bài tập lớn môn thiết kế trạm bơm đề 18

ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM BƠM TƯỚI
(Đề số 18)
I. Tài liệu thiết kế:
Dựa vào quy hoạch thủy lợi cho một vùng sản suất nông nghiệp, để đảm bảo tưới
cần thiết phải xây dựng một trạm bơm tưới với các tài liệu cơ bản như sau:
1/ Bình đồ khu vực đặt trạm bơm tỉ lệ 1/1000, cao độ mặt đất của các đường đồng
mức như bình đồ.
2/ Lưu lượng yêu cầu trạm bơm phải cung câp trong các thời kỳ sinh trưởng của
cây trồng như bảng sau:
Từ ÷ đến
16/11 ÷ 31/12
1/1 ÷ 15/1
22/1 ÷ 12/2
13/2 ÷ 28/2
1/3 ÷ 26/3
1/4 ÷ 10/4
11/4 ÷ 30/4
1/5 ÷ 10/5
16/5 ÷ 25/5

Số ngày
46
15
22
16
26
10
20

10
10

Lưu lượng yêu cầu (m3/s)
16,2
10,6
10,6
10,6
16,2
10,6
16,2
10,6
10,6

3/ Cao trình mực nước sông tại vò trí xây dựng trạm bơm ứng với tần suất thiết kế
P=75% như bảng sau:
Tháng

Tuần

Số ngày

Cao tình mực nước (m)

11

1
2
3
1

2
3
1
2
3
1
2
3

10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10

65,7
65,8
65,9
65,3
65,6
65,7
65,7
65,5

65,2
64,9
65,3
64,8

12

1

2

SV: Lớp TH 13

Trang1


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
3

4

5

1
2
3
1
2
3
1

2
3

10
10
10
10
10
10
10
10
10

64,7
64,6
64,8
65,2
65,2
65,3
65,5
65,6
65,7

4/ Cao trình mực nước yêu cầu thiết kế ở đầu kênh tưới là 23,20 m.
5/ Cao trình mực nước lũ ngoài sông ứng với tần suất kiểm tra P=1% là
Zmax=+66,6m.
6/ Cao trình mực nước thấp ngoài sông ứng với tần suất kiểm tra P=90% là
Zmin=+64,2 m.
7/ Nhiệt độ trung bình của nước sông t = 25oC.
8/ Các hạt phù sa trong nước sông có đường kính trung bình d tb=0,04mm,tốc độ

chìm lắng W=1,1m/s.
9/ Trên tuyến xây dựng trạm cũng như nơi tuyến kênh đi qua tình hình đòa chất
tương đối tốt ,dưới lớp đất canh tác là lớp thòt pha cát.
10/ Khu vực đặt trạm bơm rất gần đường giao thông và đường dây điện cao thế
10KV.
II. Nhiệm vụ thiết kế:
1/ Bố trí tổng thể công trình đầu mối của trạm bơm.
2/ Thiết kế kênh tháo,kênh dẫn của trạm bơm.
3/ Tính toán cột nước thiết kế ,các loại cột nước kiểm tra của trạm bơm.
4/ Chọn máy bơm,động cơ điện và máy biến áp.
5/ Chọn loại nhà máy bơm.Tính cao trình đặt máy.Tính các kích thước cơ bản của
nhà máy ,bể hút và bể tháo.
6/ Các bản vẽ kèm theo thuyết minh:

SV: Lớp TH 13

Trang2


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
A. BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH TRẠM BƠM:
I.Chọïn tuyến công trình:
Dựa vào bản đồ đòa hình và nhiệm vụ của trạm bơm ta vạch ra một số tuyến công
trình,so sánh và chọn ra tuyến có lợi nhất. Đối với trạm bơm tưới,tuyến công trình có
lợi nhất sẽ là:
-Hướng lấy nước thuận.
-Ổn đònh về mặt bồi lắng,xói lở.
-Khống chế diện tích tưới lớn nhất và khối lượng đào đắp ít nhất.

Để thỏa mãn được các điều kiện trên ,ta chọn tuyến II để thiết kế.
II. Chọn vò trí nhà máy:
Để vò trí nhà máy bơm hoạt động bình thường trong quá trình sử dụng ,cần thỏa
mãn các điều kiện sau:
Đảm bảo chống lũ cho động cơ.Để đảm bảo sàn động cơ không bò ngập lụt trong
mùa mưa lũ thì cao trình sàn động cơ(nền nhà) yêu cầu cao hơn mực nước lũ từ 0,5m
trở lên.
Để việc vận chuyển giao thông dể dàng,giảm khối lượng đào đắp và lợi dụng
thông gió tự nhiên thì cao trình sàn động cơ (nền nhà) phải cao hơn mặt đất tự nhiên từ
0,2 ÷0,3m
Dựa vào 2 yêu cầu trên ,đối chiếu với cao trình mực nước lũ lớn nhất ở sông ứng
với tần suất kiểm tra P=1% với cao trình mặt đất tự nhiên ta chọn vò trí nhà máy tại
cao trình : 66,60m.
Vậy cao trình sàn động cơ (nền nhà ) là : 66,6 + 0,3 = 66,9 m
III. Xác đònh vò trí bể tháo:
Để tưới tự chảy cho toàn khu vực ,bể tháo phải đảm bảo được mực nước yêu cầu
ở đầu kênh tưới khi máy bơm làm việc với lưu lượng thiết kế ,ngoài ra nên bố trí bể
tháo trên đất nguyên thổ ,khối lượng đào đắp sao cho ít nhất chiều dài ống đẩy ngắn

SV: Lớp TH 13

Trang3


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
nhất. Dựa vào các yêu cầu trên đối chiếu với cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh
tưới với cao trình mặt đất tự nhiên ta đặt bể tháo ở cao trình 28.30 m.
SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỤM ĐẦU MỐI TRẠM BƠM NHƯ SAU
3

4
5

6

1
2

1-Sông
4-Nhà máy

7

2-Kênh dẫn
5-Ống đẩy

3-Bể hút
6-Bể tháo

7-Kênh tháo

B. CHỌN LƯU LƯNG THIẾT KẾ CHO TRẠM BƠM:
Chọn lưu lượng thiết kế cho trạm bơm dựa vào đường quá trình lưu lượng
[Qyc]=f(t) biểu thò ở Bảng 2.

