Расчёт кольцевой водопроводной сети сельского населённого пункта

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА И ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Курсовой проект

«Расчёт кольцевой водопроводной сети сельского населённого пункта»

Выполнил: студент 5 курса,

ФСиП, гр. 3219

Мартиросян. В.А

Проверил: Молчанова Т.Г.

Благовещенск 2013г.

Содержание

насосная станция водоснабжение

Введение

1. Расчёт водопотребления

1.1 Состав водопотребителей и нормы водоснабжения

1.2 Режим водопотребления

1.3 Определение максимального расхода воды водопотребителями

2. Выбор режима работы насосной станции II-го подъёма

3. Выбор источника и системы водоснабжения

3.1 Выбор источника водоснабжения

3.2 Выбор системы водоснабжения

3.3 Выбор системы противопожарного водоснабжения

4. Наружная водопроводная сеть

4.1 Схема водопроводной сети

4.2 Водопроводные трубы и их соединения

4.3 Определение расходов разводящей сети

4.4 Гидравлический расчёт разводящей сети

4.5 Деталировка водопроводной сети

4.6 Определение действительных пьезометрических отметок и свобод-ных напоров в узлах сети

5. Водонапорная башня

5.1 Определение высоты водонапорной башни

5.2 Определение объема бака водонапорной башни

5.3 Определение объема водонапорной башни табличным способом

5.4 Конструкция водонапорной башни

6. Резервуар чистой воды

6.1 Определение вместимости резервуара чистой воды

6.2 Конструкция резервуара чистой воды

7. Насосная станция второго подъёма

7.1 Гидравлический расчёт насосной станции

7.2 Насосно-силовое оборудование

Заключение

Список литературы

Введение

Для проектирования систем водоснабжения необходимо знать количество потребляемой воды и режим ее потребления. Суммарное водопотребление устанавливают по составу и числу потребителей. Основными потребителями воды в сельском хозяйстве являются: население, животные, находящиеся в личной собственности, животноводческие фермы, предприятия по переработке молока, коммунальные предприятия.

Проектирование систем водоснабжения основано на ряде общих требований:

вода должна поставляться всем потребителям без исключения;

вода должна подаваться в нужном количестве;

вода должна подаваться определенного качества;

подача воды должна быть максимально механизирована и автоматизирована наиболее доступными и действенными средствами.

Водопотребление может быть неравномерным в течение суток и времени года, это накладывает определенные условия на проектируемые сооружения водоснабжения, позволяющие удовлетворить вышеуказанные требования. Расчет систем водоснабжения проводят с учетом максимально возможных расходов в сети. Для этого определяют сутки с максимальным водопотреблением. Одновременно анализируют водопотребление в течение суток и определяют час максимальнойводоподачи, при котором водопроводная сеть испытывает максимальную нагрузку по расходу.

Водозаборные и очистные сооружения должны обеспечивать подачу максимального суточного расхода, а разводящие водопроводные сети пропускать максимальный часовой расход.

Система водоснабжения должна проектироваться с учетом генерального плана и планов развития населенного пункта на ближайшие 15-20 лет.

1. Расчёт водопотребления

1.1 Состав водопотребителей и нормы водоснабжения

При проектировании системы водоснабжения любого объекта,прежде всего, должно быть определено, сколько воды и какого качества требуется подавать данному объекту. Для решения этой задачи необходимо с возможной полнотой учесть всех возможных потребителей водыи установить их требования к количеству и качеству подаваемой воды.

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов можетбыть сведено к трем основным категориям:

1. Расход воды на хозяйственно-питьевые (бытовые) нужды населения. Сюда входят все расходы воды, связанные с бытом людей: питье,приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ и т. п. К этой же категории могут быть отнесены все расходы воды, необходимые для обеспечения благоустройства города или поселка: поливка улиц, зеленых насаждений и т. п.

2. Расход воды для производственных (технических) целей на предприятиях промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. п. (парообразование, охлаждение, конденсация пара, изготовление различных фабрикатов, промывка продукции и пр.).

3. Расход воды для пожаротушения. Кроме того, вода расходуется на собственные нужды водопровода (промывка фильтров, водоприемных устройств, сети и др.).

Требования, предъявляемые к качеству воды, различны в зависимости от характера ее использования. Так, к воде, идущей на удовлетворение питьевых нужд населения, в первую очередь предъявляют требования санитарно-гигиенического порядка. Вода должна быть безвредной для здоровья, не содержать болезнетворных бактерий, быть прозрачной, не иметь запаха и дурных привкусов.

При проектировании систем водоснабжения в качестве основного показателя водоснабжения принимаем среднесуточный расход:

, мі/сут(1.1)

где - средняя за год норма водопотребления, л/сут, принимают по СНиП 2.04.02-84;

- расчётное число потребителей.

Средние суточные расходы определяют для каждого вида потребителя.

