Thuyết minh đồ án công trình thu-trạm bơm công suất 38000m3

Nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học
CÔNG TRìNH THU - Trạm bơm cấp I -trạm bơm cấp II
.
Tài liệu thiết kế
I. t rạm bơm cấp II:
1. Tổng công suất
ng
Max
Q
= 38000 m
3
/ng.
Công trình có độ an toàn bậc I.
2. Chế độ bơm 2 cấp :
Max
B
Q
= 1000 m
3
/h.
Min
B
Q
= 1800 m
3
/h.
3.Trong đó nớc công nghiệp chiếm 30%
max
Q
.

4. Lu lợng nớc cứu hoả của đô thị: 36 l/s.
5. Mạng lới có đài ở đầu mạng.
6. Chiều dài tuyến dẫn từ trạm bơm cấp II đến đầu mạng lới: L = 1.5 km.
7. áp lực d (Cột nớc tự do ) tại điểm ở đầu mạng lới:
Giờ dùng nớc lớn nhất: H
td
= 26 m.
Giờ dùng nớc nhỏ nhất: H
td
= 20 m.
Giờ dùng nớc lớn nhất + có cháy H
td
= 35 m.
8. Trong trạm có 2 máy bơm rửa lọc. Mỗi máy có công suất:
Q = 1400 m
3
/h. H = 12 m.
Khoảng cách từ bể chứa đến trạm bơm cấp II là 10m.
9. Cốt mặt đất tại điểm đầu mạng lới Z
mđ
= 24 m.
10. Cốt mực nớc thấp nhất trong bể chứa: Z
n min
= 20m.
II. Công trình thu và trạm bơm cấp I:
1. Trạm bơm cấp I lấy nớc mặt, công suất đợc tính với các hệ số:
c = 1.08; b =1.3
2. Chế độ làm việc: Điều hoà 24/24h
3. Thời gian bơm nớc bổ xung cứu hoả: t = 36h
4. Cốt tại điểm đa nớc vào nhà máy: Z

XL
= 25 m.
5. Cốt mặt đất tại công trình thu trạm bơm cấp I: Z
CT
= 12 m.
6. Chiều dài tuyến dẫn từ trạm bơm I đến trạm xử lý: L = 0.2km .
7. Cốt mặt nớc của sông: Z
Max
= 9,5 m.
Z
Min
= 7.0 m.
8. Chiều rộng phần bãi sông: L
B
= 6 m.
1


Chơng I: Công trình thu ,trạm bơm cấp I
I. Thông số, số liệu tính toán công trình thu :
Theo số liệu đầu bài ta có :
tổng công suất: Q
Max
= 38000 m
3
/ngđ = 1583 m
3
/h.
Lu lợng trạm bơm cấp I: Q
I

= b.c. Q
Max

Trong đó :
b- Hệ số kể đến sự rò rỉ, thất thoát trên mạng lới, b= 1.3.
c- hệ số kể đến lợng nớc dùng cho bản thân TXL, c= 1.08.
Vậy: Q
I
= b.c. Q
Max
=1.3ì1.08ì1583 = 2224 m
3
/h.
Các số liệu cơ bản:
- Chế độ bơm của trạm bơm I liên tục 24/24 tức chiếm 4,17%Q
ng.đ
- Cốt mặt đất tại vị trí xây dựng TBI là: Z
đ
TBI
= 12 m.
- Chiều dài tuyến dẫn từ TBI đến trạm xử lý: L =200m.
Số liệu về thuỷ văn:
- Cốt mực nớc cao nhất: Z
n
max
= 9.5 m.
- Cốt mực nớc thấp nhất: Z
n
min
= 7 m.

- Cốt đáy sông: Z
L
= 2.5 m.
II. Tính toán công trình thu:
Theo số liệu của đề bài ta chọ công trình thu nớc gần bờ, gồm có 2 ngăn
thu và 2 ngăn hút.
2


Tại ngăn thu do mực nớc dao động lớn ta bố trí hai hàng cửa thu. Cửa thu
bên dới dùng để thu nớc trong mùa nớc kiệt còn cửa thu bên trên để thu nớc
mùa lũ tránh hàm lợng cặn lớn vào ngăn thu.Tại cửa thu bố trí song chắn rác
để tránh không cho rác vào ngăn thu .
Giữa ngăn thu và ngăn hút ta bố trí lới chắn rác để giữ lại các rác nhỏ, tôm
cá.
1. Tính toán song chắn rác và lới chắn rác:
a. Xác định diện tích công tác, tổn thất cục bộ của song chắn rác.
. Tính toán diện tích công tác của song chắn rác.
Diện tích công tác của song chắn rácđợc xác định theo công thức:


=
vn
Q
ì
K
1
K
2
K

3

Trong đó:
Q- Lu lợng tính toán của trạm bơm (m
3
/h); Q = 0.618 m
3
/s.
n- Số ngăn thu, n = 2
v- vận tốc nớc chảy qua công trình thu v = 0.4 ữ 0.8m/s (20 TCN
33-85),chọn v=0.4m/s.
K
1
: hệ số kể đến sự thu hẹp tiết diện do chiều dầy các thanh song chắn.
K
1
=
a
da
+
Theo (20 TCN 33-85)
a- khoảng cách giữa các thanh thép, a = 40mm.
d- chiều dầy của song chắn, chọn thép tròn có đờng kính d =10mm.
=> K=
a
da +
=
40
1040 +
= 1.25

K
2
- Hệ số co hẹp do rác bám vào song, K
2
= 1.25
K
3
- Hệ số kể đến ảnh hởng do tiết diện của thanh thép, K
3
=1.1
Vậy: f =
4.0.2
618.0
.1.25ì1.25ì1.1 = 1.32 m
2
.
. Chọn kích thớc song chắn:
- Chọn chiều cao song chắn (phần công tác) là 1400 mm.
- Số lợng thanh chắn cần dùng là:
N =
321
03.04.1
32.1
=+
ì
thanh.
- Chiều rộng của song chắn là:
B = 0.04 ì 31 = 1.24 m.
- Chọn kích thớc cửa thu và song chắn theo quy chuẩn
Kích thớc cửa

H
C
ìL
C
(mm)
Kích thớc song chắn(mm)
H H
1
H
2
L
1400ì1200
1820 1520 1400 1280
- Kiểm tra song chắn rác:
Diện tích của cửa thu nớc:
F = 1.2 ì 1.4 = 1.68 m
2
.
Tổng diện tích của các thanh chắn là:
f = 1.4 ì 0.01ì30 = 0.42 m
2
.
Diện tích công tác của song chắn rác là:
3




= 1.68 0.42 = 1.26 m
2

.
Vận tốc nớc chảy qua song chắn rác khi đó là:
v =
./42.01.125.125.1
226.1
618.0
321
smKKK
n
Q
=ììì
ì
=

(quyphạm v = 0.4 ữ
0.8m/s)
Vậy ta chọn kích thớc song chắn nh trên.
. Tổn thất cục bộ qua song chắn
Tổn thất cục bộ qua song chắn xác định theo công thức:
h
SC

g2
v
.K.
2
=
(m)
Trong đó:
h

SC
- Tổn thất cục bộ qua song chắn.
K- Hệ số dự trữ, K = 3

v
- Vận tốc nớc chảy qua song chắn (m/s),

= 0.42 m/s
g- Gia tốc trọng trờng g= 9.81 m/s
2
.
- Hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn = (d/a)
3/4
.
d- Đờng kính thanh chắn d = 10mm.
a- Chiều rộng khe hở a = 40mm.
- Hệ số phụ thuộc loại thanh đối với thanh tròn = 1.79
=> = 1.79ì(10/40)
3/4
= 0.633
Vậy h
SC
( )
.017.0
81.92
42.0
.3633.0
2
m=
ì

ì=

i
I
I I
40
1400
1520
1280
1
8
2
0
10
80
50
1300
Hình 1: Song chắn rác
4


b. Xác định diện tích công tác, tổn thất cục bộ của lới chắn rác.
Lới chắn rác đợc đặt ở ngăn hút trên cửa nối ngăn thu và ngăn hút.
Lới có cấu tạo gồm: Một tấm lới căng trên 1 khung thép. lới đan bằng các
dây thép có đờng kính d = 1.0 mm, mắt lới 4.5 ì 4.5 mm, mặt ngoài của tấm
lới đặt thêm một tấm lới có kích thớc mắt lới 25 ì 25 mm đan bằng dây thép
đờng kính 3 mm để tăng cờng khả năng chịu lực cho lới.
. Diện tích công tác của lới chắn rác.

