Расчет объединенного водопровода

Расчет среднесуточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Расчет расхода воды на пожаротушение в населенном пункте. Гидравлический расчет водопроводной сети. Расчет объема резервуара чистой воды и параметров хозяйственных насосов.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 12.11.2016
Размер файла 1,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Вода необходима для жизни. При проектировании зданий, особенно жилых, требуется, чтобы во все жилища без исключения подавалась вода в соответствии с их основными потребностями. Фактически это обеспечивается действующими законами.

«Основные потребности» включают в себя не только воду, необходимую для поддержания жизни, но также и воду для санитарных и противопожарных нужд.

Источником воды является коммунальный водопровод. В этом случае водоснабжение деревень и городов производится централизованно по сети труб, называемых водопроводными магистралями. Эта сеть обычно проложена по улицам и аллеям (или рядом с ними). Она четко нанесена на карту. Ответвления от магистралей к потребителям контролируются городскими властями.

1. Краткая характеристика объекта

Для расчета объединенного водопровода принимается вариант генплана населенного пункта, представленный на рисунке 3. Населенный пункт расположен на правом берегу реки, имеет прямоугольную вытянутую с запада на восток компактную форму. Общий уклон поверхности поселка направлен с севера на юг. Наименьшая отметка поверхности земли в пределах населенного пункта 500 м, наибольшая - 600 м.

Население поселка - 8 тыс. чел. В нем преобладает застройка высотой 3 этажа. Квартиры жилых зданий оборудованы водопроводом, канализацией и ванными с газовыми водонагревателями.

Рисунок 1 Генплан населенного пункта

Водопровод одновременно должен обеспечить водой производственное предприятие, расположенное в юго-восточной части поселка, на территории площадью 60 га. Расчетный расход воды на предприятии в час максимального водопотребления составляет 14 л/с.

Наибольшую пожарную опасность на производственном предприятии представляет здание, которое характеризуется следующими величинами: объем здания 6 тыс. м3; категория помещения по пожарной опасности - В; степень огнестойкости - IV.

Наружное пожаротушение в населенном пункте будет осуществляться от подземных пожарных гидрантов.

Расстояние от НС-II до населенного пункта 1150 м.

Система водоснабжения по степени обеспеченности подачи воды относится ко II категории [1, п. 7.4] - допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более чем на 30 % расчетного расхода и на производственные нужды - до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятий; длительность снижения подачи не должна превышать 10 сут. Перерыв в подаче воды или подача ниже указанного предела допускается на время выключения поврежденных и включения резервных элементов или проведения ремонта, но не более чем на 6 ч.

2. Расчет хозяйственно-питьевого и производственного водопотребления

2.1 Расчет среднесуточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения

Суточные расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды и коэффициент часовой неравномерности водопотребления для населённых мест зависят от степени благоустройства районов жилой застройки и определяются [1, п. 5.1, 5.2].

При застройке населённого пункта зданиями, оборудованными внутренним водопроводом, канализацией и местными водонагревателями, норма среднесуточная (за год) хозяйственно-питьевого водопотребления на одного жителя составит 160-230 л/сут. Для расчёта принимаем qж= 200 л/сут.

Расчётный среднесуточный расход воды Qсут.m на хозяйственно-питьевые нужды жителей населённого пункта составит:

Q ===1600 м3/сут.

Согласно [1, табл. 1, прим. 3] количество воды на нужды местной промышленности и неучтённые расходы допускается принимать дополнительно в размере от 10 до 20 % от расхода на хозяйственно-питьевые нужды.

Суммарный среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения составит:

Q = 1,1Ч1600 = 1760 м3/сут.

2.2 Расчет максимального суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения в сутки наибольшего водопотребления:

Qхпсут.мак= Kсут.maxЧ Qсут.m =1,3Ч1760 = 2288 м3/сут,

где: Kсут.max= 1,1-1,3 - коэффициент суточной неравномерности водопотребления [1, п. 5.2].

2.3 Расчет максимального часового расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды

Определяем коэффициент часовой неравномерности водопотребления населения Kч.max:

Kч.max = maxЧmax,

где: - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режима работы предприятий другие местные условия, согласно [1, п. 5.2] max = 1,2 - 1,4, принимаем для расчета 1,25;

- коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаются по [1, табл. 2], который принимаем равным 1,35.

По принятым значениям вычисляем:

Kч.max = 1,25Ч1,35 = 1,7.

Максимальный часовой расход воды населения:

Qхпч.мак = == 162 м3

2.4 Расчет максимального секундного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды

Полагают, что в течение часа вода отбирается равномерно, тогда наибольший секундный расход воды в поселке составит:

Qхп max = = =45 л/с.

2.5 Определение секундного расхода воды на производственные нужды

Расход воды на производственном предприятии по заданию составляет Qпр = 14 л/с.

2.6 Расчет максимальных секундного и часового расходов воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды

Таким образом, в час максимального водопотребления должен быть обеспечен максимальный расход:

Qmax= Qхп max +Qпр = 45+14= 59 л/с,

данный расход является расчетным для водопроводной сети.

Qч.max=3,6Qmax =3,6 212,4 м3/ч.

2.7 Расчет суточного расхода воды на промышленном предприятии

Полагаем, что предприятие работает в три смены и потребление воды в течение суток равномерное. В этом случае суточное потребление воды предприятием:

QПРсут= QпрЧ3600Ч24/1000 = 14Ч3,6Ч24 = 1209,6 м3/сут.

2.8 Расчет суточного расхода воды на полив

Суточные расходы на полив в населенном пункте при отсутствии данных по площадям полива определяем в соответствии с рекомендациями [1, табл. 3 прим. 1]:

Qпол == =560 м3/сут.

Полив производится два раза в сутки - по три часа утром и вечером в часы, не совпадающие с часом максимального водопотребления.

2.9 Расчет максимального суточного расхода воды населенного пункта

Максимальный суточный расход населенного пункта:

Qсут.max =Qхпсут.max +Qпол +Qпрсут= 2288 +560 +1209,6 = 4057,6 м3/сут.