Максимальный суточный расход вычисляют по формуле:

, мі/сут(1.2)

где- коэффициент суточной неравномерности для сельских населённых пунктов принимают

Расчёты сводятся в таблицу 1

Таблица 1

Определение расчётных суточных расходов воды

Водопотребитель	Число ед.	Удельное водопотребление, л/сут	Среднесут. расход воды, мі/сут	Коэффициент макс. суточн. неравномерности водопотребления,	Расчётный расход воды в сутки наибольшего водопотребления, мі/сут
1	2	3	4	5	6
Хозяйственно-питьевой сектор
Централиз. водоснабжение	2500	250	625	1,3	812,5
Нецентрализ. водоснабжение	22500	300	2250	1,3	117
Птицы	100	2	0,2	1,3	0,26
Коровы	700	100	7	1,3	9,1
Свиньи	200	60	12	1,3	15,6
Коммунально-бытовой сектор
Школа	175	20	3,5	1,3	4,55
Столовая	30	12	0,36	1,3	0,47
Детский сад	100	75	7,5	1,3	9,75
Магазин	2	400	0,8	1,3	1,04
Больница	14	500	7	1,3	9,1
Производственный сектор
Хлебопекарня	3 м3	3	9	1,3	11,7
1	2	3	4	5	6
Лесопильный завод	1 м3	2	2	1,3	2,6
С/Х сектор
Птицеферма	2000	1	2	1,3	2,6
Овцеферма	3000	10	30	1,3	39
					У = 3843,27

1.2 Режим водопотребления

Размеры отдельных сооружений и установок, число и мощность насосов, емкость резервуаров, высоту и емкость водонапорных башен, диаметры труб находят путем расчета этих элементов в соответствии с количеством подаваемой ими воды и с намеченным для них режимом работы.

Очевидно, основным фактором, определяющим режим работы всехэлементов системы водоснабжения, является режим расходования воды потребителями, которых эта система должна обслуживать.

В отличие от многих инженерных систем, которые рассчитываются по заранее известным и заданным нагрузкам, системы водоснабжения после их пуска в работу должны удовлетворять фактическим требованиям потребителей, непрерывно меняющимся по графику, который в ряде случаев не может быть предусмотрен заранее сколько-нибудь достоверно.

Поэтому возможно более точное установление (прогнозирование) режима водопотребления представляет собой одну из наиболее ответственных задач при проектировании систем водоснабжения. Для некоторых потребителей решение этой задачи не представляет затруднений. Так, при проектировании водопроводов промышленных предприятий режим расхода воды на производственные нужды (график водопотребления) задается достаточно точно в соответствии с технологическим проектом предприятия. То же можно сказать о производственных водопроводах предприятий энергетики и транспорта.

Расходы по часам суток отдельных секторов распределяют по расчётным графикам.

Часовые расходы в расчётных графиках дают в процентах от максимального суточного расхода. Для перевода расхода в мі пользуются формулой:

,мі/ч (1.3)

где - часовой расход, % от

Расчёт часовых расходов сводится в таблицу 2.

По данным таблицы строят графики суточного водопотребления по сек-торам и суммарный график суточного водопотребления всего населённого пункта.

Коэффициент часовой неравномерности определяют по формуле

(1.4)

Средний часовой расход определяют по формуле

мі/ч (1.5)

1.3 Определение максимального расхода воды водопотребителями

Расчет сводят в таблицу 3.

Максимальный секундный расход определяем по формуле

(1.6)

где - принимаем из таблицы 3 по каждому сектору водопотребления;

Таблица 3

Расчёт максимальных расходов водопотребления населённого пункта

Водопотребители	Макс. суточный расход, мі/сут	Среднечасовой расход, мі/ч	Коэффициент часовой неравномерности	Макс. часовой расход, мі/ч	Макс. секундный расход, л/с
1	2	3	4	5	6
Коммунально-бытовой сектор	24,908	1,038	1,82	1,894	0,52
Хозяйственно-питьевой сектор	3762,46	156,77	1,30	203,15	56,43
Производственный сектор	14,3	0,6	2,62	1,57	0,43
С/х сектор	41,6	1,73	0	0	0
Суммарный секундный расход					57,38

Максимальный часовой расход определяем по формуле:

,мі/ч (1.7)

2. Выбор режима работы насосной станции II-го подъёма

Режим работы насосной станции II подъема выбирают по графику водопотребления(рис.3)Насосная станция подает воду в водопроводную сеть и водона-порную башню, когда водопотребление меньше, чем водоподача, когда же водопотребление превышает подачу насосной станции, вода поступает и от насосной станции, и из контррезервуара.

По графику суточного водопотребления населенного пункта выбираем двухступенчатый режим работы насосной станции. Часовая подача воды насосами первой группы определяется

Qнас(1)= У30,96/9 = 3,44

Считая, подача и потребление равны, и принимая Qмакс.сут=100 %, оп-ределяем подачу в дневное время за t2:

Часовая подача воды насосами первой группы в дневное время

отсюда

,

Если принять, что в ночное время работает один насос, то ориентиро-вочно можно определить число насосов n во второй группе, работающих в дневное время

, отсюда

насоса

Принимаем целое число рабочих насосов, округляя n в большую сторону.

