Гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЧС России Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы

Кафедра пожарной, аварийно-спасательной техники и автомобильного хозяйства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Противопожарное водоснабжение»

ТЕМА: Гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта

Санкт-Петербург - 2012 г.



Требуется определить хозяйственно-питьевое и производственное водопотребление в системе водоснабжения, обслуживающего населенный пункт (поселок) и предприятие.

Исходные данные:

Число жителей в населенном пункте - 35000 человек.

Здания оборудованы внутренним водопроводом, канализацией и ванными с местными водонагревателями.

Застройка зданий в 3 этажа.

В населенном пункте имеется прачечная на механизированная на 700 кг сухого белья, объемом менее 10000 м3. Здание бани 3-х этажное.

Магистральная водопроводная сеть и водоводы проложены из стальных труб с внутренним пластмассовым покрытием. Длина водоводов от НС-II до водонапорной башни lвод=600 м.

Промышленное предприятие по пожарной опасности относится к категории В, два производственных корпуса I степени огнестойкости: один объемом 400 тыс. м3, другой объемом 570 тыс. м3, ширина здания 74 м.

Площадь территории предприятия 178 га. Предприятие работает в три смены, количество рабочих в каждой смене Ncm = 500 человек. Расход воды на производственные нужды. Душ принимают 60 % рабочих в смену.

Генплан водопроводной сети приведен на рис. 1.1.

Рис. 1 - Схема объединенного хозяйственно - противопожарного водопровода населенного пункта и предприятия:

1 - санитарная зона артезианских скважин; 2 - резервуары чистой воды; 3 - камера переключения; 4 - насосная станция; 5 - водоводы; 6 - водонапорная башня; 7 - водопроводная сеть посёлка; 8 - предприятие.



1. Определение водопотребителей

Объединенный хозяйственно-питьевой, производственный и противопожарный водопровод должен обеспечить расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта, хозяйственно-питьевые нужды предприятия, хозяйственно-бытовые нужды общественных зданий, производственные нужды предприятия, тушение возможных пожаров в поселке и на предприятии.

2. Расчет требуемых расходов воды для поселка и предприятия

Определение водопотребление начинаем с поселка, поскольку он является основным потребителем.

Поселок. В соответствии с п.2.1, табл.1 [4] норму водопотребления на одного человека принимаем 200 л /сут.

Суточный расход:

Суточный расход с учетом примечания 4 , п.2.1 [4]

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления

Согласно п.2.2 [4], принимаем Ксут.мах=1.2

Расчетный часовой максимальный расход воды:

,

Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления

,

Принимаем по п.2.2. и табл.2[4] мах = 1.3, мах = 1.175,

Тогда Кч.мах = 1.3 * 1.175 = 1.5275

По данных указаний принимаем Кч.мах = 1.5

,

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды гостиницы

,

где: Qкоек = 75 л/сут

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления для больницы

Суммарный расход воды по поселку:

Предприятие

В соответствии п.2.4 [4], и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем

Водопотребление в смену:

Суточное водопотребление:

Расход воды на душевые в смену

Кол-во душевых сеток:

,

,

В сутки:

Расход воды на производственные нужды в смену:

(по заданию), в час



.

Суточное водопотребление на производственные нужды:

Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит:

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен:

Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (табл. 1)

Пояснение к табл. 2.1:

В графе 1 приведены часовые промежутки от 0 до 24 ч.;

В графе 2 - расход воды поселком по часам суток в % от суточного водопотребления при Кч = 1.45.;

В графе 3 - расход воды поселком на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час суток в м3

В графе 4 - расход воды на хозяйственно-питьевые нужды общественного здания по часам суток в %-х от суточного расхода. Распределение расходов по часам суток принято по приложению при Кч=2.5;

В графе 5 - кол-во воды в м3 , расходуемое больницей на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час суток

В графе 6 - расход на хозяйственно-питьевые нужды предприятия по часам смены в % от сменного расхода. Распределение расходов по часам смены принято при Кч=3.

В табл. 1 дано распределение расходов на хозяйственно-питьевые нужды предприятия для 3-х сменной работы.

Таблица 1 - Водопотребление по часам суток в посёлке и на промышленном предприятии.