=
v.n
Q
.K
1
.K
2
.K
3

Trong đó:
Q- Lu lợng tính toán của trạm bơm cấp I, Q = 0.618 m
3
/s
n - Số ngăn hút, n = 2

- Vận tốc nớc chảy qua lới chắn rác,

= 0.4 m/s.( quyb phạm v = 0.2 ữ 0.4
m/s)
K
1
- Hệ số kể đến sự thu hẹp diện tích do chiều dày lới chắn rác
K
1
=
)p1.(
a
ca
2

+








+
a- Khoảng cách mắt lới a = 4.5 mm.
c- Đờng kính thanh thép d = 1.0 mm.
p- Hệ số thu hẹp P= S
2
/S
1
. Chọn sơ bộ p = 1.05.
=> K
1
=
2
5.4
0.15.4






+

(1+1.05) = 2.505
K
2
: Hệ số co hẹp do rác bám vào lới K
2
= 1.5
K
3
: Hệ số kể đến hình dạng của lới thép K
3
=1.15
Vậy

=
4.02
618.0
ì
ì2.505ì1.5ì1.15 = 3.33 m
2
.
. Chọn kích thớc lới chắn
Kích thớc cửa
BxH (mm)
Kích thớc lới chắn(mm)
L H
2000ì2000
2130 2130
. Kiểm tra kích thớc lới chắn rác
Số lợng dây lới là:
N =

3641
15.4
2000
=+
+
Diện tích của lới là:
F = 2 ì 2 = 4 m
2
.
Diện tích do dây lới chiếm chỗ là:
f = 364 ì 0.001 ì 2 ì 2= 1.32 m
2
.
Diện tích công tác của lới chắn là:


= F f = 4 1.32 = 2.68 m
2
.
Vận tốc nớc qua lới chắn khi đó là:
v =
./43.015.15.1505.2
68.22
618.0
sm=ììì
ì

5

Vậy ta chọn kích thớc lới chắn nh đa chọn.
. Tổn thất cục bộ qua lới chắn đợc xác định theo công thức
h
LC

g2
.K.
2

=
Trong đó:
h
LC
- Tổn thất cục bộ qua lới chắn.
K- hệ số dự trữ, K = 3

- Vận tốc nớc chảy qua lới chắn (m/s),

= 0.35 m/s
g - Gia tốc trọng trờng g = 9.81 m/s
2
.
- Hệ số tổn thất cục bộ qua lới chắn, xác định theo công thức = (c/a)
3/4
.
c- Đờng kính thanh chắn d = 1.0 mm.
a- Chiều rộng mắt lới a = 4.5 mm.
- Hệ số phụ thuộc loại thanh đối với loại lới tròn = 1.79
=> = 1.79(1.0/4.5)
3/4

= 0.58
Vậy h
LC

81.92
35.0
.358.0
2
ì
ì=
= 0.01 m.

2130
250
50
50
i
i
ii ii
i i
ii ii
50
50
250
45
2130
Hình 2: Luới chắn rác
2. Tính toán ngăn thu, ngăn hút.
a. Xác định đờng kính ống hút:
Với lu lợng Q = 0.618m

3
/s = 618 l/s. chọn ống hút bằng thép, số tuyến ống
n = 2
Lu lợng một tuyến ống là: Q
1ống
= Q/2 = 309l/s = 0.309 m
3
/s
Theo Công trình thu nớc Trạm bơm cấp thoát nớc của Lê Dung vận
tốc cho phép trong ống hút là 11.3 m/s
6


Chọn đờng kính ống hút D
h
= 600 mm, vận tốc nớc chảy trong ống hút là
1.03 m/s.
* Kiểm tra vận tốc ống hút khi một ống có xảy ra sự cố:
Trạm bơm cấp 1 có độ an toàn bậc 1 nên khi có sự cố xảy ra một trong
2 ống thì ống còn lại phải đảm bảo 70% công suất tính toán trở lên
(Theo 20TCN 33-85).
Lu lợng yêu cầu của ống còn lại là:
Q
sc
= 70%Q = 0.7ì.0.618= 0.4326 m
3
/s
Vận tốc của ống khi đó sẽ là:
v
sc

=
2
SC
D.
Q.4

=
2
6.014.3
4326.04
ì
ì
= 1.53 m/s
Theo 20TCN 33-85 thì vận tốc cho phép khi xảy ra sự cố là: v
sc
= 1.53 m/s
Nh vậy ta thấy khi xảy ra sự cố, vận tốc làm việc của 1 ống vẫn đảm bảo
b. Kích thớc mặt bằng ngăn thu, ngăn hút
. Xác định kích thớc mặt bằng ngăn hút:
Chiều rộng ngăn hút đợc xác định:
B
h
= B
L
= 2
Trong đó:
B
h
: Chiều rộng ngăn hút.
B

L
: Chiều rộng lới chắn, B
L
= 2000 mm
e = 0.40.6 m, chọn e = 0.5 m
Vậy chiều rộng của ngăn hút là:
B
h
= 2000 + 2 ì 500 = 3000 mm.
Chiều dài ngăn hút : A
h
= 1.6 3 m, chọn A
h
= 3 m.
Vậy kích thớc ngăn hút là : A
h
ìB
h
= 3 m
ì
3 m.
. Xác định kích thớc mặt bằng ngăn thu:
Ta lấy kích thớc ngăn thu bằng ngăn hút ,tức là :
Kích thớc ngăn thu sẽ bằng : A
t
ì B
t
= 3 m ì 3 m.

c. Kích thớc mặt đứng công trình thu:

. Khoảng cách từ mép dới cửa thu đến đáy sông, h
1
= 0.71m. Chọn h
1
= 1m
. Khoảng cách từ mép dới cửa đặt lới đến đáy công trình thu, h
2
= 0.51m.
Chọn h
2
= 1m
. Khoảng cách từ MNTN đến mép trên cửa, h
3
0.5m. Lấy h
3
= 0.7m
. Khoảng cách từ MNTN đến miệng vào phễu hút:
h
6
1,5D
f
= 1,5. 0.68 = 1.02 m
h
6
0.5 m
=> h
6
1.02 m. Lấy h
6
= 1.5 m.

. Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phễu hút:
h
5
0.8D
f
= 0.8. 0.68 = 0.544 m
h
5
0.5 m => h
5
0.544 m. Lấy h
5
= 1 m.
Mặt khác ta phải có:
h
5
+ h
6
= 2+ h
2
+ h
3
= 2 + 1 + 0.7 = 3.7 m.
=> h
5
= 3.7 - h
6
= 3.7 1.5 = 2.2 m.
. Khoảng cách từ mực nớc cao nhất đến sàn công tác h
4

0.5 m. Lấy h
4
= 2.5
m
7


d. Cao ®é c«ng tr×nh thu
. Cao tr×nh mùc níc tÝnh to¸n trong ng¨n hót.
Z
h
= Z
min
- Σh.
Trong ®ã:
Z
h
: Cao ®é mùc níc thÊp nhÊt ë ng¨n thu.
Z
min
: Cèt mùc níc thÊp nhÊt ë s«ng, Z
min
= 7 m.
Σh: Tæn thÊt cét níc ë cña ng¨n thu,
Σh = h
sc
+h
Lc
= 0.017 + 0.01 = 0.027 m.
=> Z

h
= 7 – 0.027 = 6.973 m.
. Cao ®é c«ng tr×nh thu.
Z
CTT
= Z
max
+ h
DP
.
Trong ®ã:
Z
CTT
: Cao ®é c«ng tr×nh thu.
Z
max
: Cèt mùc níc cao nhÊt ë s«ng, Z
max
= 9.5 m.
h
DP
: ChiÒu cao dù phßng, h
DP
= 2.5 m.
=> Z
CTT
= Z
max
+ h
DP