Уточняем подачу: n = (100 - 30.96) / 30.96 = 2.23 ? 3 насоса

Затем наносим на график водопотребления линию, показывающую время вкл. и выкл. второго насоса.

3. Выбор источника и системы водоснабжения

3.1 Выбор источника водоснабжения

Выбор источника водоснабжения должен подтверждаться результатами гидрологических, гидрогеологических, топографических и санитарных изы-сканий. Для сельскохозяйственного водопровода можно использовать прак-тически весприродные источники воды. Технико-экономическое сравнение должно обосновать оптимальный для конкретных условий вариант, отве-чающий следующим требованиям: минимальный расход источников должен обеспечивать нужды водопотребления; вода источника должна быть при-годна для использования потребителями непосредственно (без очистки или после очистки), а вода хозяйственно-питьевого водоснабжения должна отве-чать ГОСТ 2874-73; водоисточник должен иметь хорошее санитарное со-стояние и позволять организацию санитарной защиты.

Так как данный проект является учебным, источник водоснабжения можно принять из условий удобства добычи и транспортирования воды к данному населённому пункту.

3.2 Выбор системы водоснабжения

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества.

Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах).

После того как будет определен необходимый объем водопотребления объекта и будут собраны сведения о возможных для использования природных источниках, может быть выбран источник и намечена схема водоснабжения.

Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:

а) водоприемные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,

б) водоподъемные сооружения, насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,

в) сооружения для очистки воды,

г) водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,

д) башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.

Системы водоснабжения могут быть децентрализованные, централизо-ванные и комбинированные. Систему водоснабжения при проектировании выбирают на основе технико-экономического сравнения вариантов.

3.3 Выбор системы противопожарного водоснабжения

По существующим правилам проектирования водопровод рассчитывают в предположении, что пожар происходит в часы максимального водоразбора, т. е. в момент наиболее напряженной работы системы.

Приведенные в разделе I нормы дают в зависимости от размеров и назначения обслуживаемого водопроводом объекта расчетное число одновременных пожаров, количество воды, расходуемой на каждый пожар (в л/с), и расчетную длительность пожара. Эти данные позволяют определить полный расчетный секундный расход на пожар, который должен быть прибавлен к максимальному секундному хозяйственному (или производственному) расходу, а также общее количество воды, которое должно быть израсходовано на тушение огня в течение всего времени пожара.

При расчете системы водопровода на работу во время пожара следует исходить из возможности пожара в наиболее возвышенных и наиболее удаленных от источников питания точках территории, обслуживаемой водопроводом.

По способу тушения пожара водопроводы разделяются на водопроводы высокого давления и водопроводы низкого давления.

При системе пожаротушения высокого давления водопровод должен в надлежащий момент обеспечить не только подачу к месту пожара установленного нормами пожарного расхода воды, но и повышениедавления в водопроводной сети до величины, достаточной для создания пожарных струй непосредственно от гидранта.

Обычно в водопроводах высокого давления повышение давленияобеспечивается лишь на время тушения пожара.

При системе пожаротушения низкого давления водопровод должен обеспечить лишь подачу увеличенного в связи с пожаром расхода воды. Напор для получения пожарных струй создается передвижными пожарными насосами, подвозимыми пожарной командой к месту пожара и забирающими воду из водопроводной сети через гидранты.

В этом случае происходит понижение давления в трубах, обслуживающих прилегающий к месту пожара район.

Расходы воды на наружное и внутреннее тушение пожаров принимают по СНиП 2.04.02-84.

В сельской местности воду для тушения пожаров можно подавать из ес-тественных или искусственных водоёмов передвижными пожарными насо-сами. В ряде случаев для этой цели на хозяйственно-противопожарном водо-проводе устраивают пожарные гидранты.

Хозяйственно-противопожарный водопровод может быть высокого (по-стоянного и непостоянного) и низкого давления. Выбор системы противопо-жарного водоснабжения зависит от местных условий.

4. Наружная водопроводная сеть

4.1 Схема водопроводной сети

Схемы водопроводной сети выбирают в зависимости от рельефа местно-сти, условий питания и конфигурации территории водоснабжения. Приме-няют следующие схемы водопроводной сети: с питанием сети через башню, с контррезервуаром, комбинированную.

Водопроводная сеть является одним из основных элементов системы водоснабжения и неразрывно связана в работе с водоводами, насосными станциями, подающими воду в сеть, а также с регулирующими емкостями (резервуарами и башнями).

Водопроводная сеть должна удовлетворять следующим основным требованиям:

а) обеспечивать подачу заданных количеств воды к местам ее потребления под требуемым напором;

б) обладать достаточной степенью надежности и бесперебойности снабжения водой потребителей.