Từ ngày
16/11
01/01
22/01
13/02

01/3
¼
11/4
01/5
16/5

SV: Lớp TH 13

Thời gian tưới
Đến ngày
31/12
15/01
12/02
28/02
26/3
10/4
30/4
10/5
25/5

Q ( m3/s)
Số ngày
46
15
22
16
26
10
20
10

10

Trang4

16,20
10,60
10,60
10,60
16,20
10,20
16,20
10,60
10,60


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
ĐƯỜNG QUÁ TRÌNH LƯU LƯNG [Qyc=f(t)]
Q (m3/s))

t (ngày)

-Lưu lượng thiết kế Qtk được chọn là trò số lớn nhất trong biều đồ, và trò số này có
thới gian duy trì tương đối dài (t ≥ 20ngày). Vậy chọn Qtk =16,20m3/s
-Lưu lượng nhỏ nhất bằng trò số nhỏ nhất trong biểu đồ . Vậy Qmin = 10,60m3/s
-Lưu lượng lớn nhất lấy bằng Qy/c = k.Qtk
Trong đó:
+ k = 1,2÷ 1,3
khi QTK < 1,0m3/s
+ k = 1,15 ÷ 1,2
khi QTK = 1 ÷ 10m3/s

+ k = 1,1 ÷ 1,15
khi QTK > 10 m3/s
⇒ Qy/c =1,1*16,20 = 17,82m3/s
C. THIẾT KẾ KÊNH:
I. Thiết kế kênh tháo.
Kênh tháo có nhiệm vụ dẫn nước từ bể tháo tới mặt ruộng. Kênh phải đảm bảo
dẫn đủ nước, ổn đònh không bò bối lắng và xói lở. Thông qua tính toán thủy lực để xác
đònh kích thước mặt cắt kênh. Dựa vào Qtk, tình hình đòa chất nơi tuyến kênh đi qua là
đất thòt pha cát ta chọn các yếu tố thủy lực như m = 1,5; n = 0,0225; i=0,0001; Q TK =
16,20m3/s.
Qmax

Trong thiết kế sơ bộ có thể tính độ sâu h theo công thức kinh nghiệm ω
max
Tính b theo phương pháp mặt cắt có lợi nhất về mặt thủy lực
SV: Lớp TH 13

Trang5


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
h = A3 Qtk =1,0 * 3 16,20 = 2,53( m)

Trong đó: A là hệ số thường lấy từ 0,7 ÷ 1,0; lấy A = 1,0
Tính:
4m 0 i 8,424 0.0001
F(R ln ) =
=
= 0,0052
Q

16,20
Tra bảng (8-1) với n = 0,0225 ⇒ Rln =1,73m
h

2,53

b

Lập tỷ số R = 1,73 = 1,462 tra bảng ( 8-3) với m=1,5 ⇒ R = 3,73
ln
ln
b

⇒ b = R * Rln = 3,73 * 1,73 = 6,45(m)
ln
Chọn b = 5,0 m và tính lại h như sau:
b

5,0

Lập tỉ số R = 1,73 = 2,89 tra bảng (8-1) với m = 1,5 được h/Rln =1,61
ln
h

⇒ h = R * Rln = 1,61 * 1,73 = 2,78(m)
ln
Vậy btk = 5,0 m , htk = 2,8 m
* Để đảm bảo kênh ổ đònh ta kiểm tra theo:
Điều kiện không xói lở :
Điều kiện không bồi lắng :

Vmax < [Vkx]
Vmin > [Vkl]

Tính [Vkx] và [Vkl] theo công thức kinh nghiệm sau:

[Vkx ] = kQ yc0,1 = 0,53 *17,82 0,1 = 0,71(m / s)
Với k là hệ số quyết đònh bởi chất đất, lấy k = 0,53

(1)
[Vkl ] = AQ = 0,33 *10,6 = 0,53(m / s) (2)
Với A là hệ số phụ thuộ tốc dộ chìm lắng của bùn cát, lấy A = 0,33
0, 2
min

0, 2

Q

yc
Tính Vmax = ω Với Qy/c = 17,82 m3/s và ωy/c = ( b+m.hy/c).hy/c
yc

* Xác đònh hy/c theo phương pháp lợi nhất về mặt thủy lực:
F(R ln ) =

4m 0 i
8,424 10 −4
=
=0,00472

Q max
17,82

Tra bảng (8-1) với n = 0,0225 ⇒ Rln =1,8m
b

5,0

h

Lập tỷ số R = 1,8 = 2,777 tra bảng ( 8-3) với m=1,5 ⇒ R = 1,632
ln
ln
h

⇒ h = R * Rln = 1,632 *1,8 = 2,94(m)
ln
ω max = (b + mh)h = (5,0 + 1,5 * 2,94) * 2,94 = 27,66(m 2 )
17,82
Vmax =
= 0,64(m / s )
27,66
So sánh với (1) ta thấy: Vmax = 0,64 < [Vkx] = 0,71 (m/s) ⇒ thỏa mãn điều kiện
kênh không xói.

SV: Lớp TH 13

Trang6

ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới

* Xác đònh hmin theo phương pháp lợi nhất về mặt thủy lực:
F(R ln ) =

4m 0 i
8,424 10 −4
=
=0,00795
Q min
10,60

Tra bảng (8-1) với n = 0,0225 ⇒ Rln =1,48 (m)
b

5,0

h

Lập tỷ số R = 1,48 = 3,378 tra bảng ( 8-3) với m=1,5 ⇒ R = 1,52
ln
ln
h

⇒ h = R * Rln = 1,52 * 1,48 = 2,25(m)
ln
ω max = (b + mh)h = (5,0 + 1,5 * 2,25) * 2,25 = 18,84( m 2 )
17,82
Vmax =
= 0,56(m / s )

18,84
So sánh với (2) ta thấy Vmin = 0,56 > [Vkl] = 0,53 (m/s) ⇒ thỏa mãn điều kiện kênh
không bò bồi lắng.

* Cao trình đáy kênh tháo được xác đònh theo quan hệ :
Zđk = Zyc – htk
Trong đó:
Zy/c: Cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh tưới: Zy/c = 74,60m
htk: Độ sâu dòng chảy trong kênh dẫn khi dẫn lưu lượng thiết kế, h tk = 2,8m
* Cao trình bờ kênh tháo :

⇒ Zđk = 74,6 – 2,8 = 71,8 m
Zbk =Zđk + hgc + a

Trong đó:
hgc: Độ sâu dòng chảy trong kênh khi dẫn lưu lượng gia cường: hgc = 2,94m
a: Chiều cao an toàn của đỉnh bờ kênh: a = 0,5m
⇒ Zbk = 71,8 + 2,94 + 0,5 = 75,24 m
Chiều rộng bờ kênh chọn b = 2m
* Xác đònh đường quá trình mực nước trong bể tháo:
Cao trình mực nước trong bể tháo được xác đònh theo công thức:
Zbt = Zđk + h + Σhms
Σhms là cột nước tổn thất từ bể tháo ra kênh , trò số này nhỏ thường bỏ qua
h là độ sâu dòng chảy trong kênh ứng với các lưu lượng. Dòng chảy trong kênh
tháo tưới là dòng đều nên bài toán lúc này là có Q, b, m, n, i, tìm h và lập bảng tính
sau:

SV: Lớp TH 13

Trang7

ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới

BẢNG TÍNH Zbt ĐỐI VỚI TỪNG CẤP LƯU LƯNG
Từ - đến

Số ngày Q(m3/s)

F(Rln)

Rln(m)

b/Rln

h/Rln

h(m)

Zđk(m)

Zbt(m)

16/11-31/12

46

16,2

0,00520 1,7329

2,89

1,61

2,79

71,8

74,59

01/01-15/01

15

10,6

0,00795 1,4772

3,38

1,52

2,25

71,8

74,05

22/01-12/02

22

10,6

0,00795 1,4772

3,38

1,52

2,25

71,8

74,05

13/02-28/02

16

10,6

0,00795 1,4772

3,38

1,52

2,25

71,8

74,05

01/3-26/3

26

16,2

0,00520 1,7329

2,89

1,61

2,79

71,8

74,59

01/4-10/4

10

10,6

0,00795 1,4772

3,38

1,52

2,25

71,8

74,05

11/4-30/4

20

16,2

0,00520 1,7329

2,89

1,61

2,79

71,8

74,59

01/5-10/5

10

10,6

0,00795 1,4772

3,38

1,52

2,25

71,8

74,05

16/5-25/5

10

10,6

0,00795 1,4772

3,38

1,52

2,25

71,8

74,05

Căn cứ vào kết quả tính toán ta vẽ được đường quá trình mực nước trong bể tháo

3

h(m)

Zbt ~ t
74,59

2
h

1

74,05

74,05

74,59

74,05
74,59
74,05

t

10 10 10 10 10 11 10 10 11 10 10 8 10 10 11 10 10 10 10 10 11
Tháng 11 Tháng 12 Tháng 1 Tháng 2 Tháng 3 Tháng 4 Tháng 5
II. Thiết kế kênh dẫn :
Kênh dẫn làm nhiệm vụ dẫn nước từ nguồn vào bể hút của trạm bơm. Lưu lượng
chảy trong kênh dẫn bằng lưu lượng chảy trong kênh tháo nên lấy mặt cắt ướt của
kênh dẫn bằng mặt cắt ướt của kênh tháo chỉ khác nhau về cao trình. Tuy vậy nếu
phân tích kỹ về đặc điểm, điều kiện làm việc thì kênh dẫn và kênh tháo có những đặc
điểm khác nhau:
Kênh dẫn thường phải đào sâu, kênh tháo vừa đào vừa đắp, nên mái kênh dẫn
thường lấy ít dốc hơn

SV: Lớp TH 13

Trang8


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
Khi kênh dẫn không có công trình điều tiết ở đầu kênh thì mực nước trong kênh
hoàn toàn phụ thuộc vào mực nước sông.
Để đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng trong các thời kỳ thì cao trình đáy kênh dẫn
được xác đònh theo công thức :
Zđk =Zbh min –htk
Trong đó:
htk = 2,8m (độ sâu dòng chảy khi dẫn với lưu lượng thiết kế)
Zbh min = Zs min - hms = Zs min
Zs min = 64,20 m là cao trình mực nước thấp nhất ngoài sông ứng với tần suất kiểm
tra 90%
Zbh min là cao trình mực nước thấp nhất ở bể hút ứng với tần suất kiểm tra P = 90%
hms là cột nước tổn thất từ sông vào tới bể hút bỏ qua vì không có cống điều tiết

⇒ Zđk = 64,20 – 0 - 2,8 = 61,40m
* Cao trình bờ kênh dẫn xác đònh theo công thức
Zbk =Zbh max + a
Trong đó:
Zbh max : Cao trình mực nước lớn nhất ở bể hút. Đối vơí trạm ở ngoài đê hoặc trạm
ở trong đê nhưng mặt đất cao không dùng cống lấy nước, lấy Z bhmax= Zs max = 66,60m
( ứng với P = 1%)
a: Độ cao an toàn ( a = 0,5m ).
⇒ Zbk = 66,2+0,5 = 66,7m
D. TÍNH TOÁN CÁC LOẠI CỘT NƯỚC CỦA TRẠM BƠM:
I. Tính cột nước thiết kế Htk
Cột nước thiết kế của trạm bơm cũng như cột nước thiết kế của máy bơm đước
tính theo công thức:
Htk =hđh bq +Σht
h đhbq =

∑Q h t
∑Q t
i

i i

i i

Trong đó:

hđh bq là cột nước đòa hình bình quân tính theo công thức

SV: Lớp TH 13

Trang9


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
Σht là cột nước tổn thất trong đường ống hút và ống đẩy của máy bơm. Vì chưa
chọn được máy bơm, chưa thiết kế đường ống nên thường lấy theo kinh nghiệm
Σht = 1,0 ÷ 1,5 m, lấy Σht = 1,4m.
Để dễ dàng xác đònh cột nước đòa hình h I và thời gian ti ta vẽ trên cùng một đồ thò
các đường quan hệ Zbt ~ t và Zbh ~ t. Sau đó tính bằng cách lập bảng như sau
BẢNG TÍNH TOÁN CỘT NƯỚC hđh bq
Thời gian tưới
Từ
Đến
Số ngày
(1)
(2)
(3)
16/11
20/11
5
21/11
30/11
10
1/12
10/12
10
11/12
20/12
10
21/12

31/12
11
1/1
10/1
10
11/1
15/1
5
22/1
31/1
10
½
10/2
10
11/2
12/2
2
13/2
20/2
8
21/2
28/2
8
1/3
10/3
10
11/3
20/3
10
21/3

26/3
6
¼
10/4
10
11/4
20/4
10
21/4
30/4
10
1/5
10/5
10
16/5
20/5
5
21/5
25/5
5

Qi
(m3/s)
(4)
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
10,6

10,6
10,6
10,6
10,6
10,6
10,6
16,2
16,2
16,2
10,6
16,2
16,2
10,6
10,6
10,6

Zbt
(m)
(5)
74,60
74,60
74,60
74,60
74,05
74,05
74,05
74,05
74,05
74,05
74,05

74,05
74,60
74,60
74,60
74,05
74,60
74,60
74,05
74,05
74,05

Zbh
(m)
(6)
65,8
65,9
65,3
65,6
65,7
65,7
65,5
65,2
64,9
65,3
65,3
64,8
64,7
64,6
64,8
65,2

65,2
65,3
65,5
65,6
65,7

Σ

h đhbq =

Vậy:
Do đó:

∑Q h t
∑Q t

SV: Lớp TH 13

i

i i

i i

=

1.863,7767
= 9,10
204,7853

hi
(m)
(7)
8,80
8,70
9,30
9,00
8,90
8,35
8,55
8,85
9,15
8,75
8,75
9,25
9,90
10,00
9,80
8,85
9,40
9,30
8,55
8,45
8,35

Qiti
10 (m3)
(8)
6,9984
13,9968

13,9968
13,9968
15,3965
9,1584
4,5792
9,1584
9,1584
1,8317
7,3267
7,3267
13,9968
13,9968
8,3981
9,1584
13,9968
13,9968
9,1584
4,5792
4,5792
204,7853
6

⇒ hđhbq = 9,10 + 1,4 = 10,50m.