2.10 Расчет среднего часового суточного расхода воды населенного пункта

Средний часовой расход населенного пункта в сутки наибольшего водопотребления:

Qч.m= Qсут.max/24=4057,6/24 =169,1 м3/ч.

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления для населенного пункта:

Kч =Qч.max/Qч.m =212,4/169,1 =1,25.

3. Расчет расхода воды на пожаротушение

3.1 Расчет расхода воды на пожаротушение в населенном пункте

Расчётный расход воды на наружное пожаротушение в населённом пункте определяется согласно [2, табл. 1] по численности населения и этажности застройки независимо от степени огнестойкости здания.

При застройке зданиями высотой до трех этажей и численности населения 8 тыс. человек расчётный расход воды на наружное пожаротушение на один пожар составит Qнпнар = 15 л/с. Внутреннее пожаротушение для жилых зданий данной этажности согласно [3, табл. 1] - не предусматривается.

Расход воды на пожаротушение в населенном пункте:

Qнппож = nпож Qнпнар +nств Qнпвн = 1Ч15 + 0 = 15 л/с.

3.2 Расчет расхода воды на пожаротушение на предприятии

Расчётный расход воды на наружное пожаротушение на производственном предприятии определяется по степени огнестойкости, категории помещений по пожарной опасности и объёму этого здания, для тушения пожара в котором требуется наибольший расход.

По заданию наибольшую пожарную опасность представляет здание IV степени огнестойкости с категорией помещений по пожарной опасности производства В объёмом 6 тыс. м3.

Расчётный расход воды на наружное пожаротушение через гидранты согласно [2, табл. 3] составит Qпрнар =25 л/с.

Кроме того, при пожаре на производственном предприятии тушение будет осуществляться от пожарных кранов. Согласно [3, табл. 2] для внутреннего пожаротушения должна быть обеспечена одновременная работа двух струй производительностью по 5 л/с каждая.

Расход воды на пожаротушение на производственном объекте:

Qпрпож = nпож Qпрнар +nств Qпрвн = 1Ч25 + 2Ч5 = 35 л/с.

3.3 Расчет расхода воды на пожаротушение

Согласно [2, п. 6.2] при площади территории производственного предприятия до 150 га, числе жителей в населённом пункте от 6 до 10 тыс. человек принимаем два пожара (один на предприятии и один в населённом пункте).

Общий расчетный пожарный расход:

Qпож= Qнппож + Qпрпож = 15+35 = 50 л/с.

Хранение противопожарных запасов воды предусматриваем в резервуарах чистой воды.

4. Гидравлический расчёт водопроводной сети

Основной задачей расчёта проектируемого наружного водопровода является обеспечение подачи воды к каждому зданию в необходимом количестве и под соответствующим напором при наименьших затратах на строительство и эксплуатацию. Гидравлический расчёт водопровода необходим для выбора диаметра труб, определения потери напора в водопроводной сети, для определения высоты водонапорной башни и подбора насосов.

4.1 Проектирование водопроводной сети

Необходимо вычертить план заданного населенного пункта (см. рис. 2).

Принимаем схему питания сети через водонапорную башню. Башню располагаем на наиболее высокой отметке (600,0 м) поверхности земли на северной окраине поселка. Водопроводную сеть проектируем из двух колец [1, п. 11.5], тупика и водовода в соответствии с рисунком 3.

Водопроводную сеть разбиваем на расчётные участки, в пределах которых расход воды постоянный, или плавно изменяется. Начальные и конечные точки каждого расчетного участка называют узлами и обозначают номерами. Узлы назначаются в местах сосредоточенных расходов, в точках разветвления линий, в конце тупиков.

Определяем длины расчётных участков lij, используя масштаб генплана. Результаты представлены в таблице 1. В таблице в графе «Примечание» буквой «П» отмечены участки, на которых происходит путевая раздача воды, а буквой «Т» - участки с транзитным расходом.

Таблица 1

Длина участков водопроводной сети

Участок сети

0-1

1-2

2-3

1-4

2-5

3-6

4-5

5-6

6-7

Длина, м

100

245

245

280

280

280

245

245

327

Примечание

П

П

П

П

П

П

П

П

П

Для бесперебойной подачи воды в сеть участок от башни до кольца, проектируем в две нитки. Допускаемая длина тупиковой линии не более 200 м [1, п. 11.5]. В противном случае в конке тупика устраивают противопожарный резервуар или сеть прокладывают в две нитки - если перерыв в подаче воды потребителю на время ликвидации аварии не допускается. Схема водопроводной сети представлена на рисунке 3.

Таблица 2

Вычисление путевых и узловых расходов

Узел

Участок сети, примыкающей к узлу

Длина lij,м

Путевой расход Qij, л/с

Узловой расход Q,л/с

Крупный потребитель

Полный узловой расход Q уз, л/с

Наименование

Расход Q, л/с

0

0-1

100

2

1

1

1

0-1

100

2

6,25

6,25

1-2

245

4,9

1-4

280

5,6

2

1-2

245

4,9

7,7

7,7

2-3

245

4,9

2-5

280

5,6

3

2-3

245

4,9

5,25

5,25

3-6

280

5,6

4

1-4

280

5,6

5,25

5,25

4-5

245

4,9

5

2-5

280

5,6

7,7

7,7

4-5

245

4,9

5-6

245

4,9

6

3-6

280

5,6

8,52

8,52

5-6

245

4,9

6-7

327

6,54

7

7-6

327

6,54

3,33

Предприятие

14

17,33

Всего

4494

59

4.2 Подготовка к гидравлическому расчёту

В расчетах принимается упрощенная схема водоразбора, в которой допускается, что часть воды, поступающей в сеть, забирают в определенных узлах крупные потребители (сосредоточенные расходы), а остальная расходуется равномерно по длине сети (путевой расход).

Сосредоточенным потребителем в нашем случае является промышленное предприятие. Расход воды на предприятии 14л/с в узле 7.

Путевым расходом является хозяйственно-питьевой расход населения

Qпут = Qхп = 45л/с.