= 9.5 + 2.5 = 12 m.
Cao ®é ®¸y c«ng tr×nh thu:
Z
®¸y
= Z
min
- h
2
- H
L
– h
3
= 6.973 – 1 – 2 – 0.7 = 3.273 m.
8


12001200
2000
30003000
1400
2000
700
2200 1500
2400
600
600
MNtN
MNcN
600
30003000

3000 3000
1000
ng¨n thu
ng¨n hót
1000
9


III. Tính toán trạm bơm cấp I:
Q = 0.618 m
3
/s.
Để đảm bảo cấp nớc an toàn cho trạm xử lý. Chọn số tuyến ống dẫn nớc thô từ
trạm bơm đến trạm xử lý là 2 ống bằng thép, giữa 2 tuyến ống dẫn có số đoạn nối.
Lu lợng của một ống là:
Q
16ng
=
n
Q
=
2
618.0
= 0.309 m
3
/s
số tuyến ống dẫn n = 2.
Do không có số liệu về địa chất của khu đất bờ sông nên ta lựa chọn công
trình thu nớc kiểu phân li, khoảng cách từ trạm bơm I đến công trình thu là 15 m.
1. Tính đờng kính ống hút nớc chung:

Với lu lợng 1 ống: Q
1ống
= 0.309 m
3
/s
Vật liệu ống bằng thép.
Theo tính toán phần công trình thu ta chọn 2 ống hút mỗi ống có đờng kính
600mm.
2. Tính áp lực toàn phần của máy bơm ( tính sơ bộ để chọn bơm )
H
TP
= (Z
C
- Z
h
) + h
td
+ h
h
+ h
d
+ h
b
Trong đó:
H
TP
: áp lực toàn phần của máy bơm (m).
Z
h
: Mực nớc thấp nhất trong ngăn hút, Z

h
= 6.973 m
Z
C
: Cột tại điểm đa nớc vào trạm xử lý, Z
C
= 25 m
h
td
: áp lực tự do tại trạm xử lý, lấy h
td
= 1 m.
h
h
: Tổn thất áp lực trên đờng ống hút.
h
d
: Tổn thất áp lực trên đờng ống đẩy.
H
b
: Tổn thất áp lực trong trạm bơm I, h
b
= 2
ữ
3 m, chọn h
b
= 3 m.
. Tính tổn thất áp lực trên đờng ống hút:
Ta có:
h

h
= h
d
+ h
c
Trong đó:
h
d
: Tổn thất dọc đờng trên đờng ống hút, h
d
= iL.
h
c
: Tổn thất cục bộ trên đờng ống hút, h
c
=
g
v
2
2




h
d
= iL +
g
v
2

2


= 0.00219ì15 + (1.8 + 0.5 )
62.19
03.1
2
= 0.2 m.
. Tính tổn thất trên đờng ống đẩy
Ta có:
h
đ
= h
d
+ h
c
Trong đó:
h
d
: Tổn thất dọc đờng trên đờng ống đẩy, h
d
= iL.
h
c
: Tổn thất cục bộ trên đờng ống đẩy, h
c
=
g
v
2

2


Ta chọn 2 đờng ống thép dẫn nớc từ trạm bơm I tới trạm xử lý, mỗi ống có đ-
ờng kính 500 mm tơng ứng với lu lợng vận chuyển là 309 l/s. Tra bảng ta đợc v =
1.47 m/s 1000i = 5.49.
10




h
đ
= iL +
g
v
2
2


= 0.00549ì200 + (0.25 + 1.7 + 1)
81.92
47.1
2
ì
= 1.42 m.


H
TP

=(25 6.973) + 1 + 0.2 + 1.42 + 3 = 23.647 m.
3. Chọn bơm sơ bộ
Ta có lu lợng cần bơm Q = 309 l/s.
áp lực toàn phần của máy bơm chọn sơ bộ H
TP
= 23.647 m.
Chọn số lợng bơm trong trạm là 3 máy trong đó;
2 máy làm việc
1 máy dự phòng
Lu lợng của một máy bơm
Q
1b
= 309 l/s
Tra Sổ tay chọn bơm của Lê Dung ta chọn loại bơm Omega 300 300A.
Các thông số của loại bơm này nh sau:
- Hiệu suất bơm = 86%
- Lu lợng Q = 80ữ320l/s.
- Cột áp toàn phần H = 5ữ40m
- Cột hút nớc chân không H
CK
= 4.5 m
- Số vòng quay n = 1450 v/phút
- Công suất động cơ P = 87 Kw
- Đờng kính miệng hút D
h
=350 mm
- Đờng kính miệng đẩy D
d
= 300 mm
4. Tính toán kĩ thuật trạm bơm.

4.1 Sơ đồ bố trí công trình thu và trạm bơm cấp I
Ngăn thu
Ngăn thu
Ngăn hút
Ngăn hút
Đi trạm xử lý
ống 3
ống 4
dn 600
dn 500
ống 1
ống 2
dn 600
dn 500
dn 600
dn 500
dn 600
dn 600
dn 500
dn 500

4.2 Tính ống hút chung (ống số 1 và số 2)
- Chọn 2 ống hút chung với lu lợng mỗi ống là: 309 l/s
D = 600mm v = 1.03 m/s 1000i = 2.19
4.3 Tính ống hút riêng.
- ứng với lu lợng của mỗi máy là 309 l/s tra bảng ta đợc
D = 600 mm v = 1.03 m/s 1000i = 2.19
Theo (20 TCN 33-85). Vận tốc cho phép trong ống hút từ 1ữ1.3 m/s (đối với ống có
đờng kính 300
ữ

800 mm).
4.4 Tính ống góp hút chung:
11


Chọn ống có đờng kính 600 mm, ứng với lu lợng là 309 l/s thì v = 1.03 m/s,
1000i = 2.19.
4.5 Tính ống đẩy riêng
- ứng với lu lợng của mỗi máy là 309 l/s tra bảng ta đợc
D = 500 mm v= 1.47 m/s 1000i = 5.49
Theo (20 TCN 33-85). Vận tốc cho phép trong ống hút từ 1.2ữ1.8 m/s.
4.6 Tính ống đẩy chung trong trạm bơm
- Chọn 2 ống đẩy chung có :
D = 500mm v = 1.47 m/s 1000i = 5.49
4.7 Tính ống đẩy chung dẫn đến trạm xử lý.
- Dùng 2 đờng ống bằng thép để dẫn nớc từ trạm bơm I dến công trình xử lý nớc
đầu tiên, ở trạm bơm II với chiều dài mỗi ống là 0.2 Km.
- Với lu lợng mỗi ống : Q
1ống
= 309 l/s
Vận tốc cho phép của ống đẩy v
d
= 1.2ữ1.8 m/s (Theo 20 TCN 33-85)
Tra bảng ta có :
D = 500 mm v
d
= 1.47 m/s 1000i = 5.49
5. Tính tổn thất áp lực.
5.1 Tổn thất cục bộ trong công trình thu và trạm bơm cấp I.
Tổn thất cục bộ trong trạm bơm I đợc xác định theo công thức:

h
b
= h
h
+ h
đ

Trong đó :
h
b
: Tổn thất cục bộ của trạm bơm cấp I (m).
h
d
: Tổn thất trên đờng ống hút trong trạm.
h
cb
: Tổn thất trên đờng ống đẩy trong trạm.
a. Tính tổn thất cho phần hút:
Tính tổn thất cho áp lực cho trạm bơm I, với đờng ống hút bất lợi nhất . Tổn thất
theo chiều dài: L =15 m với vận tốc hút tăng cờng khi có 1 đờng ống bị sự cố .
Lúc này ống hút phải đảm bảo 70% công suất tính toán (theo TCN 33-85):
Q= 432.6 l/s , D = 600 mm v= 1.53 m/s 1000i = 5.1
Vậy tổn thất theo chiều dài ống là
H
h
d
= L ì 1000i = 15 ì 0.0051 = 0.0765 m
Cũng trong phần hút có các phụ tùng thiết bị gây ra tổn thất áp lực gồm có
Loại I:
Chủng loại Số lợng

Hệ số kháng (

)
v
h
Van hút ( crêpin) 1 1,8
v
h
= 1.53
Van khoá 1 1
Tê 1 1.5
Cút 90
0
1 0.5
Loại II:
Chủng loại Số lợng
Hệ số kháng (

)
v
h
Tê 1 1.5
v
h
= 1.53
Van khoá 1 2
Côn 600ì350
1 0.1

. Tổng hệ số kháng các phụ tùng, thiết bị của nhóm I .