Trang10

Qihiti
106 (m4)
(9)
61,5859

121,7722
130,1702
125,9712
137,0287
76,4726
39,1522
81,0518
83,7994
16,0272
64,1088
67,7722
138,5683
139,9680
82,3012
81,0518
131,5699
130,1702
78,3043
38,6942
38,2363
1863,7767


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
Htkmax = htkđhmax+Σhi = 10,0+1,4 = 11,4m
Htkmin = htkdhmin+Σht = 8,35+1,4 = 9,75 m
II.Trường hợp kiểm tra.
1. Cột nước lớn nhất: Htk max
HKTmax = hđh max + Σht

với Σht = 1,4m

Trong đó:
hdhmax: Xuất hiện khi mực nước bể tháo lớn nhất ( bơm với lưu lượng gia cường) và
mực nước bể hút xuống thấp nhất ( P = 90%).
hdhmax = (Zbt gc –Zbh min) = 74,70 - 64,2 = 10,5m
⇒ HKTmax = 10,5 + 1,4 = 11,9 m
2. Cột nước nhỏ nhất: Htk min
HKTmin = hđh min + Σht với Σht = 1,4m
Trong đó:
hKTđhmin: Xuất hiện khi mực nước bể tháo xuống thấp nhất ( bơm với lưu lượng nhỏ
nhất) và mực nước ở bể hút lên cao nhất (P=1%)
hdhmin = (Zbt min –Zbh max) = 74,05 - 66,6 = 7,45m ⇒ HKTmin = 7,45 + 1,4 = 8,85
Vậy
HTK = 5,00m
HKTmin = 8,85m
HKTmax = 11,90m
Hđh bq = 10,50m
E/ CHỌN MÁY BƠM – ĐỘNG CƠ –MÁY BIẾN ÁP:
I. Chọn máy bơm chính.
1. Chọn số máy bơm :
Số lượng máy bơm của một trạm bơm là con số có ý nghóa về mặt kỹ thuật và cả
về mặt kinh tế, nó chi phối trực tiếp đến khâu thiết kế và trong quản lý vận hành. Số
lượng máy bơm nhiều dễ đảm bảo chạy máy theo sát yêu cầu cấp nước nhưng vốn đầu
tư sẽ tăng lên và quản lý phức tạp hơn. Ngược lại, nếu số máy ít, khối lượng công trình
bao che nhỏ hơn nhưng đồng thời mức độ an toàn cấp nước sẽ kém hơn.
Với kinh nghiệm thực tế, để đáp ứng được yêu cầu trên số máy bơm thường nằm
trong phạm vi: 3n8. Để tăng độ an toàn bơm nước cần chọn máy bơm dự trữ. Số
lượng máy bơm dự trữ phụ thuộc vào độ tin cậy làm việc của máy bơm được chọn.
Trong trường hợp này có thể chọn 01 máy bơm dự trữ.

SV: Lớp TH 13

Trang11


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
Số máy bơm có thể chọn sơ bộ như sau:
Để phù hợp số máy bơm (n) chọn dựa vào biểu đồ (Q~t), với 2 phương án có số
máy bơm khác nhau, tiến hành tính và chọn phương án nào có lưu lượng bơm trong mọi
thời kỳ so với yêu cầu tưới thừa hoặc thiếu ít nhất.
BIỂU ĐỒ (Q ~ t)
Phương án I

Phương án II

16,2

10,6

10,8

5,4

Dựa vào biểu đồ trên, ta chọn phương án I là hợp lý nhất vì lượng thừa, thiếu ít
nhất.
Vậy, tổng số máy bơm bố trí trong trạm là: n + 1 = 3+1 = 4 máy. Trong đó 3 máy
bơm chủ lực và 1 máy bơm dự trữ.
2. Chọn loại máy bơm:
Với số máy bơm đã được sơ bộ chọn n = 3, ta có thể xác đònh Q tk cho 1 máy bơm

như sau:

Với Qtk = 5,4 m3/s,

m
Q trạ
16,2
tk
Q tk =
=
= 5,4 m3/s
n
3

Htk = 10,5m

Tra trên biểu đồ sản phẩm các loại máy bơm ta chọn loại máy bơm hướng trục
trục đứng OΠ5-110 có số vòng quay 485v/ph. Đây là loại máy bơm có các đặc tính
sau:

Loại máy bơm
SV: Lớp TH 13

Q (m3)

H (m)

n (v/ph)
Trang12

G (kg)

Loại động cơ


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
OΠ5 110- 485

5,55

11,0

485

8.200,0

BДД 170/34-12

II. Chọn động cơ:
Thông thường mỗi loại máy bơm đều có động cơ đi kèm theo. Trường hợp này ta
phải tiến hành kiểm tra lại theo các điều kiện thực tế mà máy bơm và động cơ sẽ phài
làm việc
Kiểm tra công suất:
Công suất thực ten nhất mà động cơ sẽ phải làm việc trong mọi thường hợp phải
nhỏ hơn công suất của động cơ, tức :
Nmax < NH
Trong đó:
NH là công suất đònh mức của động cơ.
Nmax là công suất thực tế lớn nhất mà động cơ phải làm việc ,xác đònh theo công
thức:

N max =

Ta có:

K = 1,05;

9,81.K.Q b .H b
η b .η tr

Hb = Hb max = 11,4m;

ηb = 80%;

ηtr = 1

Qb = 5,4m3/s ( tra đường đặc tính)
⇒ N max =

9,81.K.Q b .H b
9,81.1,05.5,4.11,4
=
= 792,62 KW
η b .η tr
0,8.1

Qua tính toán ở trên và tra bảng đặc tính máy bơm, để thoả mãn điều kiện N max <
NH, với loại máy bơm đã chọn, ta chọn loại động cơ phù hợp nhất là BДД 170/34 - 12
có các thông số kỹ thuật sau:
Loại động cơ
BДД 170/34-12

N (KW)
820

UH (V)
6.000

n ( v/ph)
500

η (%)
92,5

Cosϕ
0,88

So sánh ta thấy Nmax = 792,62 < NH = 820 (KW) ⇒ đảm bảo điều kiện trên.