Определяем удельный расход воды для рассчитываемой сети:

q = Qпут/Уl = 45/2247 = 0,02л/(сЧм),

где l - длины участков, вдоль которых имеет место распределенный расход воды (путевой расход)

?l=l01+l12+l23+l14+l25+l36+l45+l56+l67=

=100+245+245+280+280+280+245+245+327=2247 м.

Рисунок 2 Схема водопроводной сети

Рисунок 3 Схема распределительной сети с двумя кольцами и тупиковой линией

4.3 Расчет сети на пропуск максимального хозяйственно-питьевого расхода воды

Гидравлический расчет кольцевой сети на пропуск максимального хозяйственно-питьевого и производственного расходов проводим по методу А.Г. Лобачева табличным способом (таблица 3). С помощью таблиц для гидравлического расчёта водопроводных труб [4] заполняются графы 5 и 6. Диаметр труб подбирается по расходу воды, руководствуясь значением скорости движения воды в них - от 0,7 до 1,0 м/с. Необходимо использовать нижние границы скоростей порядка 0,7 м/с. Для объединенного противопожарного водопровода в населенных пунктах и на промышленных предприятиях применяются трубы стандартного диаметра от 100 мм и более, Вычисляем графы 7 - 9 таблицы 3. Сопротивление участка определяют по формуле S = AЧl; вычисляют произведение SЧQ для каждого участка и сумму этих величин для каждого кольца SQ. Рассчитываем потери напора для каждого участка по формуле h =SЧQ2 и заносим в графу 9.

Определить невязку колец ?h как сумму величин потерь напора в кольце с учетом принятых знаков. Потери напора условно будем брать со знаком плюс на тех участках сети, где направление потока совпадает с направлением движения часовой стрелки, и со знаком минус, где движение потока направлено против часовой стрелки. Если она окажется по абсолютной величине больше 0,5 м, сеть считается не увязанной и необходимо ее выполнить. Для этого необходимо вычислить поправочный расход ?q= ?h/(2 SQ) и занести поправочный расход в графу 10, определить его знак. Для определения знака поправочного расхода необходимо использовать знак невязки и знак потери напора на участках кольца. Так, например, в первом кольце невязка с «плюсом». Это значит, что на участках, имеющих положительные потери напора, поправочный расход нужно вносить с «минусом», чтобы уменьшить сумму положительных потерь напора в кольце, а на участках с отрицательными потерями напора - с «плюсом», чтобы увеличить сумму отрицательных потерь напора. Общий участок имеет две поправки. Знаки поправок определяются по тому кольцу, для которого они вычислены (см. в таблице участок 2 - 5). В графе 11 исправленный расход определяется как алгебраическая сумма значений графы 4 и графы 10.

Таблица 3

Гидравлический расчет кольцевой сети на пропуск максимального хозяйственно-питьевого расхода воды

Номер кольца

Участок

Длина участка, м

Начальный расход, л/с

Диаметр труб, мм

Удельное сопротивление трубы А, с/л2

Сопротивление участка S

SQ

Потеря напора на участке h,м

Первое исправление

Второе исправление

Скорость в трубе v, м/с

Поправочный расход ?q, л/с

Исправленный расход на участке Q, л/с

Потеря напора на участке h, м

Поправочный расход ?q, л/с

Исправленный расход на участке Q, л/с

Потеря напора на участке h, м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1-2

245

34,95

280

1,663х105

0,000407435

0,014

0,49

0,14

35,09

0,5

+0,57

35,66

0,55

0,745

2-5

280

10

140

62,26x105

0,0174328

0,17

1,74

0,14-0,79=-0,65

9,35

1,52

+0,57-0,34=0,23

9,58

1,68

0,8

1-4

280

16,8

180

16,77х105

0,0046956

0,079

- 1,32

-0,14

16,66

-1,3

-0,57

16,09

-1,27

0,81

4-5

245

11,55

160

31,01х105

0,00759745

0,087

-1,01

-0,14

11,41

-0,99

-0,57

10,84

-0,97

0,69

SQ=0,35 ?hI= -0,1 м

?hI=-0,27 м

?hI=-0,01 м

2-3

245

17,25

200

9,677х105

0,002370865

0,04

0,7

0,79

18,04

0,77

+0,34

18,38

0,85

0,75

3-6

280

12

160

31,01х105

0,0086828

0,10

1,25

0,79

12,79

1,42

+0,34

13,13

1,55

0,84

2-5

280

10

140

62,26x105

0,0174328

0,17

- 1,74

0,14-0,79=-0,65

9,35

-1,52

0,34-0,57=-0,23

9,58

-1,68

0,8

5-6

245

13,85

180

16,77х105

0,00410865

0,05

- 0,78

-0,79

13,06

-0,7

-0,34

12,72

-0,73

0,64

?SQ=0,36 ?hI= -0,57 м

?hI=-0,03 м

?hI=-0,01 м

Графа 12 рассчитывается по аналогии с графой 9. Если после первого исправления желаемый результат не получен, необходимо выполнить последующие исправления до получения невязки в обоих кольцах меньше 0,5 м - графы 13-15. В графе 16 скорость течения воды в трубе определяется по увязанному расходу с помощью таблиц [4]. После увязки колец подбираем диаметры водоводов и тупиковых участков и определяем потери напора для каждой нитки.

Расходы воды каждой нитки:

Q0-1= (Qv,, - Q)/2 = (59 - 1)/2 = 29 л/с;

Q6-7 = 17,33/2 = 8,665 л/с.

При отключении одной нитки (в случае аварии) расчетные расходы на хозяйственно-питьевые нужды снижаем на 30 % расчетного расхода, а на производственные нужды - по аварийному графику. Условно принимаем снижение подач на производственные нужды также на 30 %:

Q0-1= 0,7 58 =40,6 л/с

Q6-7 = 0,717,33 = 12,131 л/с.

Расчеты представлены в таблице 4.