Часы	Посёлок	Предприятие	Всего за сутки
суток	На хозяйственно - питьевые нужды	Общественное здание	На хозяйственно - питьевое водопотребление	Q душ ч,	Qп ч,	Qобщ ч,	% от суточного
		(фабрика-кухня)		М3/Ч	М3/Ч	М3/Ч	водопотреб-
	% от Qсут. max	Qпосч,	% от Qоб. зд	Qч,	% от Qпрсм. с-хп	Qч,				ления
	при Кч=1,5	М3/Ч	при Кч=1	М3/Ч	при Кч=3	М3/Ч
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
0-1	1,50	144,90	0,00	0,00	12,50	1,56	30,00	62,50	214,20	1,89
1-2	1,50	144,90	0,00	0,00	6,25	0,78		62,50	135,45	1,19
2-3	1,50	144,90	0,00	0,00	6,25	0,78		62,50	135,45	1,19
3-4	1,50	144,90	0,00	0,00	6,25	0,78		62,50	135,45	1,19
4-5	2,50	241,50	0,00	0,00	18,75	2,34		62,50	330,75	2,92
5-6	3,50	338,10	0,00	0,00	37,50	4,69		62,50	604,80	5,33
6-7	4,50	434,70	0,00	0,00	6,26	0,78		62,50	248,98	2,20
7-8	5,50	531,30	0,00	0,00	6,25	0,78		62,50	286,65	2,53
8-9	6,25	603,75	6,25	3,28	12,50	1,56	30,00	62,50	630,00	5,56
9-10	6,25	603,75	6,55	3,44	6,25	0,78		62,50	562,59	4,96
10-11	6,25	603,75	6,25	3,28	6,25	0,78		62,50	551,25	4,86
11-12	6,25	603,75	6,25	3,28	6,25	0,78		62,50	551,25	4,86
12-13	5,00	483,00	6,25	3,28	18,75	2,34		62,50	661,50	5,83
13-14	5,00	483,00	6,25	3,28	37,50	4,69		62,50	897,75	7,92
14-15	5,50	531,30	6,25	3,28	6,25	0,78		62,50	522,90	4,61
15-16	6,00	579,60	6,25	3,28	6,25	0,78		62,50	541,80	4,78
16-17	6,00	579,60	6,25	3,28	12,50	1,56	30,00	62,50	620,55	5,47
17-18	5,50	531,30	6,25	3,28	6,25	0,78		62,50	522,90	4,61
18-19	5,00	483,00	6,25	3,28	6,25	0,78		62,50	504,00	4,44
19-20	4,50	434,70	6,25	3,28	6,25	0,78		62,50	485,10	4,28
20-21	4,00	386,40	6,25	3,28	18,75	2,34		62,50	623,70	5,50
21-22	3,00	289,80	6,25	3,28	37,50	4,69		62,50	822,15	7,25
22-23	2,00	193,20	6,25	3,28	6,25	0,78		62,50	390,60	3,44
23-24	1,50	144,90	6,25	3,28	6,25	0,78		62,50	371,70	3,28
Всего	100,00	9660,00	100,00	52,50	300,00	37,50	90,00	1500,00	11340,00	100,00

В графе 7 - кол-во воды в м3 , расходуемое предприятием на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час смены

В графе 8 - расход воды на работу душа, который учитывается в течение часа после работы каждой смены

В графе 9 - расход воды на производственные нужды, равномерно распределен по часам смены

В графе 10 - сумма расходов всех потребителей в определённый час суток в м3

В графе 11 - сумма расходов всех потребителей в определённый час суток в процентах от суммарного суточного расхода

При составлении таблицы необходимо для контроля суммировать графы, например, сумма графы 3 должна быть равна и т.д.

Из табл. 2.1 видно, что в посёлке и на предприятии наибольшее водопотребление происходит с 8 до 9 ч, в это время на все нужды расходуется 897,75 м3 /ч или

По предприятию расчётный расход:

Расчётный расход общественного здания (фабрики-кухни):

Собственно посёлок расходует:



По данным графы 11 табл. 1 строим график неравномерности водопотребления объединённого водопровода по часам.

3. Определение расчётных расходов воды на пожаротушение

Определим расчетные расходы воды для пожаротушения по данным приведенного примера. Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно СНиП 2.04.02-84, п. 2.23 при количестве жителей 35000 чел. принимаем 2 одновременных пожара. Согласно п. 2.12, табл. 5[4] при 3-х этажной застройке с расходом воды 25 л/с на один пожар .

Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии больницы, здание трехэтажное объемом 10000 м3 , согласно СНиП 2.04. 01 - 85 , п. 6.1, табл. 1 принимаем одну струю, производительностью 2,5 л/с

Согласно СНиП 2.04. 02-84, п. 2.22 на предприятии принимаем 2 одновременных пожара, т.к. площадь предприятия более 150 га.