* Kiểm tra số vòng quay:

SV: Lớp TH 13

Trang13


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
Sự chênh lệch số vòng quay giữa động cơ và máy bơm phải nằm trong phạm vi
cho phép: ∆n% ≤ [∆n%]:
n đc − n b
.100 ≤ 5%

n đc
n đc − n b
500 − 485
.100 =
.100 = 3% < 5% ⇒ đảm bảo an toàn.
⇒ ∆n% = n
500
đc
[∆n%] =

III. Chọn máy biến áp:
Vì điện áp của động cơ thường là 200/380v, 3000v hay 6000v, nhỏ hơn điện áp
nguồn. Do đó phải bố trí trạm biến áp cho trạm bơm.
Chọn máy biến áp phải dựa vào;
-Dung lượng yêu cầu của trạm bơm Syc
-Điện áp của nguồn Ung .
-Điện áp của động cơ
Ta áp dụng công thức tính S
S yc = (1,05 ~ 1,1)

k 1 .k 2 .ΣN H
+ k 3 .N td
η đc .Cosϕ

Trong đó:
k1 là hệ số phụ tải của động cơ K 1 =

tk
N max
792,62

=
= 0,967
NH
820

k2 là hệ số làm việc đồng thới của trạm bơm: k2 = (số máy làm việc)/ (tổng số
máy) = 3/4 = 0,75
k3 là hệ số thắp sáng từ 0,7 ~ 1, lấy k3 = 1
Ntd là công suất tự dùng cung cấp điện cho việc thắp sáng chạy các thiết bò phụ
và cung cấp điện cho đòa phương ở xung quanh trạm bơm, lấy =100KW
ηđc là hiệu suất của động cơ, ηđc = 92,5%
Cosϕ là hệ số công suất = 0,88
ΣNH là tổng công suất đònh mức của động cơ trong trạm bơm, kể cả máy dự trữ:
ΣNH = 4*780 = 3.280,00KW
⇒ S yc = 1,1

0,967.0,75.3280
+ 1.100 = 132,15 KVA
92,5.0,88

Ta chọn loại máy biến áp TM 180/63 có Sba =2000KW
SV: Lớp TH 13

Trang14


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
Uca =10KV
Uha =6KV

G. XÁC ĐỊNH CAO TRÌNH ĐẶT MÁY BƠM:
Trong thiết kế trạm bơm, việc chọn cao trình đặt máy bơm có một ý nghóa quan
trọng về kinh tế và kỹ thuật.
Nếu cao trình đặt máy thâp, khả năng chống khí thực tốt, tăng tuổi thọ máy bơm
nhưng kinh phí xây dựng sẽ tăng lên. Trường hợp ngược lại, cao trình đặt máy cao, kinh
phí xây dựng thường giảm nhưng dễ dàng phát sinh hiện tượng khí thực làm hư hỏng
máy bơm hoặc bơm không được nước. Vì vậy cần phải chọn một cao trình đặt máy hợp
lý.
Để tính toán chọn cao trình đặt máy cần phải dựa vào các yếu tố:
Lưu lượng thiết kế:

Qtk = 5,40m3/s

Cột nước thiết kế:

Htk = 10,50m

Lưu lượng lớn nhất:

Qmax = 5,94m3/s

Cột nước lớn nhất:

Hmax = 11,40m

Lưu lượng nhỏ nhất:

Qmin = 3,53m3/s

Cột nước nhỏ nhất:

Hmin = 9,80m

Mực nước thấp nhất ở bể hút:

Zbh min = 64,20m

Mực nước cao nhất ở bể hút:

Zbh max = 66,60m

Nhiệt độ trung bình của nước sông: t = 250C
Điểm công tác của máy bơm nằm trên đường đặt tính Q ~ H ứng với góc nghiêng
cánh quạt θ = +3o. Ta chọn đường đặc tính Q ~ H ứng với θ = +3o làm đường đặc tính
H=f(Q) thiết kế. Cao trình đặc máy của máy bơm được xác đònh theo công thức.
Zđm =Zbh min +[hs]
Đối với máy bơm hướng trục trục đứng thì xác đònh cao trình đặc máy theo 2 điều
kiện, sau đó chọn.
1. Điều kiện đảm bảo máy bơm không sinh ra hiện tượng khí thực khi làm việc
với cột nước thiết kế:

SV: Lớp TH 13

Trang15


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
Với loại máy bơm chọn ở trên là loại máy bơm hướng trục trục đứng công thức
tính độ cao hút cho phép của máy bơm là:
[hs] = Hat - hbh - [∆h] - hmsoh

Trong đóù:
H a = 10,33 −

Z bh
64,2
= 10,33 −
= 10,26(m)
900
900

Hbh là cột nước áp lực bốc hơi của nước bơm lên, căn cứ vào t = 25 oc tra phụ lục
ta có Hbh =0,34m
Dựa vào Htk tra trên đường đặc tính Q ~ H ứng với góc θ = +3o được độ dự trữ khí
thực [∆H] = 10m
hmsoh lấy = 0,5m
Do đó [hs] =Ha –Hbh –[∆H] - hmsoh =10,26 - 0,34 - 10,0 - 0,50 = - 0,58m
Vậy

Zđm1 = Zbh min + [hs] = 64,20 - 0,58 = 63,62m

2. Tính cao trình đặt máy bơm theo yêu cầu dìm cánh quạt xuống dưới mực nước
thấp nhất ở bể hút một độ sâu hsyc = -1m do nhà máy quy đònh:
Zđm2 =Zbhmin +hsyc = 64,20 – 1 = 63,20m
Để thỏa mãn cả 2 điều kiện trên ta chọn: Zđmtk = 63,20m
* Kiểm tra cao trình đặt máy thiết kế trong các trường hợp bất thường:
a/ Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất H max:
Với Hmax = 11,4m ,tra trên đường đặc tính Q ~ H ứng với góc θ = +3o được độ dự
trữ khí thực [∆H] =12 m, coi Ha, Hbh, hmsoh không đổi, ta có:
[hs] =Ha –Hbh –[∆H] - hmsoh =10,26 - 0.34 - 12 - 0,50 = -2,58 m
Vậy