Таблица 4

Гидравлический расчет водоводов и тупиковых линий

Участок

Длина участка, м

Число работающих ниток

Расход каждой нитки водовода, л/с

Диаметр труб, мм

Скорость в трубе, м/с

Потеря напора на участке h, м

0-1

100

2

29

280

0,606

0,15

6-7

327

2

8,665

180

0,44

0,5

0-1

100

1

40,6

280

0,857

0,29

6-7

327

1

12,131

180

0,633

0,95

Вычисленные величины заносятся на схему с результатами гидравлического расчета на пропуск максимального хозяйственно-питьевого расхода, представленную на рисунке 5.

На рисунке расчетные данные аварийного режима работы тупиковых участков сети даны в скобках. Далее определяются потери напора в сети по принятым направлениям питания диктующей точки:

ha = h0-1+h1-2+h2-3+h3-6 +h6-7= 0,29 + 0,55 + 0,85 + 1,55 + 0,95 =4,19 м;

hb = h0-1+h1-2+h2-5+h5-6 +h6-7= 0,29 + 0,55 + 1,68 + 0,73 + 0,95= 4,20 м;

hc = h0-1+h1-4+h4-5+h5-6+h6-7= 0,29 + 1,27 + 0,97 + 0,73 + 0,95= 4,21м.

Определяются средние потери напора:

hсети=(ha+hb+hc)/3=(4,19 + 4,20 + 4,21)/3= 4,20м.

4.4 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск расхода на пожаротушение (в час максимального водопотребления)

Для рассматриваемого примера общий расход воды во время пожара:

Q = Qmax+ Qпож = 59 + 50 = 109 л/с.

Диаметры труб участков сети, определенные ранее, должны быть проверены на пропуск по ним увеличенных расходов во время пожара. При этом скорость движения воды по трубам не должна превышать 1,75 м/с. Соответственно увеличатся и потери напора в водопроводной сети.

На расчетной схеме намечаем места одновременных пожаров:

узел 7 - 50 л/с на наружное и внутреннее тушение на производственном предприятии - 35 л/с и в поселении -15 л/с;

Таблица 5

Гидравлический расчет кольцевой сети на пропуск пожарного расхода в час максимального водопотребления

Номер кольца

Наименование участка

Длина участка, м

Начальный расчётный расход, л/с

Диаметр труб, мм

Удельное

Сопротивление трубы A,

с/л2

Сопротивление участка S

QS

Потеря напора на участке

h, м

Скорость в трубе v, м/с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

I

1-2

245

73,3

280

0,000001663

0,000407

0,029

1,83

1,46

2-5

280

22

140

0,00006226

0,0014

0,19

7,02

1,79

1-4

280

28,45

180

0,00001677

0,00047

0,013

-4,25

1,66

4-5

245

22,8

160

0,00003101

0,00036

0,008

-4,6

1,66

?S'Q=0,24,

Ah=

II

2-3

245

43,6

200

0,000009677

0,00042

0,018

3,53

1,67

3-6

280

38,35

160

0,00003101

0,0012

0,046

9,15

2,28

2-5

280

22

140

0,00006226

0,0174328

0,38

-7,02

1,79

5-6

245

37,5

180

0,00001677

0,00062

0,0236

-5,65

2,035

?SQ = 0,46,

Ahn= -0,01 м

Таблица 6

Гидравлический расчет водоводов и тупиковых участков

Наименование участка

Длина участка, м

Число работающих ниток

Расход каждой нитки водовода, л/с

Диаметр труб, мм

Скорость в трубе, м/с

Потеря напора на участке h, м

0-1

100

2

54

280

1,129

0,47

6-7

327

2

33,67

180

1,721

5,6

0-1

100

1

75,6

280

1,589

0,86

6-7

327

1

47,13

180

2,43

10,34

С учетом изменений, внесенных в схему, производится распределение расходов по потокам с соблюдением баланса в узлах. После чего составляется расчетная схема и таблица гидравлического расчета (таблица 5). Проверочный расчет ведется в том же порядке, что и основной. В таблицах 5, 6 и на рис. 7 приводятся результаты, полученные расчетом по специальным компьютерным программам [7].

Вывод: Запроектированная водопроводная сеть не обеспечит пропуск необходимых расходов воды для целей пожаротушения. Скорость движения воды на наиболее нагруженном участке 3-6, 5-6, 6-7 более Удоп= 1,75 м/с, что не удовлетворяет предъявляемым требованиям, необходимо увеличить диаметр труб на участках 3-6, 5-6, 6-7.

Потери напора в сети по направлениям составят:

ha=h0-1+h1-2+h2-3+h3-6+h6-7=0,86+1,83+3,53+9,15+10,34=25,71 м;

hb=h0-1+h1-2+h2-5+h5-6+h6-7=0,86+1,83+7,02+5,65+10,3=25,66 м;

hc=h0-1+h1-4+h4-5+h5-6+h6-7=0,86+4,25+4,6+5,65+10,3=25,66 м.

Средние потери напора:

hсети=(ha+hb+hc)/3=(25,71+25,66+ 25,66)/3=25,676 м.

5. Выбор режима работы насосных станций

Выбираем режим работы НС-II.

Данный режим обеспечивает наименьший объем водонапорной башни и позволяет автоматизировать работу насосов наиболее простыми средствами.

Насосная станция первого подъема совмещена со скважиной.

Для насосной станции первого подъема (НС-I) режим работы назначаем равномерным в течение суток.

Принимаем двухступенчатый режим работы НС-II. Для обеспечения данного режима необходимо стремиться к оптимальному соотношению максимальной и минимальной подач Qн.max/Qн.min= 1,5 ; 2,0 или 3,0.

6. Расчет размеров водонапорной башни

Водонапорные башни предназначаются для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды и создания требуемого напора в водопроводной сети.

6.1 Расчет регулирующего объема ВБ

Регулирующий объем в баке может определяться следующими методами: графическим (на основании совмещенных интегральных графиков - рисунки 8 и 9), табличным, а при отсутствии графиков по формуле (СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения):

где Qсут.mах - максимальный суточный расход, м/с;

Кн - коэффициент часовой неравномерности подачи воды (отношение максимальной часовой подачи к среднему часовому расходу);

Кч - коэффициент часовой неравномерности отбора воды (отношение максимального часового отбора к среднему часовому расходу).