Кроме того, выполняя поставленные требования, сеть должна быть запроектирована наиболее экономично, т. е. обеспечивать наименьшую величину приведенных затрат на строительство и эксплуатацию как самой сети, так и неразрывно связанных с ней в работе других сооружений системы.

Выполнение этих требований достигается правильным выбором конфигурации сети и материала труб, а также правильным определением диаметров труб с технической и экономической точки зрения.

В зависимости от характера планировки объекта водоснабжения сеть может быть тупиковой, кольцевой идя смешанной.

В плане водопроводную сеть трассируют прямолинейно по возможно кратчайшему расстоянию к узлам максимального водопотребления.

В кольцевых сетях обычно можно наметить основные линии - магист-ральные, их основное значение - транспортирование воды. Системы магист-ральных линий соединяют перемычками магистрального назначения. Рас-стояние между продольными магистральными линиями обычно назначают м , расстояние между перемычками до м. Начальные и конеч-ные точки каждого расчетного участка называют узлами и обозначают по-рядковыми номерами.

4.2 Водопроводные трубы и их соединения

В качестве водопроводных линий, имеющих на всем своем протяжении определенный заданный расход, могут рассматриваться как водоводы, так и (условно) отдельные участки водопроводных сетей.

Таким образом, при заданном расходе подаваемой воды уменьшение расчетной скорости ведет к увеличению затрат на строительство водовода и уменьшению эксплуатационных затрат, связанных с подъемом воды (т. е. стоимости затрачиваемой электроэнергии).

Система водоснабжения, как и всякое сооружение, должна быть запроектирована наиболее экономично. Правильный с экономической точки зрения расчет водопроводных линий должен учитывать взаимосвязь их работы с работой насосных станций и обеспечивать экономически наивыгоднейшее решение этого комплекса. Таким образом, задача определения диаметров труб водоводов и линий сети может быть разумно решена только в результате учета требований экономики. Эта задача является по своему существу задачей технико-экономической. Схема решения подобных задач может быть представлена следующим образом.

Для водопроводов применяют бетонные и железобетонные напорные грубы диаметром мм, асбестоцементные водопроводные трубы марок ВТ-6, ВТ-9, ВТ-12 диаметром мм; чугунные напорные тру-бы диаметром мм, а также стальные трубы диаметром мм.

Во всех случаях, когда не предполагается проведение специальных мероприятий по предохранению от коррозии внутренней поверхности стенок труб, потери напора при проектировании водопроводных сетей следует определять по формулам для труб, бывших в употреблении.

При решении практических задач по определению потерь напора в водопроводных линиях следует также иметь в виду, что чугунные трубы изготовляются различных классов, отличающихся толщиной стенок.

Для напорных водоводов и сетей нормами рекомендуется применять не-металлические трубы: железобетонные, асбестоцементные, полиэтиленовые.

4.3 Определение расходов разводящей сети

Интенсивность отбора, то есть расхода воды, приходящегося на единицу длины, называют удельным и определяют по формуле

,л/с(4.1)

где -максимальный секундный расход, л/с

- суммарная длина участков, проходящих по застройке, м.

Расход воды (л/с), отдаваемой каждым участком, называют путевым и вычисляют по формуле

(4.2)

где - длина участка, м

Определив водоразбор и составив расчетную схему отбора воды из сети с нанесением узлов, длин участков, путевых расходов, находят расчетные расходы участков, по которым выбирают диаметр труб и вычисляют потери напора.

Для упрощения определения расчетных расходов на участках путевые расходы приводят к узловым.

Приведённый узловой расход (л/с) определяют по формуле

(4.3)

Заменив путевые расходы на узловые в расчетной схеме, имеющей толь-ко узловые расходы, вычисляют расчетные расходы на участках, пользуясь правилом баланса расходов в узле. Сумма притока к узлу равна сумме оттока из него, включая узловой отбор.

Расчеты сводятся в таблицу 4.

Таблица 4

Определение узловых расходов

№ узла	Участок	Длина участка	Уд.расход	Путев.расх	Сумма пут.расх	Узл. расх
1	2	3	4	5	6	7
1	1-2 1-8	320 890	0,00624	2 5,55	7,55	3,775
2	2-7 2-3	305 890	0,00624	1,9 5,55	7,45	3,725
3	3-4 3-6	310 890	0,00624	1,93 5,55	7,48	3,74
4	4-3 4-5	310 890	0,00624	1,93 5,55	7,48	3,74
5	5-4 5-6 5-12	890 310 705	0,00624	5,55 1,93 4,39	11,87	5,935
6	6-3 6-7 6-11 6-5	890 305 705 310	0,00624	5,55 1,9 4,39 1,93	13,77	6,885
7	7-2 7-10 7-6 7-8	890 750 305 320	0,00624	5,55 4,39 1,9 2	13,84	6,92
8	8-1 8-7 8-9	890 320 705	0,00624	5,55 2 4,39	11,94	5,97
9	9-8 9-10	705 320	0,00624	4,39 2	6,39	3,195
10	10-11 10-9 10-7	305 320 305	0,00624	2 4,39 1,9	8,29	4,145
1	2	3	4	5	6	7
11	11-10 11-6 11-12	305 705 310	0,00624	1,9 4,39 1,93	8,22	4,11
12	12-11 12-5	310 705	0,00624	1,93 4,39	6,32	3,16
						У = 57,38

4.4 Гидравлический расчёт разводящей сети

Задача поверочного расчета сети заключается в определении расходов воды в участках сети при уже известных диаметрах труб, а также в определении подач Q и напоров всех водопитателей и нефиксированных отборов воды из сети при известных (намеченных, заданных) характеристиках этих водопитателей и отборов.