1
= 1.8 + 1 + 1.5 + 0.5 = 3.8
12


. Tổn thất áp lực do các phụ tùng, thiết bị của nhóm I gây ra:
h
I
cb
=

1

g2
V
2
1
= 3.8ì
81.92
53.1
2
ì
= 0.45 m.
. Tổng hệ số kháng các phụ tùng, thiết bị của nhóm II.


2
= 1.5 +2 + 0.1 = 3.6

. Tổn thất áp lực do các phụ tùng, thiết bị của nhóm II gây ra:

h
II
cc
=

2
.
g2
V
2
2
= 3.6ì
81.92
153
2
ì
= 0.43 m.
. Tổn thất áp lực cục bộ của phần ống hút:

h
h
d
=
h
I
cb
+
h

II
cb
= 0.45 + 0.43 =0.87 m
Vậy tổng tổn thất áp lực trong phần hút là:
H =
H
h
d
+
h
h
d
= 0.0765 + 0.87 = 0.9465 m.
b. Tính tổn thất áp lực phần ống đẩy:
. Chiều dài ống đẩy riêng:
L= 4 m v = 1.47 m/s 1000i = 5.49
. Chiều dài ống đẩy chung:
L= 3 m v = 1.47 m/s 1000i = 5.49
=> Tổn thất theo chiều dài ống đẩy
h
h
d
= L ì 1000i = 4ì 0.00549 + 3ì 0.00549 = 0.038 m.
Trong phần ống đẩy có các phụ tùng gây ra tổn thất áp lực:
Loại I
Chủng loại Số lợng
Hệ số kháng (

)
V

đ
Côn 300ì500
1 0.25
1.47 m/s
Van 1 chiều 1 1.7
Van khoá 1 1
Tê 1 1
Loại II
Chủng loại Số lợng
Hệ số kháng (

)
V
đ
Cút 1 0.5
1.47 m/sVan khoá 1 1
Tê 1 1
. Tổng hệ số kháng các phụ tùng, thiết bị của nhóm I .


1
= 0.25 + 1.7 + 1 + 1 = 3.95
. Tổn thất áp lực do các phụ tùng, thiết bị của nhóm I gây ra:

h
I
cb
=

1

g2
V
2
1
= 3.95ì
81.92
47.1
2
ì
= 0.435 m.
. Tổng hệ số kháng các phụ tùng, thiết bị của nhóm II.


2
= 1 + 1 + 0.5 = 2.5
. Tổn thất áp lực do các phụ tùng, thiết bị của nhóm II gây ra:

h
II
cb
=

2
.
g2
V
2
2
= 2.5ì

81.92
47.1
2
ì
= 0.275 m.
. Tổn thất áp lực cục bộ của phần ống đẩy:
h
h
cb
= h
I
cb
+h
II
cb
= 0.435 + 0.275 = 0.71 m
13


. Tổn thất áp lực trong phần ống đẩy:
h
cb
= h
h
cd
+ h
d
cd
= 0.038 + 0.71 = 0.748 m
. Vậy tổn thất cục bộ của công trình thu và trạm bơm là :

h
b
= h
cb
+ h
d
= 0.9465 + 0.748 = 1.6945 m
5.2 Tổn thất áp lực từ trạm bơm I đến trạm bơm II
(Đến công trình xử lý nớc đầu tiên)
. Tổn thất theo chiều dài đờng ống:
h
d
= L ì 1000i = 0.2 ì 5.49 = 1.098 m.
Trong đó :
L- Chiều dài đờng ống từ TBI đến CTXL nớc đầu tiên, L = 0.2km.
1000i- Hệ số tổn thất áp lực trên 0.2 km chiều dài
. Tổn thất cục bộ trên đờng ống dẫn.
Ta lấy bằng 10 % tổn thất chiều dài ống
h
d
cb
= 0.1ì 1.098 = 0.11 m.
Vậy tổng tổn thất từ ttrạm bơm I đến trạm bơm II là:
h
ô
= 0.11 + 1.098 = 1.208 m.
6. Xác định áp lực toàn phần của trạm bơm cấp I.
H
I
TP

= (Z
c
- Z
h
) + h
b
+ h
ô
+ h
td
Trong đó:
H
I
TP
: Chiều cao công tác của bơm cấp I
Z
c
: Cốt mực nớc tại công trình xử lý nớc đầu tiên Z
c
= 12 m.
Z
h
: Cốt mực nớc thấp nhất trong ngăn hút. Z
h

= 6.973 m.

h
h
: Tổng tổn thất áp lực trong trạm bơm.

h
đ
: Tổng tổn thất áp lực trong phần ống đẩy tờ TB I đến TB II.
h
td
: áp lực tự do, h
td
= 1m.
Vậy cột áp toàn phần của máy bơm trong trạm bơm I là:
H
I
TP
=( 25 - 6.973 )+1.6945 + 1.208 +1 = 21.9295 m
7. Xác định cốt trục máy bơm.
Cốt trục máy bơm đợc xác định theo công thức
Z
CT
Trục bơm
Z
h
+H
h
dh
Trong đó :
Z
CT
Trục bơm
: Cốt trục máy bơm cấp I (m)
Z
h

: Cốt mực nớc thấp nhất trong ngăn hút.
H
h
dh
: Chiều cao hút nớc địa hình, H
h
dh
H
h
CK
- h
h
-
g
v
h
2
2
H
h
CK
: Chiều cao hút chân không theo các thông số kĩ thuật máy H
h
CK
=
4.5m.
h
h
: Tổn thất trên đờng ống hút
h

h
= 0.9465 m.

g
v
h
2
2
: Cột áp động học
v
h
: Vận tốc nớc chảy trong ống hút V
h
= 1.53 m/s
g: Gia tốc trọng trờng g = 9,81m/s
2
.
=> H
h
dh
4.5 0.9465 -
81.92
53.1
2
ì
= 3.434 m.
Vậy: Z
CT
Trục bơm
6.973 + 3.434 =10.407 m

Chiều cao cốt trục bơm so với mặt đất:
14


H = Z
CT
Trục bơm
- Z
b
= 10.47 - 12 = - 1.593 m.
Z
b
: Cốt mặt đất nơi đặt bơm ,Z
b
= 12 m.
8. Xây dựng đờng đặc tính tổng hợp của 2 máy bơm làm việc song song với
2 đờng ống dẫn.
a. Xây dựng đờng đặc tính của máy bơm trên biểu đồ.
Dựa trên cẩm nang bơm của máy Omega 250-370A để sử dụng:
Lu lợng từ Q = 80 ữ 320 (l/s).
Cột áp H = 10mữ70m.
Cách xây dựng đờng đặc tính bơm trên biểu đồ:
ứng với từng điểm trên đờng đặc tính của máy bơm Omega 250-370A trong
cẩm nang chọn bơm ta có từng cặp Q-H tơng ứng. Từ những cặp Q-H tơng ứng
đó ta đa sang biểu đồ và nối những điểm đó với nhau ta đợc đờng đặc tính máy
bơm trên biểu đồ.
Xây dựng đờng đặc tính của 2 máy bơm làm việc song song ( 2 bơm cùng 1
chủng loại)
Cách xây dựng 2 máy bơm làm việc song song, nghĩa là ứng với từng điểm
trên đờng đặc tính 1 máy bơm trên biểu đồ mà ta vời xác định.