Проанализируем изменение регулирующего объема при различных режимах работы НС-II.

Вычислим по формуле регулирующий объем воды для первого режима - при равномерном в течение суток режиме работы НС. В этом случае Кн = 1,0 и Кч = 1,17:

=

4057,6х[0+0,17х0,8556,88]= 4057,6x0,058 = 235 м3

По таблице Б.2 рассчитаем регулирующий объем для второго режима. При Kн = 1,1 и Kч= 1,17ч1,2 регулирующий объем составит 7,5 % от Qсут.max, т. е.

Vрег II = Qсут.maxЧ0,075 = 4057,6Ч0,075 = 304 м3.

При этом подача насоса составит

Qн = KнЧQн.m=1,1Ч4,17=4,58 %,

продолжительность подачи T = 100/4,58 = 21,8 ч.

В третьем режиме принимаем максимальную подачу насосов близкой к максимальному часовому потреблению, т.е. Кн = (0,85...0,90)Кч.

Принимая Кн = 0,9хКч= 0,9 х 1,17 = 1,05 вычислим по формуле регулирующий объем воды в водонапорной башне:

VрегIII = 4057,6х[-0,05+0,17х 0,96,88]= 4057,6x0,032 = 130 м3.

В этом случае максимальная подача насосов:

Qn.maX= 1,05Ч Qн.m = 1,05x4,17 = 4,4 %,

минимальная подача составит:

QH.mm= 0,9125 Qн.m = 0,9125x4,17 = 3,8 %.

Продолжительность работы в режиме минимальной подачи:

Тmax= (24Qн.max - 100)/ (Qн.m.max- Qн.min) = (24x4,4-100)/(4,4 - 3,8) = 5,6/0,6 = 9,33 - составит 9 ч.

Продолжительность работы в режиме максимальной подачи:

Tmax = 24- Tmin = 24 - 9 = 15 ч.

По таблице Б.2 рассчитаем регулирующий объем для четвертого режима. Принимаем Kн = 1,1 и Kч 1,2. Объем регулирования в этом случае составит 1,9 % расхода за сутки максимального водопотребления:

Vрег IV = 4057,6Ч 0,019 = 77 м3.

К проектированию принимаем третий вариант с величиной объема регулирования Vрег= 130 м3.

6.2 Расчет неприкосновенного противопожарного запаса воды в ВБ

В баке водонапорной башни должен храниться противопожарный запас воды, рассчитанный, согласно [2, п. 9.5], на десятиминутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров при одновременном наибольшем расходе на другие нужды. Предполагается, что в течение первых 10 мин на насосной станции будут включены пожарные насосы, которые обеспечат подачу необходимых расходов.

Vнпз= Vпож.вн+Vпож.нар+V.

Задаваясь определенными выше расчетными расходами в л/с, определим необходимое количество воды в куб. м по формуле:

V =

Объём воды на внутреннее пожаротушение:

Vпож.вн= = 6 м3.

Объём воды на наружное пожаротушение:

Vпож.нар= =24 м3.

Объём воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды:

V = = 35,4 м3.

Объем воды неприкосновенного запаса водонапорной башни должен быть

Vнпз= 6 +24 + 35,4 = 65,4 м3

6.3 Расчет объема бака ВБ

Суммарный объем воды в баке водонапорной башни согласно [1, п. 12.1] равен:

Vб = Vрег + Vнпз = 130 + 65,4 = 195,4 м3.

На основании расчетов принимаем типовую башню объемом 200 м3 (см. таблицу Б.3).

6.4 Определение основных геометрических размеров ВБ

Рисунок 7 Схема бака водонапорной башни

Геометрические размеры принятой типовой водонапорной башни: внутренний диаметр бака D = 6,5 м; строительная высота бака Н = 8,10 м; высота конуса бака hкон = 2,90 м; диаметр днища бака d = 0,63 м; объем конической части бака Vкон = 36,52 м3.

Неприкосновенный запас полностью займет объем конусной части бака и часть цилиндрической на высоту h:

V = Vнпз -Vкон = 65,4 - 36,52 = 28,88 м3

h = V/(0,785D2) = 28,88/(0,785Ч6,52) = 0,87 м.

Высота регулирующего запаса воды в баке:

hрег = Vрег/(0,785D2) = 130/(0,785Ч6,5 2) = 3,92 м.

Расчетное максимальное наполнение бака:

Нбака = hкон + h +hрег = 2,90 + 0,87 + 3,92 = 7,69 м.

Высота ствола водонапорной башни определяется по формуле:

Hб = 1,05hсети+ Нсв+zдт - zб

где: 1,05 - коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления.

hсети - потери напора в водопроводной сети при работе её в обычном режиме;

Нсв - свободный напор в диктующей точке. При двухэтажной застройке Нсв= 18 м [1, п. 5.11];

zдт, zб - отметки поверхности земли в диктующей точке и у башни (zд.т= 590 м; zб= 600 м).

Hб =1,05Ч4,20 +18 + 590 - 600 = 12,41 м

Проверим, достаточна ли определенная при максимальном хозяйственном водозаборе высота башни для обеспечения свободного напора при пожаре Нсв при системе пожаротушения низкого давления:

Hб.пож = 1,05hсети + Нсв+ zдт- zб,

где: hсети - потери напора в водопроводной сети от башни до диктующей точки при пропуске максимального хозяйственного расхода совместно с пожарным расходом; Нсв = 10 м [2, п. 4.4].

Hб.пож = 1,05 25,676+ 18+ 590- 600= 34,96 м

Если Hб.пожHб, то к установке принимать башню по Hб.пож нецелесообразно, так как это невыгодно из-за увеличения стоимости самой башни, и постоянного перерасхода электроэнергии на подъем воды. В этом случае при пожаре башню отключают, а необходимый напор в сети при пожаре создают группой пожарных насосов, установленных на насосной станции.

