水下螺旋输送机的设计-思考过程

作者: laokou 分类: 水处理 发布时间: 2020-11-02 09:23

因涉及到水下螺旋输送的计算,当前各规范对此部分内容缺失,或者描述不准确,在过程中有一些思考共享给大家。

该项目最终螺旋运转良好,符合前期设计思维


一:功/功率的本质

功=W:F*s=力*距离

功率P=W/t =Fv 单位时间的功

 

二:计算方法

分三种情况,一种为摩擦力力*距离/时间的方式,另一种为流体力学的因次方程方式,第三种按照设备受力计算

三:电气负载说明

电机功率的选择按照负载所用的功率进行确定,负载的功率,按照设计的情况进行确定,比如力,距离,速度等。电机的实际运行功率由实际负载确定,当超负载时,电机超负荷运行,过热或烧毁或保护跳闸。

四:简单想象

想象一条长方形的刮板在水中,通过手来刮动水,如果长方形的面积一定,刮动的速度一定,那么可以理解,这时候的功率是可以确定的 做的功与接触面、摩擦力相关,速度与时间相关,功率可以确定

需要注意的是,与水泵不同,横向刮水后续运行负载恒定,水泵实际运行负载受压力影响

五:需要注意

以右侧为例,圆池刮泥的功率计算中,阻力p是一个Q的函数,这个Q是我们需要提出的Q,按逻辑,应该按此Q计算刮板的尺寸,如果按照Q计算好了功率,但是设计设备时刮板超过需要值,则所需功率变大,原配电机不足

即:按照实际刮泥量核算功率,非工艺计算量

六:容易犯错

工艺设计中,通常会取保守值,这种思维不能直接带到机械设计。比如工艺需要一个量q,你的机械设计不能给一个远大于q的方案,还是以刮板为例,每小时需要量q,核算完转速及面积,为了保守增加面积不可,原因一为此时你提供的量超过了工艺的量,其二为可能疏忽,功率还是按工艺计算而非按照给的量计算。

七:设计难点

水下螺旋的特别点在于:

  • 不能按照固体螺旋设计,因为其环境在水中
  • 不能按照螺杆泵设计,因为其扬程为0
  • 手册中设计的Q值(输送泥砂量)难取,有思索如下:
  • 根据输送固体螺旋公式,有:

可知,当直径、转速、螺距等确定时,每小时的输送量基本确定

  • 对于本次设计,每小时输送的流量为36m3,砂浓度为120g/l,对于Q的选值,按干固体量选值还是按湿量或者总流量选值
  • 按照需求,只需要将固体输送过去即可,液体由砂泵抽取,所需只需计算固体量
  • 但因螺旋输送能力q按设备类型确定,实际输送量可能不是需求量,因为设备的因素,螺旋直径不能太小,所以按设计量直接核算可能不准确
  • 如果是固体输送,即便叶轮大也不影响,因为给的量就这些,叶轮再大也不影响实际运行功率,但本次设计是位于水中,水会被做功,此时应按照叶轮的实际运行功率计算
  • 但水自身有静压头,即便不安装螺旋,也有大量水自动流出,所以螺旋做的功应该减去此部分
  • 可以得出,对于固体输送,叶轮实际尺寸大于设计需要尺寸时,如果按照设计流量选电机,正常运行时和设计流量运行时可以正常运行,因为给定的量一定,如果按照叶轮实际尺寸选择电机,则按设计流量运行时可以正常运行,大马拉小车,同时也可以输送更多的量