Cedil;Параллельная работа скважинных насосов

Подача насоса при заборе воды из водяных скважин определяется зависимостью Н = ¦(Q), в которой подача выражена неявной функцией расхода, весьма трудоемко и возможно методом подбора и по­следовательного приближения.

В настоящее время институт ВНИИ Водгео разработал реко­мендации для расчета водозабора подземных вод скважинными насо­сами с применением ЭВМ. Однако для анализа влияния различных параметров на изменение подачи необходимо ввести их в программу и произвести пересчет, что приводит к большим затратам машинного времени.

Анализ работы скважинного водозабора весьма наглядно можно произвести с помощью графического метода расчета насосов для водя­ных скважин, предложенного В. Г. Лобачевым, В. Ф. Тольцман и Р. Г. Добровольским.

Рассмотрим работу двух разных насосов, установленных в скважинах 1 и 2 и подающих воду в резервуар В координатах Н-Q наносим линии статического уровня воды в скважинах Zст1 и Zст2 (рис. 7), отметку точки соедине­ния сборных трубопроводов от 1 и 2 скважины ZА и отметку нижнего и верхнего уровней воды в сборном резервуаре Zp.мин и Zpмак. Для построения характеристики совместной работы скважины, на­соса и водовода от скважины до
точки А (см. рис. 7) от линии ста­тического напора Zст.1 строим характеристику скважины qs1, т.е зависимость понижения статического уровня воды от дебита скважины (ха­рактеристику скважины qs можно строить по опытным откачкам, а для предварительных расчетов- на основании гидрологических изысканий). По каталогу подбираем насос на требуемую подачу и напор. Задаемся несколькими значениями напора и подачи.

основании гидрогеологических изысканий). По каталогу подбираем насос на требуемую подачу и напор. Задаемся несколькими значениями напора насоса и при соответствую­щих подачах откладываем принятые значения напоров от характеристи­ки скважины qs1. Полученная харак­теристика q совместной работы на­соса и скважины справедлива при работе насоса на излив. При работе насоса на водовод от скважины до точки А строим его характе­ристику hтр1-А и вводим в характе­ристику q поправку на потери напо­pa в водоводе. Для этого из харак­теристики q вычитаем потери напо­ра в водоводе при соответствующих подачах. Полученная характеристи­ка qsтр совместной работы скважины, насоса и водовода называется при­веденной характеристикой к точке А. По характеристике qsтр можно оп­ределить подачу воды из скважи­ны 1 в точку А, понижение статиче­ского уровня воды в скважине и потери напора в водоводе.

Подобные построения можно про­вести и для скважины 2, получив приведенную характеристику qsтр 2 совместной работы скважины 2, на­соса и водовода.

Проведенный расчет справедлив при отсутствии взаимного влияния скважин. В практике строительства скважинных водозаборов из-за огра­ниченности территории и требования сокращения протяженности сборных трубопроводов расстояние между скважинами принимают меньше ра­диуса влияния. Уменьшение расстоя­ния между скважинами приводит к их взаимодействию, и при эксплуа­тации необходимо это учитывать. Если принять при равных дебитах скважин взаимное влияние одина­ковым, то t =t (t — снижение уров­ня в скважине 1 при работе скважи­ны 2; t - наоборот). Взаимное влия­ние скважин определяется по фор­мулам С. К. Абрамова.

Наносим на график характерис­тику влияния скважин t и t , вычи­таем их ординаты из ординат харак­теристик q и q и получаем ха-

рактеристики q и q исправ­ленные на взаимное влияние сква­жин. Для определения подачи двух насосов в резервуар строим харак­теристику параллельной работы двух скважин, складывая подачи при оди­наковых напорах, и получаем харак­теристику q ₊₂, которая справедлива для точки соединения водоводов А. Для получения характеристики па­раллельной работы насосов в точке излива воды в резервуар необходимо в характеристику q ₊₂ внести по­правку на потери в трубопроводе от точки А до резервуара 3. Строим характеристику

Н-Q_{тр А-3} и ордина­ты ее вычитаем из характеристики q ₊₂. Полученная характеристика q _+2А-3 дает зависимость подачи и напора при совместной работе двух насосов с учетом характеристик скважин и трубопроводов. Точка пе­ресечения характеристики q _+2А-3 с линией Z_p является режимной точ­кой работы системы, координаты которой определяют суммарную по­дачу двух насосов на заданный уро­вень воды в резервуаре, подачу каж­дого насоса q₁ и q₂, понижение статических уровней s₁ и s₂ и динами­ческие уровни в скважинах Z_дин1 и Z_дин2 (см. рис.7).

Приведенный расчет справедлив для скважин с установившимся режимом притока к ней воды, когда положение статического уровня воды в скважине стабилизировалось. В большинстве случаев наблюдается неустановившееся движение воды к скважине и как следствие — сниже­ние статического уровня воды в сква­жине и падение подачи насоса. Зная закономерность снижения пода­чи, можно графически решить эту задачу.

Режимную точку работы насоса 1 (см. рис. 7) в начальный момент эксплуатации скважины То прини­маем за начало новой системы ко­ординат

s¢ = j(T).

Через Т₁ лет статический уро­вень снизится на величину s¢₁. В связи с этим для подъема воды в резервуар напор насоса должен увеличиться на _D Н₁. Этому увеличению напора соответствует снижение подачи на и новая подача насоса будет

q_т1 = q_то - _Dq_т1

Аналогично можно вычислить _DН_i, _Dq_i, и q_тi для любого момента времени и определить момент, когда требуемая высота подъема воды на­сосом достигнет критического напо­ра, т. е. рекомендуемого для данного типа насоса.