По таблице Б.3 принимаем типовую водонапорную башню высотой 15 м. Типовой проект 901-5-23/70, бак стальной, ствол кирпичный.

7. Расчет объема резервуара чистой воды

Резервуар чистой воды является регулирующей и запасной емкостью и располагается между насосными станциями первого и второго подъемов.

7.1 Расчёт неприкосновенного противопожарного запаса в РЧВ

Неприкосновенный запас воды определяется как сумма пожарного, хозяйственно-питьевого и производственного объемов из расчёта 3-х часовой продолжительности тушения пожара [2, п. 6.3].

Объём воды для тушения пожара при Qпож = 50 л/с должен быть равен:

Vпож= = 540 м3.

Неприкосновенный запас воды на хозяйственно-питьевые нужды на время тушения пожара может быть подсчитан из расчета двух максимальных и одного среднего часового расходов воды.

Объем воды на хозяйственно-питьевые нужды посёлка составит:

Vх.п= Qч.max+ Qч.m= (2ЧKч+ 1)Qч.m=(2Ч1,17 + 1) 169,1 = 565 м3.

В эти часы общий расход воды на производственном предприятии будет равен:

Vпр= = 151,2 м3.

При определении объема неприкосновенного запаса воды в резервуарах допускается учитывать пополнение их водой во время тушения пожара, если подача воды в резервуары осуществляется системами водоснабжения I и II категории по степени обеспеченности подачи воды. Во время тушения пожара насосы НС-I работают и подают в час 4,17 % суточного расхода воды, а за 3 часа тушения пожара будет подано

VнсI = 3Qсут.maxPнсI/100 = 3х4057,6х4,167/100 = 507 м3.

Общий объём неприкосновенного противопожарного запаса составит:

Vнпз= Vпож + Vхп+Vпр - VнсI= 540+565+151,2-507 = 749 м3.

Максимальный срок восстановления пожарного объема воды, в соответствии с [2, п. 6.4, прим.1] должен быть не более 24 часов.

7.2 Расчёт регулирующего объема в РЧВ

Величину регулирующего объема в резервуарах чистой воды определим по методике, которая применялась при вычислении регулирующего объема в водонапорной башне.

Принятый режим работы НС-I - равномерный в течение суток, что соответствует Kн = 1,0. Потребителем по отношению к РЧВ является НС-II и, соответственно, Kч = 1,05. После подстановки численных значений:

Vрег = 4057.6 [1-1,0 +(1,05 -1)]= 4057,6[0+0,05х0,95221]= 4057,6х0,018 = 73 м3.

7.3 Расчёт запасного объема

Объем воды на собственные нужды водопроводной системы принимается от 3 до 14 % от количества воды, подаваемой потребителям.

Vзап= 0,08Qсут.max = 0,08х4057,6 = 325м3.

7.4 Расчет объема РЧВ

Объем резервуара чистой воды определяется:

Vрчв = Vнпз + Vрег + Vзап,

где Vрчв - общий объем воды;

Vнпз - объем неприкосновенного противопожарного запаса воды;

Vрег - регулирующий объем воды;

Vзап - объем воды для собственных нужд водопроводной системы.

Следовательно, общий объем воды в резервуарах чистой воды:

Vрчв= 749 +73 + 325 = 1147 м3.

В соответствии с [1, п. 12.16] количество резервуаров в одном узле должно быть не менее двух, при этом в каждом из них должно храниться 50 % объема воды на пожаротушения. Принимаем два типовых резервуара емкостью по 600 м3 каждый (см. табл. Б.4 и Б.5). Типовой проект 901-4-65.83, размеры 3,51х12х15м, прямоугольный, железобетонный из сборных элементов.

8. Расчет водоводов

Количество линий водоводов надлежит принимать с учетом категории системы водоснабжения и очередности строительства [1, п. 11.1]. В соответствии с [2, п. 7.8] принимаем две линии водоводов.

Водоводы, как правило, рассчитывают на средний часовой расход населенного пункта в сутки максимального водопотребления [1, п. 7.7]. В нашем случае этот расход равен 169,1 м3/ч или 47 л/с. Так как водоводов два, то расчетный расход каждого водовода составит 23,5 л/с. Водоводы принимаем из полиэтиленовых труб диаметром 280 мм.

В соответствии с п. 7.9 [1] определим потери напора в водоводах при различных режимах водопотребления.

При максимальной водоподаче от НС-II в водоводы поступает

Qн.maxQсут.max/100 = 4,4 х 4057,6/100 = 178,5 м3/ч,

что соответствует 50 л/с или 25 л/с на каждый водовод. По таблицам Ф.А. Шевелёва [4] определяем потерю напора в водопроводе при длине его l = 1150 м и скорости движения воды v = 0,523 м/с:

hвод.min = (1000il/1000 = 1,204Ч1150/1000 = 1,38м.

При пожаротушении расход воды в водоводах Q = 109 л/с. Максимальный расход воды в одном водоводе составит 54,5 л/с, скорость движения воды v = 1,15 м/с.

Потеря напора в водоводе во время пожара:

hвод.пож = (1000i)Чl/1000 = 4,877Ч1150/1000 = 5,6 м.

Потери напора в водоводах учитываются при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

Надежность работы водовода обеспечиваем способом резервирования с перемычками.

Водопровод во время ликвидации аварии на одном из водоводов должен обеспечить подачу воды на хозяйственно-питьевые в количестве 70 % расчетного расхода, а на производственные нужды - по аварийному графику (в работе принято 70 % расчетного расхода) и пожарного расхода в полном объеме [1, п. 11.2].

Qав=0,7Qхпmax+0,7Qпр+Qпож=0,7Qmax+Qпож=0,7х59+50=41,3+50=91,3л/с

Для двух параллельных водоводов с одинаковыми диаметрами и длинами участков число участков переключений n определяется по формуле:

n = 3Qав2/(Q2 - Qав2),

где: Qав - расход воды при аварии; Q - расход воды при нормальной эксплуатации.

n = 3х91,32/(1092 - 91,32) = 7,05.