Ta giữ nguyên cột áp và tăng lu lợng lên 2 lần (giữ nguyên tung độ, tăng
hoành độ lên 2 lần) từ đó ta sẽ có từng điểm tơng ứng và nối các điểm đó lại với
nhau thành đờng đặc tính của 2 máy bơm làm việc song song.
b. Xây dựng đờng đặc tính của 2 ống dẫn
Ta có phơng trình đờng đặc tính H
2ống
= H
dh
+ a.h
d

H
2ống
: Tổn thất áp lực trên đờng ống dẫn tơng ứng với lu lợng vận chuyển
chia đôi( vì hai đờng ống dẫn có cùng đờng kính và chiều dài vận chuyển).
H
dh
: Cột nớc địa hình (m)
H
dh
= (Z
c
- Z
h
) + h
0
H
dh
= 25 6.973 + 1 = 19.027 m
Z

c
: Cốt mực nớc tại công trình xử lý nớc đầu tiên , Z
c
= 25 m.
Z
h
: Cốt mực nớc thấp nhất trong ngăn hút Z
h
= 6.973 m.
h
0
: áp lực tự do (có tính đến tổn thất áp lực qua bể trộn đứng) h
0
= 1 m.
a: Hệ số tính đến tổn thất cục bộ trên đờng ống dẫn, ta lấy a = 1,1
h
d
:Tổn thất áp lực theo chiều dài ống dẫn
bảng xác định đờng đặc tính có 2 ống dẫn
Q (l/s) D (mm) L (Km)
1000i
H
d
a h
w
h
dh
H
2ống
(Q/2)

1 2 3 4 5 6 7 8 9
200 500 0.2 0,67 0.134 1.1 0.1474 19.027 19.1744
300 500 0.2 1,41 0.282 1,1 0.3102 19.027 19.3372
400 500 0.2 2,41 0.482 1.1 0.5302 19.027 19.5572
500 500 0.2 3.63 0.726 1.1 0.7986 19.027 19.8256
600 500 0.2 6.1 1.22 1.1 1.342 19.027 20.369
720 500 0.2 8.78 1.756 1.1 1.9316 19.027 20.9586
9. Kiểm tra khả năng chuyển tải của tuyến dẫn nớc thô với trờng hợp có sự cố.
- Chọn tuyến ống dẫn nớc từ trạm bơm cấp I về công trình xử lý nớc đầu tiên có
chiều dài L= 1200 m bằng 2 đờng ống dẫn song song.
- Thiết kế nối ống trên đờng ống vận chuyển từ trạm bơm cấp I đến trạm xử lý
theo sơ đồ nh sau:
15



200
trạm bơm i
trạm xử lý
Sơ đồ chuyển tải nớc từ trạm bơm I đến trạm xử lý.
- Hệ thống cấp nớc có độ tin cậy bậc I Theo TCN 33-85. Do đó, khi có sự cố một
đoạn ống nào trên đờng ống dẫn vẫn phải đảm bảo 70% Q
TT
đến công trình xử lý.
- Lu lợng từ trạm bơm cấp I làm việc bình thờng:
Q
bt
= 618 l/s
- Lu lợng tính toán của mỗi ống:
Q

1ống
= Q
bt
/2 = 618/2 = 309 l/s
- Lu lợng phải đảm bảo khi đờng ống dẫn có sự cố.
Qsc = 70% Q
bt
= 0.7ì 618= 432.6 l/s
bảng xác định đờng đặc tính có 2 ống dẫn khi có sự cố
Q (l/s) D (mm) L (Km)
1000i
H
d
a h
w
h
dh
H
2ống
0.7ìQ
1 2 3 4 5 6 7 8 9
200 500 0.2 1.34 0.268 1.1 0.2948 19.027 19.3218
300 500 0.2 2.62 0.524 1,1 0.5654 19.027 19.5924
400 500 0.2 4.53 0.906 1.1 0.9966 19.027 20.0236
500 500 0.2 7.69 1.538 1.1 1.6918 19.027 20.7188
600 500 0.2 10.2 2.4 1.1 2.64 19.027 21.667
720 500 0.2 14.5 2.9 1.1 3.19 19.027 22.217
* Trên biểu đồ cho ta xác định các điểm làm việc của hệ thống.
- Đờng số 1: Đờng đặc tính của máy bơm Omega 250 -370A
- Đờng số 2: Đờng đặc tính của 2 máy bơm Omega 250 - 370A cùng làm việc

song song.
- Đờng số 3: Đờng đặc tính của 2 ống dẫn
- Đờng số 4: Đờng đặc tính của 2 ống dẫn khi có một đoạn ống dẫn bị sự cố.
- Đờng số 5: Đờng NPSH ( H chân không).
- Đờng số 6: Đờng công suất của máy bơm
* Các điểm trên biểu đồ:
- Điểm A (Q
A
= 623 l/s và H
A
= 21m) : Điểm làm việc của 2 máy bơm.
- Điểm B (Q
B
= 609 l/s và H
B
= 22 m) : Điểm làm việc của 2 máy bơm khi xảy ra
sự cố.
- Điểm C (Q
C
= 325l/s và H
Q
= 21 m) : Điểm làm việc của một máy bơm khi làm
việc song song.
- Điểm D: Độ cao hút nớc chân không của máy bơm.
- Điểm E: Công suất của một máy bơm khi làm viêc song song.
* Kết luận:
16


- Máy bơm Omêga 250-370A đợc chọn đã đáp ứng yêu cầu thiết kế.

Đảm bảo yêu cầu thiết kế: Q
tt
= 623 l/s : H
tp
= 21 m ( Tuy Q và H đều lớn
hơn thiêt kế nhng do khi tính toán không chính xác nên ta có thể chấp nhận đợc).
Đảm bảo điều kiện kiểm tra khi bị sự cố:
Q
SC
0,7 Q
BT

609 (l/s) 423.6 (l/s)
Chơng II. TíNH TOáN THIếT Kế TRạM BƠM CấP ii.
Thiết kế tổng thể trạm bơm cấp II:
- Theo đề bài trạm bơm cấp II làm việc với 2 chế độ bơm:
- Chế độ làm việc I : 1000 m
3
/h = 2.63%Q
ngđ
- Chế độ làm việc II : 1800 m
3
/h = 4.74%Q
ngđ
- Ta chọn máy bơm nớc sinh hoạt và máy bơm chữa cháy riêng biệt
I.Thiét kế hệ thống bơm nớc sinh hoạt:
. Với chế độ bơm I nghĩa là TB II phải bơm vào mạng lới là:
1000 m
3
/h = 277.78 l/s

. Với chế độ bơm II nghĩa là TB II phải bơm vào mạng lới là:
1800 m
3
/h = 500 l/s
* Dựa vào 2 chế độ bơm của trạm bơm cấp II:
Ta chọn 2 máy bơm làm việc, 1 máy dự phòng
Trong đó:
. Giờ bơm Max cả 2 máy bơm cùng làm việc đồng thời với lu lợng mỗi máy là :
Q
1
máy bơm
= 500/2 = 250 l/s
. Giờ bơm Min 1 máy bơm làm việc, còn 1 máy sẽ nghỉ
* Hai đờng ống đẩy chung từ trạm bơm cấp II đến nút 1(Điểm đầu mạng lới) đợc
thiết kế, Hai đờng ống bằng thép có đờng kính D = 450 mm và chiều dài là L =
1500 m.
* Kiểm tra vận tốc tuyến ống dẫn:
Trong trờng hợp giờ bơm Max với lu lợng bơm là : Q
max
bơm
= 500 l/s
Nh vậy lu lợng mỗi ống là : Q
1ống
= 500/2 = 250 l/s
Theo bảng tra thuỷ lực trong giờ dùng nớc lớn nhất vận tốc nớc chảy trong ống từ
trạm bơm đến nút 1 (Điểm đầu mạng lới) với v = 1.47 m/s và 1000i =6.2
17