При расчете сопротивления, зависящие не только от а, но и от (или, что то же, от), будут несколько меняться при перераспределении расходов в процессе увязки сети. Но так как изменения расходов в большинстве участков сети будут при этом относительно невелики, можно считать сопротивления s неизменными в процессе увязки (внося в конце расчета в случае необходимости соответствующие поправки для отдельных участков, в которых расход в процессе расчета сильно изменится).

Определением сопротивлений участков сети заканчиваютсяподготовительные операции к собственно гидравлическому ее расчету или увязке сети, т. е. к нахождению действительного распределения расходов воды по сети при уже принятых диаметрах труб и определению потерь напора.

Таким образом, при поверочном расчете заданными являются:

а) диаметры и длины всех водопроводных линий и, следовательно, их гидравлические сопротивления; б) фиксированные узловые отборы воды; в) напорно-расходные характеристики Q всех водопитателей и нефиксированных отборов. Известны также геодезические отметки узлов системы.

По ориентировочно намеченным расходам каждого участка сети из таблиц А. Ф. Шевелёва подбираем диаметр труб.

При увязке сети по методу М.М. Андрияшева потери напора (м.) по уча-сткам определяют по формуле

,м(4.4)

где - длина участка сети, км.

Потери напора необходимо брать со знаком плюс на тех участках сети, где направление потока совпадает с направлением движения часовой стрел-ки, и со знаком минус, где движение потока направлено против часовой стрелки.

После первого подсчета потерь напора находят невязку в каждом кольце. Если невязка превышает допустимую, то сеть увязывают, последовательно перераспределяя расходы, вводя при каждом исправлении поправочный рас-ход (л/с).

(4.5)

где-невязка потерь напора в кольце, м;

- сумма абсолютных потерь напора по кольцу, м;

- средний расход участков, входящих в кольцо, л/с;

- число участков кольца.

Пo исправленным расчетным расходам вновь определяют потери напора и расчет повторяют до тех пор, пока невязка станет допустимой. Обычно принимают м.

Расчеты сводят в таблицу 5.

4.5 Деталировка водопроводной сети

Деталировка сети заключается в определении числа и размеров фасонных частей, арматуры, труб и других материалов, необходимых для строительства сети. Деталировку сети начинают после того, как определят место установки задвижек, пожарных гидрантов, водозаборных колонок.

Водозаборные колонки размещают из условия радиуса действия каждой колонки не более м., а пожарные гидранты не более чем через м. Колодцы с водозаборными устройствами должны находиться не менее чем в м, от колодцев с пожарными гидрантами.

Число задвижек в каждом узле должно быть равно числу линий, примы-кающих к этому узлу, минус одна. Если же из узла отбирают воду такие по-требители как баня, больница, столовая и другие потребители задвижки ста-вят на всех линиях, примыкающих к этому узлу. На деталировке сети нуме-руют все колодцы, указывают их диаметры, проставляют позиции фасонных частей и арматуры.

4.6 Определение действительных пьезометрических отметок и свободных напоров в узлах сети

Нормативные свободные напоры при хозяйственном водопотреблении зависят от этажности зданий и принимают их по СНиП 2.04.02-84

(4.7)

Hсв = 10+(5-1)*4=26

где - количество этажей в здании.

Расчет для часа максимального водопотребления начинают с вычисления отметок пьезометрической линии, для чего задаёмся положением дик-тующей точки, то есть точки наиболее удалённой или наиболее высокой по отношению к насосной станции второго подъёма. Отметки поверхности зем-ли берём с плана. Расчёты по вычислению отметок пьезометрической высотыи линии свободных напоров сводим в таблицу 7.