Согласно п. 2.14, табл.8, примечание 1[4], расчетный расход воды для здания объемом 570 тыс. м3 .

Таким образом, .

Согласно СНиП 2.04. 01-85, п.6.1, табл.2 расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета четырех струй производительностью 5 л/с каждая, тогда .

Таким образом,

,

,

,поэтому, согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02-84 , расход воды на цели пожаротушения в поселке и на предприятии определяем как сумму расхода воды на предприятии и расхода в поселке:

4. Гидравлический расчет водопроводной сети

Рассмотрим гидравлический расчет на примере водопроводной сети, показанной на рис. 4.1. Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 215,42 л/с, в том числе сосредоточенный расход общественного здания 0.081 л/с.

Рис. 2 - Расчетная схема водопроводной сети

Определим равномерно распределяемый расход:

Определим удельный расход воды:



;

Определим путевые отборы:

Результаты приведены в табл. 2.

Таблица 2.

№ участка	Длина участка	Путевой отбор, л/с
1-2	1000	22,98
2-3	1500	34,47
3-4	1000	22,98
4-5	1500	34,47
5-6	1500	34,47
6-7	500	11,49
7-1	1000	22,98
7-4	2000	45,96
пут=229,8 л/с

Определим узловые расходы:

Аналогично определяем расходы воды для каждого узла. Результаты приведены в таблице 3.

Узловые расходы



Таблица 3.

Номер узла	Узловой расход, л/с
1	22,98
2	28,725
3	28,725
4	51,205
5	34,47
6	22,98
7	40,215
	?qузл=229,8 л/с

Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 - сосредоточенный расход общественного здания (вместо точки 3 можно взять любую другую точку). Тогда q5=34,47л/с, q3=28,725 л/с. Величины узловых расходов показаны на рис. 4.2 . С учетом сосредоточенных расходов qузл=229,8л/с.

Рис. 3 - Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами

Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара). Выберем диктующую точку, т.е. точку встречи двух потоков (конечную точку подачи воды). В данном примере за диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 4.2). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1-2-3-4-5, второе 1-7-4-5, третье 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться следующее условие: сумма расходов на участках 1-2, 1-7 и узлового расхода q1 должно быть равно общему расходу воды, поступающему в сеть. То есть соотношение q1+q1-2+q1-7=Qпос.пр. Величины q1=22,98л/с и Qпос.пр=229,8л/с известны, а q1-2 и q1-7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например,q1-2=103,4 л/с. Тогда q1-7 = Qпос.пр-(q1+q1-2)=103,4 л/с. Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:

q1-7 = q7+q7-4+q7-6

Значение q1-7 = 103,4 л/c и q7=40,215 л/c известны, а q7-4 и q7-6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q7-4=31,6 л/c. Тогда q7-6 = 31,6л/с.

Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

q2-3 = q1-2-q2,

q3-4 = q2-3-q3,

q4-5 = q7-4+q3-4-q4,

q6-5=q7-6-q6.

В результате получится:

q2-3 = 76,675 л/с,

q3-4 = 45,95л/с,

q4-5 =26,345л/с,

q6-5 = 8,62л/с,

Начинаем предварительно распределять расходы воды от диктующей точке. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показано на рис.4.

Рис. 4 - Расчётная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно - производственном водопотреблении

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды за исключением расходов воды на душ, поливку территории и т.п. промышленного предприятия. (п.2.21 СНиП 2.04.02 - 84), если эти расходы вошли в расход в час максимального водопотребления. Для водопроводной сети, показанной на рис. 4.1, расход воды для пожаротушения следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от места ввода (от точки 1), т.е. q'5=q5+Qпож. рас-qдуш.. водопроводной труба бак насос

При гидравлическом расчете сети при пожаре:

Т.к. ,то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара. Определим узловые расходы так, как это делалось без пожара.

Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре показано на рис.4.4.

Рис.5 - Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами «при пожаре».

Определим диаметры труб участников сети. Для стальных труб Э=1.

По экономическому фактору и предварительно распределённым расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению определяются диаметры труб участков водопроводной сети.