Принимаем 6 переключений (семь участков). Длина ремонтных участков не превышает допустимую величину [1, п. 11.10].

9. Подбор насосов НС-II

В соответствии с [2, п. 7.1] насосная станция II подъема относится к I категории по степени обеспеченности подачи воды.

Насосная станция проектируется по типу высокого давления, т. е. предусматриваем рабочие насосы для подачи воды в сеть при хозяйственном водопотреблении и специальные противопожарные насосы для подачи воды в сеть при пожаре. Схема подключения насосов - параллельная.

вода гидравлический водопроводный сеть

9.1 Расчет параметров хозяйственных насосов

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с двумя основными хозяйственными насосами, подача которых будет равна:

QхнI =Qсут.maxQн.min%/100 = 4057,6 х 3,8/100 = 154,2 м3/ч или 42,8 л/с,

QхнII=Qсут.maxQн.max%/100 = 6752 х 4,4/100 = 178,5 м3/ч или 49,6 л/с.

Необходимый напор хозяйственно насоса определяется по формуле:

Hхн= 1,05hвод +Hб+ Нбака+ zб -zн,

где: hвод - потеря напора в водоводе;

Hб - высота водонапорной башни;

Нбака - максимальное наполнение бака;

zб - отметка поверхности земли на месте установки башни;

zн - отметка оси насоса.

Тогда:

HхнI= 1,05Ч1.38+12+7,69+ 600 - 590 = 31,1м.

HхнII= 1,05Ч5,6+12+7,69+ 600 - 590 = 35,6м.

9.2 Расчет параметров пожарных насосов

Целесообразно применить два одинаковых противопожарных насоса, подача каждого из них:

Qпож.н= (Qmax+Qпож)/n =109/2 = 54,5 л/с.

Напор противопожарного насоса определяется по формуле:

Hпож.н= 1,05(hвод +hсети) + Hсв+ zдт - zн,

где Hсв - свободный напор у гидрантов равный 10 м, согласно [2, п. 4.4];

hсети - потери напора в водопроводной сети во время пожара;

Hпож.н=1,05Ч(5,6+25,676)+10+(590 - 590) = 42,8 м.

9.3 Подбор насосов

По расчётным величинам, используя данные каталога насосов (см. рисунок Б.2), подбираем хозяйственные и пожарные насосы производства фирмы Grundfos, характеристики которых представлены в таблице 7.

Тип насоса

Расчётный расход насоса, л/с

Расчётный напор насоса, м

Марка насоса

Характеристика насоса

Количество насосов

Число оборотов электродвигателя n, об-1

Диаметр рабочего колеса, мм

Хозяйственные

Н-II

H-I

49,6

42,8

35,6

31,1

NK 80-200

NK 80-200

2900

2900

192

192

2 основных 1резервный

Пожарные

54,5

42,8

NK 80-200

2900

219

2 основных 1резервный

Количество резервных насосов, должно приниматься согласно [2, п. 7.4].

10. Расчет свободных напоров

10.1 Расчет напоров при максимальном хозяйственно-питьевом расходе

Вычисления проектных свободных напоров в узлах сети представлены в табл. 8 и выполнены в следующей последовательности. Графы 1 и 2 заполняют согласно схеме сети. Отметки поверхности земли в узлах сети (гр. 3) определяют по плану поселка. Вычисленные потери напора (гр. 4) заполняют по результатам увязки колец и расчета водоводов и тупиковых участков. В случае хозяйственно-питьевого водопотребления вычисляют отметку пьезометрической линии в узле, где установлена водонапорная башня (гр. 5) из условия обеспечения расчетного напора в сети при низшем уровне регулирующего запаса воды в ВБ:

Hвб = zб + Hб+hкон + = 600 + 15 +2,9 + 0,87 = 618,77 м.

Отметки пьезометрической линии в остальных узлах вычисляют следующим образом. Если обходить водопроводную сеть по внешнему контуру по направлению движения воды, то условная отметка пьезометрической линии каждого последующего узла равна отметке этой линии в предыдущем узле минус потеря напора. На участках, где движение при принятом обходе контура будет против движения воды, условная отметка пьезометрической линии в последующем узле будет равна отметке пьезометрической линии предыдущего узла плюс (абсолютное значение) потеря напора на участке. Свободные напоры в узле (гр. 6) вычисляют как разность отметки пьезометрической линии (гр. 5) и отметки поверхности земли в данном узле (гр. 3). После вычисления графы 6 таблицы 8 для всех узлов сети находят в ней узел с минимальным значением свободного напора, который и будет диктующим. В нашем примере это узел ВБ, а не принятый ранее узел 7. Свободный напор во всех узлах сети превышает минимальный необходимый свободный напор в сети на вводе в здание, который для трехэтажных зданий при хозяйственно-питьевом водопотреблении составляет Нсв = 18 м.

Таблица 8

Расчет напоров при хозяйственном водоразборе

Номер узла

Участок сети

Отметка земли в узле, м

Потеря напора, м

Отметка пьезометрической линии, м

Свободный напор, м

ВБ

600

618,77

18,77

ВБ-1

(-)0,15

1

587

618,62

31,62

1-2

(-)0,55

2

584

618,07

34,07

2-3

(-)0,85

3

593

617,22

24,22

3-6

(-)1,55

6

555

615,67

60,67

6-7

(-)1,65

7

590

614,02

24,02

6-7

1,65

6

555

615,67

60,67

5-6

0,73

5

523

616,4

93,4

4-5

0,97

4

536

617,37

81,37

1-4

1,27

1

587

618,64

31,64

1-ВБ

0,15

ВБ

600

618,79

18,79

Невязка по внешнему контуру

0,02м

10.2 Расчет напоров при пропуске пожарного расхода

Расчет сводится в табл. 9, который выполняется в рассмотренном выше порядке. Первоначально вычисляют проектную отметку пьезометрической линии на НС-II (табл.10, гр.5):

Hнс= zн + Hпож.н = 590 + 42.8= 632,8 м.