*Kiểm tra tuyến ống dẫn

- Trong trờng hợp giờ bơm Min với lu lợng bơm là : Q
min
bơm
= 277.78 l/s
Nh vậy lu lợng mỗi ống là : Q
1ống
= 277.78/2 = 138.89 l/s
Theo bảng tra thuỷ lực trong giờ dùng nớc lớn nhất vận tốc nớc chảy trong ống từ
trạm bơm đến nút 1 (Điểm đầu mạng lới) với v = 0.82 m/s và 1000i = 2.06
- Theo quy phạm TCN 33-85, vận tốc ống chảy chung: v= 1.2ữ 2 m/s cho phép
thay đổi 20%
=> Vận tốc ống chảy trong giờ Min đảm bảo:
1. Tính áp lực sơ bộ:
- Vì đài nằm đầu mạng lới nên ta tính 2 trờng hợp ( giờ dung nớc max và giờ dùng
nớc max có cháy ) Tuy nhiên ta chọn hệ thống bơm nớc sinh hoạt và chữa cháy
riêng biệt nên ta chỉ tinh áp lực cho trờng hơp max.
H
TP
= H
đh
+H
td
+h
b
+a. h
d
Trong đó
H
TP
: áp lực toàn phần của máy bơm

H
đh
: Chiều cao bơm nớc địa hình đợc xác định theo công thức:
H
đh
= Z
đ
max
- Z
b
min
= 24-20 =4(m)
H
TD
: áp lực cần thiết tại điểm đầu mạng lới
h
b
: Tổn thất trong trạm bơm, chọn sơ bộ h
b
= 3(m )
h
d
: Tổn thất dọc đờng tuyến ống dẫn từ trạm bơm II đến điểm đầu mạng lới.
L= 1500 m ; D= 450mm ; Q= 250 l/s ; v= 1.47 m/s; 1000i=6.2
H
dh
= 1000i ì L = 6.2 x 1.5 = 9.3
A : Hệ số kể đến tổn thất cục bộ trên đờng ống từ TB II đến mạng lới, a = 1.1
* Trờng hợp giờ dùng nớc lớn nhất.
H

Max
TP
= 26 + 3 + 4 + 9.3 = 42.3 m
Ta có: Q
1máy bơm
II
= 277.78 l/s.
Ta chọn máy bơm sơ bộ có : Q
1máy bơm
II
= 280 l/s & H
TP
= 42 m
Ta chọn máy bơm ly tâm trục ngang Omega 250-370A để sử dụng :
Các thông số kĩ thuật của loại bơm này nh sau:
- Hiệu suất: 88 %
- Lu lợng: 80-320 l/s
- Cột áp toàn phần: 10-70 m
- Số vòng quay: 1450 v/ph
- H chân không: 3.6 m
- Đờng kính miệng hút: 300 mm
- Đờng kính miệng đẩy: 250 mm
- Công suất 125 Kw
2. Tính toán kĩ thuật trạm bơmII.
2.1 Sơ đồ bố trí trạm bơm cấp 2
18


bể chứa
DN.500

ống 2
DN.500
DN.500
DN.500
DN.450
DN.450
DN.450
DN. 450
DN.450
ống 4
ống 3
DN.450
Đếnmạng l ới

m3
m2
m1
sơ đồ bố trí mặt bằng bơm nuớc sinh hoạt TBii
ống 1
DN.500
2.2 Tính ống chung (ống số 1 và số 2)
Chọn 2 ống hút chung với lu lợng mỗi ống là: 250 l/s
D = 500mm V= 1.2 m/s 1000i = 3.63
2.3 Tính ống góp hút chung .
Chọn 1 ống góp hút chung có :
D = 500 mm V = 1.2 m/s 1000i = 3.63
2.4 Tính ống hút riêng .
Chọn ống hút riêng có
D = 500 mm V = 1.2 m/s 1000i = 3.63
2.5 Tính ống đẩy riêng .

Chọn ống dẩy riêng có
D = 450 mm V = 1.47 m/s 1000i = 6.2
2.6 Tính ống đẩy góp chung .
Chọn ống đẩy góp chung có
D = 450 mm V = 1.47 m/s 1000i = 6.2
2.7 Tính ống đẩy chung dẫn đến đầu mạng lới (ống số 3 và số 4 )
. Dùng 2 đờng ống bằng thép để dẫn nớc từ trạm bơm 2 dến điểm đầu mạng
lới với chiều dài mỗi ống là 1.5 Km.
. Với lu lợng mỗi ống : Q
1ống
= 250 l/s
Vận tốc cho phép của ống đẩy V
d
= 1.2 ữ 1.8 m/s Theo ( 20 TCN 33-85 )
Chọn ống có:
D= 450mm v= 1.47 m/s 1000i = 6.3
3 Tính tổn thất áp lực.
3.1 Tổn thất cục bộ trong trạm bơm cấp 2.
h
b
=

h
d
+

h
cb

Trong đó :

h
b
: Tổn thất cục bộ của trạm bơm cấp 2 (m).
h
d
: Tổn thất trên đờng ống hút và đẩy trong trạm.
h
cb
: Tổn thất qua các phụ tùng thiết bị.
a. Tính tổn thất cho phần hút:
Tính tổn thất cho áp lực cho trạm bơm 2,với đờng ống hút bất lợi nhất ( ống
hút chung số 1 và phần ống góp hút chung). Tổn thất theo chiều dài L =15 m, lu l-
ợng Q= 500 l/s
Vậy với hai đờng ống hút chung Q= 500/2 = 250/s
Tra bảng tra thuỷ lực ta đợc:
D= 500mm v= 1.2 m/s 1000i = 3.63
19


Vậy tổn thất theo chiều dài ống là
H
h
d
= L ì 1000i = 0.015 ì 3.63= 0.05445 m
Đờng ống hút riêng có chiều dài 3m Với lu lợng của mỗi máy là:
Q
1máy bơm
= 250l/s
Tra bảng tra thuỷ lực ta đợc:
D= 500mm v= 1.2 m/s 1000i = 3.63

- Tổn thất áp lực của ống hút riêng:
h
r
h
= L ì 1000i = 0.003 ì 3.63 = 0.011 m
- Tổn thất theo chiều dài ống hút :
h
h
= h
c
h
+ h
r
h
= 0.05445 + 0.011 = 0.06545 m
- Cũng trong phần hút có các phụ tùng thiết bị gây ra tổn thất áp lực gồm có
Loại I
Chủng loại Số lợng Hệ số kháng
()
V
h
Phễu 1 0.5
V
h
= 1.2 m/s
Van khoá 2 1
Tê 4 1.5
Cút 90
0
1 0.15

Loại II:
Chủng loại Số lợng Hệ số kháng
()
V
h
Van khoá 1 1
V
h
= 1.2 m/s
Côn thu 1 0.1
.Tổng hệ số kháng các phụ tùng, thiết bị của nhóm I .

1
= 1ì0.15 + 4ì1.5 + 2ì1 + 1ì0.5 = 8.65
.Tổn thất áp lực do các phụ tùng, thiết bị của nhóm 1 gây ra:
h
I
cb
=
1
.
g
V
.2
2
1
= 8.65.
81,9.2
2.1
2

=0.6348 m.
.Tổng hệ số kháng các phụ tùng, thiết bị của nhóm II.

