3/ч, а напор — 18,5 м вод. ст. (точка 2).

Из рассмотренных кривых видно, что мощность насосной установки увеличивается с расходом; к. п. д. интенсивно возрастает до расхода порядка 2400 м3/ч, а в дальнейшем его величина держится сравнитель­ но постоянной, что указывает на хорошие качества грунтового на­ соса.

294

Сопоставляя точки пересечения характеристик разных грунто­ проводов с кривыми Я—Q, можно судить о влиянии частоты вращения рабочего колеса насоса, длины и подъема конца грунтопровода на

Рис. 156. Характеристики грунтового насоса к грунтопровода при работе на воде

производительность насосной установки. Например, при частоте вра­ щения 325 об/мин и длине плавучего грунтопровода ПО м производи­ тельность насоса на воде составляет 4300 м3/ч при той же частоте, но при длине грунтопровода 300 м — 3800 м3/ч, при 470 м с подъемом на 6 м — 2950 м31ч и т. д.

295

С увеличением содержания грунта в пульпе производительность возрастает до некоторой, определенной для каждого грунта величины. При более высоком насыщении пульпы расход снижается настолько интенсивно, что повышения производительности не только не проис­ ходит, но может получиться забой грунтопровода. На приведенном графике наибольшая производительность на мелкозернистом песке составляет около 800 м3/ч при 20% содержании грунта в пульпе; на крупнозернистом песке 500 м3/ч при 22% насыщении пульпы.

Производительность землесоса по грунту зависит от величины рас­ хода, потому что с увеличением расхода возрастает скорость движения пульпы и, кроме того, можно рассчитывать и на увеличение содержа­ ния грунта. Поэтому, в общем случае, следует подбирать такой режим работы установки, который обеспечивал бы получение возможно большего расхода.

При работе на воде с плавучим грунтопроводом (без подъема пуль­ пы) расход изменяется пропорционально частоте вращения рабочего колеса насоса, т. е.

(48)

296