Таблица 7

Отметки пьезометрической линии и свободных напоров в сети для часамаксимального водопотребления

№ узла	Участок	Длина участка, м	Отметка поверхности земли, м	Потери напора, м	Прикидочные
				Вычисленные в таблице 5 по последнему исправлению	Уточнённые	Отметка пьезометрической линии, м	,м
1	2	3	4	5	6	7	8
1			100,5			159,04	58,54
	1-2	320		-23,2	-22,22
2			101,5			137,82	36,32
	2-3	305		-5,03	-4,05
3			102,5			134,77	32,27
	3-4	210		-1,25	-0,27
4			104,1			136,1	32
	4-5	890		-1,63	-0,65
5			1104,2			135,55	31,35
	5-12	705		-6,33	-5,35
12			103,6			129,6	26
	12-11	310		0,78	1,76
11			102,7			130,46	27,76
	11-10	305		3,72	4,7
10			101,9			134,36	32,46
	10-9	320		0,77	1,75
9			100,1			134,22	34,21
	9-8	705		3,24	4,22
8			101,2			139,63	38,43
	8-1	890		19,14	20,12
1			100,5			159,05	58,55

После вычисления отметок пьезометрической линии и свободных напоров, строят график напоров по внешнему контуру сети.

5.Водонапорная башня

5.1 Определение высоты водонапорной башни

Основными элементами всякой водонапорной башни являются резервуар или бак и поддерживающая конструкция.

Емкость бака W и высота поддерживающей конструкции (измеряемая от поверхности земли до низа бака) определяются в процессе проведения основных расчетов системы водоснабжения и принимаются как заданные при проектировании башни.

В практике строительства водонапорных башен размеры W и меняются в широких пределах. Емкость бака колеблется от нескольких десятков кубических метров в малых водопроводах до нескольких тысяч кубическихметров в больших городских и промышленных водопроводах. В ряде зарубежных стран имеются примеры сооружения башен с баками весьма большой емкости. Высота башни (точнее, высота поддерживающей конструкции) обычно лежит в пределах 15--30 м (и в редких случаях превосходит 30 м).

Баки в большинстве случаев устраивают круглой формы в плане.

Соотношение высоты и диаметра бака диктуется как технологическими, так и архитектурно-строительными соображениями. Большая высота бака нежелательна, так как вызывает увеличение высоты подъема воды, а также значительные колебания напоров в системе. Водонапорная башня, особенно в городских водопроводах, должна удовлетворять эстетическим требованиям, которые предъявляются ко всем архитектурным сооружениям. Некрасиво выполненная башня может нарушить гармоничность всего архитектурного ансамбля того района, где она расположена.

Наконец, при выполнении баков из того или иного материала следует учитывать требования технико-экономического порядка, определяющие наиболее экономичные решений конструкции при данном материале и заданных высоте и емкости.

При определении высоты водонапорной башни исходят из условия обес-печения требуемого свободного напора в диктующей точке. При этом учиты-вают геодезические отметки расположения диктующей точки к водонапор-ной башни и сумму потерь напора при движении воды от водонапорной башни до диктующей точки. Высоту (от поверхности земли до дна бака) во-донапорной башни определяют по формуле

(5.1)

гдеНсв- свободный напор, м;

-геодезические отметки расположения водонапорной башни и диктующей точки;

-сумма потерь напора от водонапорной башни до диктующейточки, м.

5.2 Определение объема бака водонапорной башни

Поддерживающие конструкции водонапорных башен выполняются из различных материалов (сталь, железобетон, кирпич, дерево) в виде системы колонн (или стоек) или несущей стенки; они весьма разнообразны и имеют различное архитектурное оформление.

В современной водопроводной практике наиболее широкое распространение имеют железобетонные башни с железобетонными баками.

В некоторых странах (например, в США) преимущественно используются стальные башни при широком диапазоне размеров емкости и высоты.

В прошлые годы было построено много башен с каменной (в основномкирпичной) поддерживающей конструкцией и со стальными (иногда железобетонными) баками. Наконец, во временных и мелких системах сельскохозяйственного водоснабжения с малым расходом воды применяют иногда деревянные поддерживающие конструкции с металлическими баками.

При устройстве поддерживающей конструкции в виде сплошных несущих стенок (железобетонных, кирпичных), а также при заполнении стенками пространства между несущими колоннами образуется закрытое помещение часто весьма значительного объема. Вопрос о рациональном использовании этого помещения представляет несомненный интерес.

При его решении следует прежде всего иметь ввиду необходимость защиты воды, хранящейся в баке, от каких-либо загрязнений или заражений. По санитарным соображениям доступ к баку посторонних лиц должен быть категорически воспрещен. Пространство, расположенное нижеподбаковой камеры, может быть использовано для служебных и конторских помещений водопроводного хозяйства, складов и т. д. По такому пути обычно идет решение этого вопроса в нашей стране. В зарубежной практике есть примеры расположения в помещениях башни (предусмотренного при ее проектировании) ресторанов, отелей и т. п.

Объём бака водонапорной башни (м3) определяют по формуле

(5.2)

где - регулирующий и пожарный объёмы, м3.

Для определения регулирующего напора графическим способом строят интегральную кривую потребления и подачи воды. Ординаты интегральной кривой водопотребления показывают суммарное количество воды, израсходованной с начала суток до рассматриваемого часа. На интегральный график потребления накладывают интегральный график подачи воды так, чтобы максимально приблизить его к графику водопотребления, то есть, сближая графики, уменьшаем регулирующий объём. С графика берут значения наибольшей ординаты по избытку в (%) и по недостатку в (%) и суммируют.