2
= 1 + 0.1 = 1.1
.Tổn thất áp lực do các phụ tùng, thiết bị của nhóm II gây ra:
h
II
cb
=
2
.
g
V
.2
2
2
= 1.1.
81,9.2
2.1
2
= 0.08 m.
.Tổn thất áp lực cục bộ của phần ống hút:
h
h
d
= h
I
cb
+h

II
cb
= 0.6348 + 0.08 = 0.7148 m

Tổng tổn thất trong phần ốnh hút là:
mhhh
cb
h
d
h
b
h
78.07148.006545.0 =+=+=
b/ Tính tổn thất áp lực phần ống đẩy:
- Tổn thất theo chiều dài
. Chiều dài ống đẩy riêng:
L= 2 m Q=250 l/s
D= 450mm v= 1.47 m/s 1000i = 6.2
. Tổn thất áp lực ống đẩy riêng:
20


h
r
d
= L ì 1000i = 0.002 ì 6.2 = 0.0124 m
. Chiều dài ống đẩy chung L= 10 m ( bao gồm phần ống đẩy chung trong
trạm bơm và phần ống góp đẩy chung) với lu lợng tính toán cho giờ bơm max Q
tt
=

215 l/s. D= 450mm v= 1.47 m/s 1000i = 6.2
Tổn thất ống đẩy chung:
h
c
d
= L ì 1000i = 0.01 ì 6.2 = 0.062 m
=> Tổn thất theo chiều dài ống đẩy trong trạm:
h
d
= h
c
d
+ h
r
d
= 0.0124 + 0.062 = 0.0744 m
- Trong phần ống đẩy có các phụ tùng gây ra tổn thất áp lực:
Loại I:
Chủng loại Số lợng Hệ số kháng
()
V
h
Côn mở 1 0.25
V
đ
= 1.47Van 1 chiều 1 1.7
Van khoá 1 1
Loại II:
Chủng loại Số lợng Hệ số kháng
()

V
h
Tê 2 1.5 V
đ
= 1.47
Van khóa 1 1.
. Tổng hệ số kháng các phụ tùng, thiết bị của nhóm I .

1
= 0.25 + 1.7 +1= 2.95
. Tổn thất áp lực do các phụ tùng, thiết bị của nhóm I gây ra:
h
I
cb
=
1
g
V
,2
2
1
= 2.95ì
81.92
47.1
2
ì
= 0.3249 m.
. Tổng hệ số kháng các phụ tùng, thiết bị của nhóm II.

2

= 2ì1.5 + 1 = 4
. Tổn thất áp lực do các phụ tùng, thiết bị của nhóm II gây ra:
h
II
cb
=
2

g
V
.2
2
2
=4
81.92
47.1
2
ì
= 0.44 m.
. Tổn thất áp lực cục bộ của phần ống đẩy:
h
d
cb
= h
I
cb
+h
II
cb
= 0.3249 + 0.44 = 0.7649 m

=> Tổn thất trong phần ống đẩy:
h
d
= h
d
cb
+ h
d
d
= 0.7649 + 0.0744 = 0.8393 m
Vậy tổn thấy toàn phần trong trạm bơm là:
h
bơm
= h
d
+ h
h
= 0.8393 + 0.78 = 1.6193 m.
3.2 áp lực toàn phần của máy bơm vào giờ dùng nớc lớn nhất :
H
MaxCC
TP
= H
đh
+H
td
+h
b
+a. h
d

Trong đó:
H
MaxCC
TP
: áp lực toàn phần của máy bơm vào giờ dùng nớc lớn nhất
H
TD
: áp lực tự do yêu cầu tại điểm đầu mạng lới H
TD
= 26 m
h
trạm
: Tổn thất cục bộ của trạm bơm cấp II: h
bơm
= 1.6133 m.
21


h
d
: Tổn thất trên đờng ống từ trạm bơm cấp II đến điểm đầu mạng lới
h
d
= 9.3 m
H
MaxCC
TP
= 26 + 1.6193 + 4 + 9.3 = 40.91 m.
4. Xây dựng đờng đặc tính tổng hợp của máy bơm của trạm bơm cấp 2.
4.1 Xây dựng đờng đặc tính của máy bơm trên biểu đồ.

- Chế độ bơm của trạm bơm của trạm bơm 2 là 2 cấp.
- Chế độ bơm thứ nhất : Q= 4.74 % Q
ngày đêm
Bao gồm 2 máy làm việc song song.
Lu lợng làm việc của mỗi máy Q
máy bơm
= 250 l/s
- Dựa trên cẩm nang bơm của máy Omega 250-370A để sử dụng:
- Lu lợng: Q = 80 - 320 l/s
- Cột áp toàn phần: h = 10 - 70 m
*Cách xây dựng đờng đặc tính bơm trên biểu đồ:
ứng với từng điểm trên đờng đặc tính của máy bơm Omega 250 370A
trong cẩm nang chọn bơm ta có từng cặp Q-H tơng ứng. Từ những cặp Q-H tơng
ứng đó ta đa sang biểu đồ và nối những điểm đó với nhau ta đợc đờng đặc tính máy
bơm trên biểu đồ
* Xây dựng đờng đặc tính của 2 máy bơm làm việc song song (2 bơm cùng 1 chủng
loại)
- Cách xây dựng 2 máy bơm làm việc song song, nghĩa là ứng với từng điểm trên
đờng đặc tính 1 máy bơm trên biểu đồ mà ta vừa xác định.
Ta giữ nguyên cột áp và tăng lu lợng lên 2 lần (giữ nguyên tung độ, tăng hoành độ
lên 2 lần) từ đó ta xẽ có từng điểm tơng ứng và nối các điểm đó lại với nhau thành
đờng đặc tính của 2 máy bơm làm việc song song.
4.2 Xây dựng đờng đặc tính của 2 ống dẫn
Có chế độ bơm 4.74 Q
ngđ
tức là lu lợng yêu cầu tại đầu mạng lới là
Q= 500 l/s
Ta có 2 đờng ống dẫn chung với D =450 mm. L = 1500 m cho nên mỗi ống làm
việc với lu lợng là: Q
1ống

= 500/2 = 250 l/s
Ta có phơng trình đờng đặc tính : H
2ống
= H
dh
+ a.h
d

* Giờ dùng n ớc lớn nhất :
H
2ống
: Tổn thất áp lực trên đờng ống dẫn tơng ứng với lu lợng vận chuyển chia
đôi( vì hai đờng ống dẫn có cùng đờng kính và chiều dài vận chuyển)
H
dh
: Cột nớc địa hình (m)
H
dh
= (Z
c
- Z
h
)+ h
TD
H
Max
dh
= 24 20 + 26 = 30 m
Z
c

: Cốt mặt đất tại điểm đầu mạng lới, Z
c
= 24 m
Max
bảng xác định đờng đặc tính có 2 ống dẫn (II)
Q (l/s) D (mm) L(km)
1000i
H
d
a h
w
h
dh
H
2ống
(Q/2)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 450 1.5 0.32 0.480 1.1 0.528 30 30.528
200 450 1.5 1.11 1.665 1.1 1.832 30 31.832
300 450 1.5 2.34 3.510 1,1 3.861 30 33.861
400 450 1.5 4.02 6.030 1.1 6.633 30 36.633
600 450 1.5 8.93 13.39 1.1 14.73 30 44.730
Z
h
: Cốt mực nớc thấp nhất trong ngăn hút Z
h
= 20m
H
TD
áp lực tự do (Tại điểm đầu mạnglới) h

0
= 26
a: Hệ số tính đến tổn thất cục bộ trên đờng ống dẫn, ta lấy a = 1,1
22


4.3 Kiểm tra khả năng chuyển tải của tuyến dẫn nớc sạch với trờng hợp có sự
cố.
- Tuyến ống dẫn nớc từ trạm bơm cấp II đến điểm đầu tiên có chiều dài L =
1200 m bằng 2 đờng ống dẫn song song.
Hệ thống cấp nớc có độ tin cậy bậc I Theo TCN 33-85. Do đó, khi có sự cố
một đoạn ống nào trên đờng ống dẫn vẫn phải đảm bảo 70% Q
TT
đến điểm dầu
mạng lới.
Vì vậy ta phải thiết kế ống nối giữa hai đờng ống chuyển tải nớc sạch. Do
chiều dài tuyến ống dẫn trung bình nên ta chỉ cần thiết kế 1 đờng ống nối.
- Lu lợng từ trạm bơm cấp 2 làm việc max:
Q
bt
= 500 l/s
- Lu lợng tính toán của mỗi ống:
Q
1ống
= Q
bt
/2 = 500/2 = 250 l/s
- Lu lợng phải đảm bảo khi đờng ống dẫn có sự cố.
Qsc = 70% Q
bt