Zđm, =Zbh min +[hs] =64,20 - 2,58 = 61,62m

Nhận xét : Zđm, > Zđmtk
b/ Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước nhỏ nhất H min
Với Hmin = 9,8m, tra trên đường đặc tính Q ~ H ứng với góc θ = +3o được độ dự trữ
khí thực [∆H] = 9m, coi Ha, Hbh, hmsoh không đổi, ta có:
[hs] =Ha –Hbh –[∆H] - hmsoh =10,26 - 0,34 - 9,50 - 0,50 = 0,42m
Vậy

Zđm,, =Zbh max +[hs] = 66,60 + 0,42 = 67,02m

Nhận xét : Zđm,, > Zđmtk
SV: Lớp TH 13

Trang16


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
Như vậy máy bơm làm việc an toàn trong mọi trường hợp. Chọn cao trình đặt máy
thiết kế cho trạm bơm Zđmtk = 63,20m là hợp lý

H. THIẾT KẾ NHÀ MÁY BƠM:
I. Chọn loại nhà máy:
Để chọn loại nhà máy ta dựa vào quy mô trạm bơm, máy bơm được chọn, độ
chênh lệch mực nước bể hút, điều kiện đòa chất, điều kiện vật liệu xây dựng ta chọn
loại nhà máy bơm kiểu khối tảng.
II. Bố trí thiết bò bên trong nhà máy:
Bao gồm tổ máy bơm chính, các thiết bò thủy lực, thiết bò điện, các thiết bò nâng
hạ và các thiết bò phụ khác trong nhà máy bơm.

III. Cấu tạo và kích thước các bộ phận công trình nhà máy bơm:
1. Cấu tạo tầng móng và buồng hút:
Đối với nhà máy bơm kiểu khối tảng, móng kiểu khối tảng làm bằng bê tông cốt
thép M150. Ở những chỗ khối lớn có thể đổ thêm đá kích thước lớn để tiết kiệm. Khối
móng có chứa ống hút nên kích thước của nó phụ thuộc kích thước ống hút, ống hút
thường dùng là các loại ống hút cong như hình vẽ, trong đó D là đường kính của bánh
xe công tác, với máy OΠ5-110 thì D = 110cm:
0,7D
1,09D
0,52D
2,62D
1,56D

1,2D

1,36D

0,27D

1,62D 2,28D

1,06D

1,4D
4,3D

2,5D

2,05D

1,09D
1,52D

0,35D

SV: Lớp TH 13

Trang17


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
2. Cấu tạo tầng bơm: Đối với nhà máy bơm kiểu khối tảng, tầng bơm nằm sâu
dưới mặt đất, chung quanh chòu áp lực đất, nước tác dụng nên tường phải làm bằng bê
tông cốt thép M150
3. Cấu tạo tầng động cơ: Tầng động cơ là tầng duy nhất nổi lên trên mặt đất nên
ngoài việc thiết kế đảm bảo kỹ thuật còn phải đảm bảo mỹ thuật,cụ thể như sau:
a. Sàn động cơ: Bố trí sàn động cơ cao hơn mặt đất thiên nhiên để thoáng gió và
chống ẩm. Sàn được đúc bằng bê tông cốt thép M200, dày 15cm. Mặt sàn láng xi
măng.
b. Dầm đỡ động cơ: Dầm đúc liền với sàn
c. Lỗ kéo máy: Phần lớn các trạm bơm dùng khoảng trống giữa 4 dầm làm lổ kéo
máy cho chính xác các máy đó.
d.Cầu thang: Đi lên, xuống tầng phải làm cầu thang, chiều rộng cầu thang =1m,
mỗi bậc lên xuống 0,25m× 0,25m có lan can bảo vệ
e. Cột nhà: Cột nhà đồng thời là cột đỡ dầm cầu trục, cầu trục, vật di chuyển và
nóc nhà
g. Dầm cầu trục: Dầm cầu trục chạy dọc nhà máy được liên kết với các cột nhờ
các vai cột. Nhiệm vụ của dầm là đỡ đường ray để di chuyển cầu trục
h. Tường và cửa: Tường xây gạch dày 30cm. Trên tường bố trí cửa sổ để thông
gió cho động cơ. Cửa ra vào bố trí ở 2 đầu hồi nhà máy, cửa chính phía gian sửa chữa

i. Nóc nhà: Nóc nhà đảm bảo không dột, cách nhiệt và nước mưa thoát nhanh
IV. TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA NHÀ MÁY:
1. Chiều cao nhà máy:
a. Chiều cao tầng dưới mặt đất: xác đònh theo 2 điều kiện:
- Tính theo điều kiện lắp đặt động cơ với máy bơm vả ống hút: theo công thức:
Htb =h1 +hoh +h3 +hb
Trong đó:
h1 - chiều dày của bản đáy =1,00m
hoh -chiều cao ống hút, hoh = 1,89D = 1,89.1,1 = 2,08m

SV: Lớp TH 13

Trang18


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
h3 -Khoảng cách từ cao trình đặt máy đến sàn bơm phụ thuộc vào chiều
cao vành chống của mỗi loại máy bơm = 0,5 m (tra bảng)
hb- chiều dài trục bơm và một phần trục động cơ phụ thuộc vào loại máy
bơm = 6,25m
Vậy: Htb = h1 +hoh +h3 +hb =1,00+2,08+0,50+6,25 = 9,83m
- Tính theo điều kiện chống lũ cho động cơ theo công thức:
H’tb =h1 +hmoh +h2+∆Z +δ
Trong đó:
h1 - chiều dày của bản đáy =1,00m
hmoh -chiều cao miệng ống hút, hmoh = 2,62D = 2,62.1,1 = 2,88m
h2 - Độ ngập sâu của miệng ống hút để ngăn ngừa không khí chui vào máy bơm,
lấy = 0,50m
∆Z- Độ dao động mực nước ở bể hút =Zbhmax – Zbhmin = 66,60-64,20=2,40m
δ - Độ cao an toàn chống sóng tràn, δ = 0,5m

Vậy H’tb =h1 +hmoh+h2 +∆Z +δ = 1,00+ 2,88+0,5+2,40+ 0,50 = 7,28m
Htb được chọn theo giá trò lớn trong 2 điều kiện trên, ⇒ Htb = 9,83m
b. Chiều cao tầng động cơ: được tính theo công thức
Hđc = ht + hat + lmax + ld + hct + δ
Trong đó:
ht- chiều cao phần tónh của động cơ theo kích thước đònh hình = 1,08m
hat -chiều cao an toàn để vật di chuyển không va chạm vào vật cố đònh = 0,5m
lmax- chiều dài lớn nhất của vật kéo lên = 4,99m
ld- chiều dài dây buộc loại mềm = 0,50m
hct -chiều cao của cần trục bằng điện = 2,70m
δ- khoảng cách an toàn từ đỉnh cầu trục tới trần nhà = 0,20m
Vậy Hđc =h1 + hat + lmax + ld + hct + δ =1,08+0,50+4,99+0,50+2,70+0,20 = 9,971m
c. Chiều cao toàn bộ nhà máy:
H = Htb+Hđc+Hnóc = 9,83+9,97+1,28 = 21,08m