(5.3)

Пожарный объём, предусматриваемый в баке, определяется согласно СНиП 2.04.02-84 из условия хранения запаса воды на тушение пожара приодновременном наибольшем хозяйственном расходе воды в течение мин, то есть

(5.4)

где - расход сети во время пожара, л/с

- нормативное время включения пожарных насосов на насосной станции равное мин.

мі

Находим объём бака водонапорной башни

м3

5.3 Определение объема водонапорной башни табличным способом

Водонапорные башни в соответствии с их назначением должны быть оборудованы трупами и арматурой. Устройство подающих и отводящих воду труб возможно по одной из схем.

Табличный способ определения регулирующего объема, как и все, основан на совмещении режима водопотребления и водоподачи, при котором регулирующий объем можно получить с большей точностью.

Таблица 9

Определение регулирующего объема бака водонапорной башни

Часы суток	Потребление воды населённым пунктом,%	Подача воды насосами, %	Поступление воды в бак,%	Расходование воды из бака,%	Остаток воды в баке,%	Факт-й остаток в баке,%
1	2	3	4	5	6	7
0-1	3,13	2,56	0,57		5,9	3,05
1-2	3,18	2,56	0,62		6,52	4,48
2-3	2,84	2,56		0,28	6,84	4,20
3-4	2,84	2,56		0,28	5,96	3,98
4-5	3,46	2,56		0,9	5,06	8,68
5-6	3,85	2,56		1,29	3,77	9,91
6-7	4,1	2,56		1,54	2,23	10,61
7-8	4,58	5,12	0,54		0,54	9,32
8-9	5,06	5,12	0,06		0,6	9,92
9-10	5,37	5,12		0,25	0,35	5,7
10-11	4,82	5,12	0,3		0,65	2,33
11-12	4,78	5,12	0,34		0,99	3,65
1	2	3	4	5	6	7
12-13	4,73	5,12	0,39		1,38	5,21
13-14	4,27	5,12	0,85		2,23	2,81
14-15	4,39	5,12	0,73		2,96	4,36
15-16	4,53	2,56	0,59		3,55	5,43
16-17	4,44	2,56	0,68		4,23	6,97
1	2	3	4	5	6	7
17-18	4,23	6,82	0,89		5,12	8,38
18-19	4,56	2,27	0,56		5,68	6,81
19-20	4,51	2,27	0,61		6,29	4,44
20-21	4,32	2,27	0,8		7,09	2,64
21-22	4,41	2,27	0,71		7,8	-0,02
22-23	4,12	2,27		1,56	6,24	0,33
23-24	3,47	2,27		0,91	5,33	1,61
	100

Согласно таблице м3

Определим процент расхождения, вычисленный графическим и табличным способами:

(5.6)

5.4 Конструкция водонапорной башни

Большая высота бака нежелательна, так как вызывает увеличение высоты подъема воды, а также значительные колебания напоров в системе. Водонапорная башня, особенно в городских водопроводах, должна удовлетворять эстетическим требованиям, которые предъявляются ко всем архитектурным сооружениям. Некрасиво выполненная башня может нарушить гармоничность всего архитектурного ансамбля того района, где она расположена.

Наконец, при выполнении баков из того или иного материала следует учитывать требования технико-экономического порядка, определяющие наиболее экономичные решений конструкции при данном материале и заданных высоте и емкости.

Конструкцию водонапорной башни принимают с учётом местных усло-вий по типовым проектам. Высота (м) регулирующего запаса воды в баке

,м(5.7)

H = 299.77/(0.785*8) = 47.73м

где- вместимость бака водонапорной башни, м3;

-внутренний размер бака, м. Расстояние (м) от дна бака до низшей отметки регулирующего запаса

H = 2671/(24*24) = 4.63м(5.8)

H = 1847/(24*24) = 3.2м (5.9)

6. Резервуар чистой воды

6.1 Определение вместимости резервуара чистой воды

Как было сказано ранее, резервуары, располагаемые на достаточно высоких отметках местности, могут служить напорными (активными) емкостями, аналогичными по своему назначению водонапорным башням.

Так как при одной и той же емкости резервуар всегда значительно дешевле башни, напорные емкости следует устраивать в виде «нагорных» резервуаров везде, где это позволяет рельеф местности. Напорные резервуары наиболее часто используются в системах водоснабжения как регулирующие емкости, но нередко служат одновременно и для хранения запасов воды -- пожарных или аварийных.

Вторым типом резервуаров являются безнапорные (пассивные) т. е. такие, из которых вода может поступать в систему лишь путем перекачки ее насосами. Такие резервуары используют весьма часто как регулирующие емкости при очистных сооружениях городских водопроводов (резервуары чистой воды), а также в качестве запасных емкостей (пожарных и аварийных).

Назначение резервуаров в системе отражается в основном на схеме их оборудования трубами и арматурой, а не на их конструкции.