= 0.7 ì 500 = 350 l/s
trạm bơm i
trạm xử lý
1500
750 750
Sơ đồ tuyến ống nối từ TB II đến mạng lới
*Điều kiện kiểm tra ống khi bị sự cố:
Q
SC
0,7 Q
BT
bảng xác định đờng đặc tính có 2 ống dẫn khi có sự cố
Q (l/s) D (mm) L (Km)
1000i
H
d
a h
w
h
dh
H
2ống
0.7ìQ
1 2 3 4 5 6 7 8 9
200 450 1.5 2.22 3.33 1.1 3.663 30 33.663
300 450 1.5 4.38 6.57 1,1 7.227 30 37.227
400 450 1.5 7.78 11.67 1.1 12.837 30 42.837
500 450 1.5 12.1 18.15 1.1 19.965 30 49.965
600 450 1.5 17.5 26.25 1.1 28.875 30 58.875
* Trên biểu đồ cho ta xác định các điểm làm việc của hệ thống.

- Đờng số 1: Đờng đặc tính của máy bơm 250 - 370A .
- Đờng số 2: Đờng đặc tính của 2 máy bơm 250 - 370A cùng làm việc song song
- Đờng số 3: Đờng đặc tính của 2 ống dẫn
- Đờng số 4: Đờng đặc tính của 2 ống dẫn khi có một đoạn ống dẫn có chiều dài
750 m bị sự cố.
23


- Đờng số 5: Đờng NPSH
- Đờng số 6: Đờng công suất của máy bơm
* Các điểm trên biểu đồ:
- Điểm A: Tơng ứng có Q
A
= 510 l/s và H
A
= 41.9 m là điểm làm việc của 2 máy
bơm khi làm việc song song.
- Điểm B: Tơng ứng có Q
B
= 442 l/s và H
B
= 44.9 m là điểm làm việc của máy bơm
làm việc song song khi có một đờng ống xảy ra sự cố.
- Điểm C: Tơng ứng có Q
C
= 260 l/s và H
Q
= 41.9 m điểm làm việc của 1 máy bơm
khi làm việc song song.
- Điểm D: Độ cao hút nớc chân không của máy bơm, H

D
= 3.1 m.
- Điểm E: Công suất của một máy bơm khi làm viêc song song , P = 105 Kw.
* Kết luận:
- Máy bơm 250 - 370A đã chọn đã đáp ứng yêu cầu thiết kế.
Đảm bảo yêu cầu thiết kế: Q
tt
= 510 l/s : H
tp
= 41.9m (tuy cột áp và lu lợng
đều lớn hơn yêu cầu nhng do trong tính toán không chính xác tuyệt đối nên ta có hể
chấp nhận đợc).
Đảm bảo điều kiện kiểm tra khi bị sự cố:
Q
SC
= 442 l/s 0.7 Q
BT
= 350 l/s
5. Xác định cốt trục máy bơm.
Cốt trục máy bơm đợc xác định theo công thức
Z
CT
Trục bơm
Z
h
+H
h
dh
Trong đó :
Z

CT
Trục bơm
: Cốt trục máy bơm cấp II (m)
Z
h
: Cốt mực nớc thấp nhất trong bể chứa.
H
h
dh
: Chiều cao hút nớc địa hình, H
h
dh
H
h
CK
- h
h
-
g
v
h
2
2
H
h
CK
: Chiều cao hút chân không theo các thông số kĩ thuật máy H
h
CK
=

3.1m.
h
h
: Tổn thất trên đờng ống hút
h
h
= 0.78 m.

g
v
h
2
2
: Cột áp động học
v
h
: Vận tốc nớc chảy trong ống hút V
h
= 1.2 m/s
g: Gia tốc trọng trờng g = 9,81m/s
2
.
=> H
h
dh
3.1 0.78 -
81.92
2.1
2
ì

= 2.25 m.
Vậy: Z
CT
Trục bơm
20 + 2.25 =22.25 m
Chiều cao cốt trục bơm so với mặt đất:
H = Z
CT
Trục bơm
- Z
b
= 22.25 - 24 = - 1.75 m.
Z
b
: Cốt mặt đất nơi đặt bơm ,Z
b
= 24 m.
II. Thiết kế bơm chữa cháy
Theo yêu cầu của đề bài lu lợng cứu hỏa của đô thị là 36 l/s. Giả sử có 3 đám
cháy xảy ra dồng thời lu lợng của máy bơm là :
Q
cc
= 3 ì 36 = 108 l/s.
Trong mạng lới ta sử dụng hệ thống chữa cháy áp lực thấp tức là áp lực tự do
ở đầu miệng vòi phun chữa cháy ở vị trí xa nhất ở ngôi nhà cao nhất là 10 m.
Ta chọn 2 máy bơm cha cháy trong đó một máy bơm làm viêc và một máy
bơm dự phòng.
24

1. áp lực sơ bộ của bơm chữa cháy
áp lực sơ bộ của bơm chữa cháy xác định theo công thức sau:
H
cc
= H
đh
+ H
TD
+ h
b
+ h
đ
Trong đó:
H
đh
: Chiều cao hút nớc địa hình
H
đh
= Z
nh
Z
h
= 28 20 = 8 m.
H
TD
: áp lực tự do yêu cầu tại họng chữa cháy, H
TD
= 10 m.
h
b

: Tổn thất trong trạm bơm, chọn sơ bộ h
b
= 3(m )
h
d
: Tổn thất dọc đờng tuyến ống dẫn từ trạm bơm II đến điểm đầu
mạng lới.
Chọn đờng ống đẩy từ trạm bơm tới mạng lới dài 1500m, có đờng kính
300mm, tra bảng tra thủy lực của GS.TS Sevelep ta có (ứng với Q = 108 l/s):
V = 1.42 m/s 1000i = 9.87
Tổn thất trên tuyến ống từ trạm bơm tới mạng lới là (tổn thất theo chiều dài)
h
d
= Lì1000i = 1.5 ì 9.87 =19.46 m.
Vây áp lực sơ bộ của máy bơm là:
H
cc
= 8 + 10 + 3 + 19.46 = 40.46 m.
Ta chọn bơm ly tâm trục ngang Omega 150 360 A, các thông số của bơm
nh sau:
- Hiệu suất: 84 %
- Lu lợng: 40-120 l/s
- Cột áp toàn phần: 10-50 m
- Số vòng quay: 1450 v/ph
- H chân không: 2.2 m
- Đờng kính miệng hút: 200 mm
- Đờng kính miệng đẩy: 150 mm
- Công suất 50.3 Kw
2. Tính toán kĩ thuật bơm chữa cháy
2.1 Sơ đồ bố trí

bể chứa
m1
m2

DN.300
DN.300
DN.300
DN.350
DN.350
DN.350
2.2 Tính ống chung
Chọn 1 ống hút chung với lu lợng của ống là: 108 l/s
D = 350mm V= 1.04 m/s 1000i = 4.44
2.3 Tính ống góp hút chung
Chọn 1 ống góp hút chung có :
D = 350 mm V = 1.04 m/s 1000i = 4.44
2.4 Tính ống hút riêng
Chọn ống hút riêng có
D = 350 mm V = 1 4 m/s 1000i = 4.44
2.5 Tính ống đẩy riêng
Chọn ống dẩy riêng có
D = 300 mm V = 1.42 m/s 1000i = 9.87
2.6 Tính ống đẩy góp chung
Chọn ống đẩy góp chung có
25