Таблица 9

Расчет напоров при пропуске пожарного расхода

Номер узла

Участок сети

Отметка земли в узле, м

Потеря напора, м

Отметка пьезометриче...


Подобные документы

  • Природно-климатическая характеристика района расположения города Наровля. Определение расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Распределение расхода воды населенного пункта по часам суток. Гидравлический расчет разводящей сети и водоводов.

    курсовая работа [167,5 K], добавлен 28.01.2016

  • Характеристика населенного пункта, плотности населения. Определение расхода воды на хозяйственно–питьевые нужды населения, на поливку улиц и зеленых растений. Расчет напора сети, пожарных гидрантов, диаметра труб. Деталировка колец водопроводной сети.

    курсовая работа [109,9 K], добавлен 03.07.2015

  • Схема объединенного хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода поселка и промышленного предприятия. Определение расчетных расходов воды. Гидравлический расчет водопроводной сети. Выбор режима работы насосной станции. Расчет водонапорной башни.

    курсовая работа [194,1 K], добавлен 09.05.2012

  • Определение диаметров труб и потерь напора, счетчики расхода воды. Вычисление напора в сети, расчетных расходов горячей воды. Система горячего водоснабжения. Расчет сети в режиме циркуляции, подбор водонагревателя. Устройство сетей внутренней канализации.

    реферат [293,3 K], добавлен 14.05.2019

  • Классификация водопользований по различным признакам. Потребители воды на железнодорожном транспорте. Определение норм водопотребления на хозяйственно–питьевые нужды и на пожаротушение. Удельные нормы расхода воды на крупных промышленных предприятиях.

    контрольная работа [82,3 K], добавлен 26.08.2013

  • Выбор схемы и конструирование системы внутреннего водопровода. Определение основных параметров расхода воды. Гидравлический расчет сети водопровода в здании. Проектирование внутренней канализационной сети. Расчет и построение дворовой канализации.

    курсовая работа [77,9 K], добавлен 30.06.2012

  • Назначение и классификация инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения. Виды и способы подачи воды. Гидравлический расчёт водопроводной сети системы водоснабжения и расхода воды городом на хозяйственные нужды.

    контрольная работа [830,1 K], добавлен 11.02.2013

  • Характеристика производительности хозяйственно-противопожарного водопровода населенных пунктов. Схема водоснабжения станции и расчет водопотребления. Подготовка магистральной водопроводной сети к гидравлическому расчету, определение напора насосов.

    курсовая работа [463,8 K], добавлен 07.12.2013

  • Классификация, общие схемы и параметры водопроводных систем и сооружений. Нормы расхода воды; расчет воды на противопожарное водоснабжение населенных пунктов и промышленных объектов. Гидравлический расчет сопротивлений, напора, насосно-рукавных систем.

    курсовая работа [657,1 K], добавлен 26.02.2012

  • Расчет расходов воды на нужды населения города и промышленности в часы максимального водопотребления. Трассировка и гидравлический расчет водопроводной сети. Спецификация труб и фасонных частей. Построение профиля главного коллектора. Расходы сточных вод.

    курсовая работа [91,4 K], добавлен 15.07.2010

  • Характеристика теплоснабжения жилого района г. Барнаул. Определение годового расхода теплоты. Расчет температур воды на выходе из калориферов систем вентиляции. Гидравлический расчет и монтажная схема водяной тепловой сети. Подбор сетевых насосов.

    курсовая работа [704,2 K], добавлен 05.05.2011

  • Расчет водопроводной сети и определение высоты и емкости резервуара напорной башни. Распределение расхода на участках с параллельным соединением. Напряжение при закрытии трубопровода на заданном участке. Подбор и установление производительности насоса.

    контрольная работа [455,5 K], добавлен 17.11.2011

  • Источники противопожарного водоснабжения городских и сельских поселений. Насосные пожарные станции. Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск хозяйственно питьевого и производственного расхода воды. Эксплуатация противопожарного водоснабжения.

    дипломная работа [703,9 K], добавлен 17.06.2014

  • Подбор водомера с учетом максимального суточного расхода воды. Система внутренней бытовой сети водоотведения здания. Определение необходимого требуемого напора в системе водоснабжения. Гидравлический расчет водопроводной сети и дворовой канализации.

    курсовая работа [27,0 K], добавлен 04.12.2012

  • Проектирование водопроводных сетей и водоводов для водоснабжения населённого пункта и промпредприятия. Расходы воды на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды. Трассировка и гидравлический расчёт водопроводной сети. Определение диаметров водоводов.

    курсовая работа [127,3 K], добавлен 16.01.2013

  • Определение расчетных расходов воды. Выбор системы и схемы внутреннего водопровода холодной и горячей воды. Гидравлический расчет. Определение требуемого напора. Устройства для измерения расходов воды. Противопожарный водопровод, канализация, водостоки.

    дипломная работа [768,3 K], добавлен 06.04.2016

  • Проектирование и расчет систем внутреннего водопровода здания. Построение аксонометрической схемы водопроводной сети здания. Гидравлический расчет водопроводной сети. Устройство внутренней канализационной сети. Определение расчетных расходов сточных вод.

    контрольная работа [1,0 M], добавлен 06.09.2010

  • Теплотехнический расчет наружных ограждений. Вычисление потерь, удельного расхода тепловой энергии на отопление здания. Система отопления с попутным движением воды, плюсы и минусы двухтрубной системы. Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления.

    курсовая работа [635,1 K], добавлен 10.05.2018

  • Выбор и обоснование принципиальной системы водоснабжения. Спецификация материалов и оборудования, гидравлический расчет и максимальные расходы водопроводной сети. Подбор счетчика воды. Проектирование канализационных стояков и выпусков из здания.

    курсовая работа [147,6 K], добавлен 17.06.2011

  • Определение расчетных часовых расходов воды в системе водоснабжения и стоков в системе канализации. Гидравлический расчет системы внутреннего водопровода. Определение диаметров канализационных стояков. Характеристика установленных санитарных приборов.

    курсовая работа [42,2 K], добавлен 21.12.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.