Подземные резервуары в зависимости от системы и схемы водоснабже-ния размещают после очистных сооружений при заборе воды из поверхност-ных источников или после скважин при заборе подземных вод, В общем полный объём (м ) резервуаров

W= Wрег+Wпож+Wпр+Wав, (6.1)

где Wрег- Регулирующий объём, м3

Wпож - Пожарный объём, м3

Wпр - Объём на промывку фильтров, м3

Wав- Аварийный объём, м3

Регулирующий объём резервуара определяют совмещением графиков работы насосных станций I и II подъёма, которое можно выполнить в инте-гральной форме. Регулирующий объём, м3:

W = 753.66+1847.55+18.5 = 2619.71м3

6.2 Конструкция резервуара чистой воды

Подземные резервуары в плане могут иметь круглую или прямоуголь-ную форму, высоту резервуара назначают м. Наибольшее распростра-нение получили железобетонные, в основном сборные резервуары, с плоским перекрытием. Для обеспечения надёжной бесперебойной работы водопро-вода, в системе водоснабжения устраивают не менее двух резервуаров. Объём одного резервуара (м3)

(6.5)

Wрчв2619.71/2 = 1309.85м3

Отметка уровня воды в резервуаре (м)

Z1 = Zзем +0,5м(6.6)

Z1 = 100,5 +0,5 = 101м

где- превышение уровня воды в резервуаре над отметкой поверхностиземли, которую определяют по плану.

Отметка уровня пожарного запаса (м)

,м(6.7)

Z2 = 98+3,2 = 101,2м

где- отметка дна резервуара, м.

,м(6.8)

где м- высота слоя воды.

Z3 = 101 - 3 = 98 м

7. Насосная станция второго подъёма

7.1 Гидравлический расчёт насосной станции

Рассмотрим общий случай кольцевой сети, имеющей участков, узлов,колец и е водопитателей и нефиксированных отборов. По физическому смыслу задача может иметь единственно возможное решение: если в построенную сеть подавать воду определенными насосами, то, очевидно, по всем участкам сети пойдут совершенно определенные количества воды.

Следует отметить, что если все указанные расходы будут найдены, то легко могут быть определены потери напора и пьезометрические напоры во всех узлах (если хоть одна из пьезометрических отметок системы будет задана).

Число неизвестных расходов для рассматриваемой системы, где -- число расходов в участках, е -- число подач водопитателей и нефиксированных отборов. Для их нахождения могут быть построены следующие системы уравнений:

а) узловых уравнений для всех узлов сети;

б) контурных уравнений всех колец сети;

в) уравнений, связывающих между собой е водопитателей

и нефиксированных отборов.

Подача воды (м3/с) хозяйственными насосами

Qн.с.п=Qmax сут/T·n·3600(7.1)

Qн.с.п= 3843,27/24·3·3600м = 0,015м3/с

где- продолжительность работы насосной станции II подъёма, ч.

-число рабочих насосов.

Напор насосов II подъёма (м) определяют в соответствии с высотнойсхемой и местом расположения водонапорной башни

Hн.с.п=Hr+h(7.2)

где - геодезическая высота подъёма воды

Геодезическая высота подъема воды определяется по формуле

Hr=Zвб-Z2, м (7.3)

гдеZвб- отметка уровня воды в баке водонапорной башни, м

-отметка пожарного запаса в резервуаре, м

- потери напора на пути от резервуара до водонапорной башни, м.

Потери напора на пути от резервуара доводонапорной башни определяют по формуле (3.4).

При подборе пожарного насоса необходимо учитывать, что он должен

обеспечивать подачу воды во время пожара на хозяйственные нужды и натушение пожара, то есть

(7.4)

где -подача пожарного насоса, л/с;

- расход воды сети при пожаре, л/с.

Напор (м) при пожаре

(7.5)

где- геодезическая высота подъёма при пожаре, м

(7.6)

где - отметка пьезометрической линии при пожаре в местерасположения водонапорной башни, м;

-отметка дна резервуара;

-потери напора в водоводе при пожаре от резервуара доводонапорной башни, м.

= 101+0,3+24 = 125,3м

м

м

м,

м.

7.2 Насосно-силовое оборудование

Тип насоса выбирают с расходом и напором зная расход, полный напор

по каталогам принимают марки насоса и двигателя.

Максимальная мощность двигателя определяется по формуле

где -расход и напор насоса;

- коэффициент запаса, принимается;

-КПД насоса в долях от единицы.

кВт

Заключение

В данном Курсовом проекте запроектирована централизованная система наружного водоснабжения.

В результате проведенных водохозяйственных расчетов расчетный расход в сутки наибольшего водопотребления составил 3843 м3. а объём бака составил 719 м3. В нашем проекте принята централизованная система водоснабжения. Система противопожарного водоснабжения с забором воды из пожарных гидрантов расходом.

Список литературы

1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение -М.: Стройиздат 1982г. -...