SV: Lớp TH 13

Trang19


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
2. Chiều rộng nhà máy:
a.Chiều rộng tầng dưới mặt đất: tính theo công thứcsau
Bb= t1+a1+Db+t2+a2
Trong đó:
t1, t2 - Chiều dài tướng thượng hạ lưu nhà máy, t1 = t2= 1,00m
a1,a2 - lối đi lại để lắp ráp trông coi máy bơm lấy = 1,50m
Db - đường kính kích thước bên ngoài của máy bơm = 2,96m
Vậy: Bb= t1+a1+Db+t2+a2 =1,00+1,50+2,96+1,00+1,50 = 7,96m
b. Chiều rộng tầng trên mặt đất: tính theo công thức

Bđc= 0,10+t+a3+Dđc+a4+t+0,10
Trong đó:
0,1 là gờ móng của tường gạch để cho lực truyền xuống gần trung tâm tường bê
tông ở tầng dưới (m)
t -chiều dày tường gạch = 0,30m
a3 ,a4 -Chiều rộng lối đi, a3 = a4 = 1,50m
Dđc -đường kính của động cơ = 2,5m
Vậy Bđc= 0,1+t+a3+Dđc+a4+t+0,1 = 0,1+0,3+1,5+2,5+1,5+0,30+0,10 = 6,30m
⇒ Chọn chiều rộng nhà máy B = 8,00m
3. Chiều dài nhà máy:
a. Chiều dài 1 gian nhà:
-Tính theo điều kiện bố trí động cơ ở tầng trên: theo công thức
L1g = Dđc +a5
Trong đó: a5 – Khoảng cách giữa 2 vỏ của động cơ = 1,50m
⇒ L1g = Dđc +a5 = 2,50+1,50 = 4,00m
-Tính theo điều kiện bố trí máy bơm ở tầng dưới: theo công thức
L’1g = D’b+a6
Trong đó:

a6 – Khoảng cách giữa 2 vỏ của máy bơm = 1,5m
D'b = 1,66 - Kích thước vỏ ngoài của máy bơm.

SV: Lớp TH 13

Trang20


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
⇒ L’1g = D’b+a6 = 1,66+1,50 = 3,16m
So sánh ta chọn L1g = 4,00m

b. Chiều dài toàn bộ nhà máy: tính theo công thức
L = (n -1)Ltk1g+Dđc+L1+Lsc+2t+2.0,1
Trong đó: n -tổng số máy trong nhà máy n = 4
Ltk1g= 4,0m
L1 - khoảng cách từ vỏ động cơ đến tường gạch ở đầu hồi = 1,50m
Lsc - Chiều dài gian sửa chữa, Lsc = Ltklg + 1 = 4,0 +1 = 5,0m
t - Chiều dày tường = 0,3m
⇒ L = (4-1)*4,0+2,50+1,50+5,00+0,3*2+0,2 = 21,80m
4. Ống đẩy.
Ống đẩy là đoạn nối tiếp từ máy bơm đến bể tháo. Căn cứ vào vò trí nhà máy và
bể tháo để xác đònh chiều dài ống đẩy. Đường kính kinh tế của ống đẩy có thể tính
theo công thức:
4Q bq

D kt =

n.π.Vkt

Trong đó:
n – số ống đẩy làm việc, n=3
Vkt – tốc độ kinh tế chảy trong ống đẩy, theo kinh nghiệm lấy = 2,0m/s
Qbq – lưu lượng bình quân của trạm tính theo công thức
Q bq =

3

∑ Q 3i .t i
∑ ti

⇒ D kt =

=

4Q bq
n.π.Vkt

3

489994,9
= 14,09 m3/s
175
=

4.14,09
= 1,73 m
3.3,14.2

Vậy đường kính kinh tế của ống đẩy là Dkt = 1,73m.

SV: Lớp TH 13

Trang21


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
K. THIẾT KẾ BỂ HÚT:
Bể có nhiệm vụ nối tiếp giữa kênh dẫ với nhà máy bơm.Bể hút gồm 2 phần:
-Phần mở rộng của kênh dẫn
-Phần tập trung nước
Công trình lấy nước có nhiệm vụ phân phối nước cho các máy bơm và ngăn cản

rác bẩn chui vào máy bơm.
Phần tập trung nước có dạng hình chữ nhật, chiều dài phụ thuộc vào số máy bơm
và cách bố trí ống hút. Ngoài ra có sự chênh lệch giữa cao trình đáy kênh dẫn và cao
trình đáy công trình lấy nước nên phải làm một đoạn dốc nối tiếp ở đáy phần mở rộng,
độ dốc nên lấy i = 0,2 ÷ 0,25 ( chọn i = 0,2); không nên làm dốc toàn bộ đoạn mở rộng
vì không có lợi về mặt thuỷ lực. Ở đây ta có chiều rộng công trình lấy nước là
Bct = n.LgTK = 4*4 = 16m ⇒ ta có thể chọn Ld = 8m.
Từ công thức tính chiều dài đoạn dốc:
Ld =

Trong đó :

Z đk − Z đct
⇒ Z đct = Z đk − L d .i = 61,4 − 8.0,2 = 59,8
i

Ld - Chiều dài đoạn dốc, Ld = 8m

Zđk – cao trình đáy kênh dẫn, Zđk = 61,4
Zđct – cao trình đáy công trình lấy nước ( bể hút)
- Ta có: Vk = 0,5 ÷ 0,7 m/s thì α = 45o ÷ 40o, ở đây Vk = QTK/ωk
Vk =

Q TK
16,2
=
= 0,68 ≈ 0,7 ⇒ chọn α = 40o
(B k + m.h).h (5 + 1,5.2,8).2,8

Phần mở rộng là hình thang, đáy nhỏ bằng đáy kênh dẫn, đáy lớn bằng chiều dài

công trình lấy nước, chiều dài đoạn mở rộng tính theo công thức:
L mr =

Trong đó: α - góc mở rộng = 40o

B ct − b k
α
cot g
2
2

bk – Chiều rộng đáy kênh dẫn = 5,0m
Bct – Chiều dài công trình lấy nước, Bct = 16m
B ct − b k
α 16,0 − 5,0
cot g =
cot g20 o = 15,11m ≈ 15m
2
2
2
Vậy chiều dài đoạn mở rộng: Lmr = 15m
L mr =

SV: Lớp TH 13

Trang22


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
L. THIẾT KẾ BỂ THÁO:

I. Nhiệm vụ của bể tháo:
- Nối tiếp ống đẩy với kênh tháo ,đảm bảo phân phối lưu lượng vào các kênh.
- Đảm bảo tiêu hết năng lượng trước khi dòng chảy vào kênh.
- Ngăn dòng chảy ngược khi máy bơm ngừng chạy.
II. Các biện pháp ngăn nước chảy ngược từ bể tháo về bể hút khi máy bơm ngừng làm
việc:
-Ngăn nước chảy ngược từ bể tháo xuống bể hút bằng nắp đậy có bản lề lệch với
tâm miệng ra ống đẩy ( bản lề đặt cao hơn tâm miệng ra), loại này còn gọi là van cánh
bướm.
III. Cấu tạo bể tháo:
Bể tháo gồm 2 phần:
-Giếng tiêu năng có dạng hình chữ nhật, chiều dài giếng bằng chiều rộng tổng
cộng phía trong của bể tháo được xác đònh thông qua tính toán thuỷ lực. Chiều rộng của
hình chữ nhật là chiều dài của giếng tiêu năng. Trong giếng tiêu năng bố trí trụ pin,
cửa ra ống đẩy và cầu công tác.
- Phần chuyển tiếp thu hẹp vào kênh có dạng hình thang mà đáy nhỏ là chiều
rộng đánh kênh tháo, đáy lớn là chiều rộng tổng cộng phía trong của bể tháo và chiều
cao chính là đoạn thu hẹp tính theo công thức:
L mr =

Trong đó:

B bt − B k
α
cot g
2
2

α: góc thu hẹp, chọn α = 40o

* Tính toán thuỷ lực bể tháo thẳng dòng có thiết bò nắp ống đẩy hoặc van đóng nhanh.
+ Tính đường kính miệng ra ống đẩy, để giảm bớt tốc độ nước ra khỏi ống đẩy,
đường kính miệng ra lấy theo kinh nghiệm:
Do = (1,1 ÷ 1,2)D, chọn Do = 1,2D với D là đường kính ống đẩy D = 1,73m (lấy
đường kính kinh tế ống đẩy đã tính ở trên)
⇒ Do = 1,1*1,73 = 1,9m

SV: Lớp TH 13

Trang23


ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
+ Tốc độ nước chảy ra khỏi miệng ống đẩy theo lưu lượng với mực nước nhỏ nhất
ở bể tháo:
Vra =

3Q
3.5,4
=
= 1,429 m/s, ( với Q = 5,4m3/s)
2
π.D 0 3,14.1,9 2

+ Độ sâu ngập nhỏ nhất của mép trên miệng ra của ống đẩy đảm bảo dòng chảy
ra ngập lặng:
hng min = (3 ÷ 4)

Vra2
1,429 2

= 3,5 *
= 0,36( m)
2g
2 * 9,81

+ Chiều sâu nhỏ nhất trong giếng tiêu năng của bể tháo:
Hgimin = D0 + hngmin + P
Trong đó: P là khoảng cách từ mép dưới miệng ra ống đẩy đến đáy bể tháo. Tuỳ
theo cấu tạo nắp ống đẩy của bê tháo khi có vật đệm chống rò thì lấy P = 0,2÷0,3m ⇒
Hgi min = 1,9+0,36+0,3 = 2,56m
+ Chiều cao thềm ra ở giếng tiêu năng được tính theo công thức:
ht = Hgimin - hkmin
Trong đó:
hkmin là chiều sâu nhỏ nhất trong kênh, hkmin = 2,25m ứng với Qmin =10,6 m3/s
⇒ ht = 2,56 - 2,25 = 0,31m.
+ Chiều sâu lớn nhất của giếng tiêu năng: H gimax = ht + hkmax, với hkmax là chiều sâu
lớn nhất trong kênh, hkmax = 2,94m ứng với Qmax = 17,82m3/s.
⇒ Hgimax = 0,31 + 2,94 = 3,25m.
+ Chiều cao dự trữ từ mực nước lớn nhất trong bể đến mép trên tường bể tháo,
nếu không có điều kiện gì đặc biệt thì lấy theo bảng trong Giáo trình trạm bơm Chương XI, trang 136, với Qtrạm = 10 ÷ 30m3/s thì a = 0,5m.
Vậy chiều cao phía trong tường bể tháo là:
Hb = Hgimax +a = 3,25+0,5 = 3,85m
+ Chiều dài của giếng tiêu năng được xác đònh theo công thức kinh nghiệm:
Lgi = K.hngmax = 4.hngmax
Trong đó:

SV: Lớp TH 13

Trang24

ĐAMH: Thiết kế Trạm bơm tưới
K là hệ số phụ thuộc vào dạng của thềm ra khỏi giếng tiêu năng và hệ số
kD0=ht/D0. Ở đây ta chọn khi thiết kế dạng thềm ra khỏi giếng tiêu năng là thềm đứng
0,31

⇒ kD0 = 1,9 = 0,163 ⇒ tra bảng XI - 1, Giáo trình trạm bơm, trang 136, lấy kD 0 = 0,5,
được K = 4
hngmax: Độ sâu ngập lớn nhất của mép trên miệng ra ống đẩy,
hngmax = Hgimax - D0 - p = 3,25 - 1,9 - 0,3 = 1,05m
⇒ Lgi = 4.1,05 = 4,2m
+ Chiều dài đoạn kênh cần bảo vệ mái và đáy kênh sau bể tháo, khi bơm nước
vào bể đối xứng theo kinh nghiệm đã được thực tế xác nhận:
Lbv = (4÷5)hkmax = 5.2,94 = 14,7m, lấy Lbv = 15m.
+ Khoảng cách giữa các tâm miệng ra ống đẩy: B = D0 + 2b + d (m)
Trong đó:
b là khoảng cách từ mép ống đẩy đến trụ pin tuỳ thuộc vào loại nắp ống đẩy,
lấytheo kinh nghiệm: với nắp ống đẩy kiểu cánh bướm, b = 0,5m
d là chiều dày của trụ pin ở bể tháo, d = 0,6÷0,8m, chọn d = 0,7m
⇒ B = 1,9 +2.0,5 + 0,7 = 3,6m.
Vậy có thể tìm được tổng chiều rộng phía trong bể tháo với đường kính ống đẩy
bằng nhau là: Bb = (n-1)B+D0+2b, với n là số đường ống đẩy nối với bể tháo, n = 4
ống
⇒ Bb = (4-1)3,6+1,9+1 = 13,7m, chọn Bb = 14m.

SV: Lớp TH 13

Trang25