Соответствующие расчётные внутренние диаметры определяются по ГОСТ 539-80 и равны (трубы ВТ- 9, тип I)

d1-2= 0,516 м; d2-3= 0,466 м; d3-4= 0,412 м;

d4-5= 0,466 м; d5-6= 0,311 м; d6-7= 0,311 м;

d4-7= 0,311 м; d1-7= 0,516 м;

Следует иметь ввиду, что обычно рекомендуют определять диаметры по предварительно распределённым расходам без учёта расхода воды на пожаротушение, а затем проверять водопроводную сеть с найденными таким образом диаметрами на возможность пропуска расходов воды при пожаре. При этом в соответствии с п. 2.30 [4] максимальный свободный напор в сети объединённого водопровода не должен превышать 60 м. Если в нашем примере определять диаметры по предварительным расходам при максимальном хозяйственно- производственном водопотреблении (т.е. без учета расхода воды на пожаротушение), то получаются следующие диаметры:

d1-2= 0,363 м; d2-3= 0,311 м; d3-4= 0,26 м;

d1-7= 0,363 м; d7-4= 0,2 м; d7-6= 0,2 м;

d4-5= 0,17 м; d6-5= 0,114 м;

Расчеты показали, что при этих диаметрах потери напора в сети при пожаре более 60 м. Это объясняется тем, что для сравнительно небольших населённых пунктов соотношение расходов воды по участкам водопроводной сети при пожаре и при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении довольно большое.

Поэтому диаметры труб некоторых участков следует увеличить и заново выполнить гидравлический расчет сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении и при пожаре.

В связи с вышеизложенным и для упрощения расчетов в курсовом проекте допускается определять диаметры участков сети по предварительным расходам при пожаре.

Увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

При увязке потери напора в чугунных трубах следует определять по формуле:

,



Увязка сети продолжается до тех пор, пока величина невязки в каждом кольце не будет менее 1 м.

Следует иметь в виду, что для участка 4-7 (рис.4.3, 4.4), который является общим для обоих колец, вводится две поправки - из первого кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в другое следует сохранять.

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке), как видно по направлениям стрелок на рис. 4.3, могут пойти по трем направлениям стрелок на рис. 2.4 , могут пойти по трем направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5, третье - 1-7-6-5. Средние потери напора в сети можно определить по формуле:

где:

, ,

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении:

м.

где:1,1 - коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (принимается 10% от линейных потерь напора).

Увязку удобно выполнять в виде таблицы (табл. 4.3).

Таблица 4 - Увязка сети при максимальном хозяйственно - производственном водопотреблении.

Номер кольца	Участок сети	Расход воды q , л/с	Расчётный внутренний диаметр dр, м	Длина l, м	Скорость V, м/с	(1+3,51/V)0,19* *0,561V2	d1,19р , м	Гидравлический уклон i*10-3
1	2	3	4	5	6	7	8	9
I	1-2	103,4000	0,3630	1000,0000	0,9996	0,7464	0,2994	2,4927
	2-3	76,6250	0,3110	1500,0000	1,0092	0,7597	0,2491	3,0496
	3-4	45,9500	0,2600	1000,0000	0,8659	0,5722	0,2013	2,8429
	4-7	31,6000	0,2000	2000,0000	1,0064	0,7557	0,1473	5,1302
	7-1	103,4000	0,3630	1000,0000	0,9996	0,7464	0,2994	2,4927
II	4-5	26,3450	0,1700	1500,0000	1,1613	0,9856	0,1214	8,1179
	5-6	8,6200	0,1140	1500,0000	0,8449	0,5469	0,0755	7,2479
	7-6	31,6000	0,2000	500,0000	1,0064	0,7557	0,1473	5,1302
	7-4	31,6000	0,2000	2000,0000	1,0064	0,7557	0,1473	5,1302
	Потери напора H, м	Первое исправление
		h/q , (м*с)/л	?q', л/с	q'=q+Дq' , л/с	V, м/с	(1+3,51/V)0,19* *0,561V2	i*10-3	h ,м
	10	11	12	13	14	15	16	17
1-2	0,006213
2-3	0,0093
3-4	0,008082
4-7	0,026319
7-1	0,006213
Дh=0,06
	10	11	12	13	14	15	16	17
4-5	0,065901
5-6	0,052532
7-6	0,026319
7-4	0,026319
Дh=0,17

Таблица 5 - Увязка сети при расходах на пожаротушение.

Номер кольца	Участок сети	Расход воды q , л/с	Расчётный внутренний диаметр dр, м	Длина l, м	Скорость V, м/с	(1+3,51/V)0,19* *0,561V2	d1,19р , м	Гидравлический уклон i*10-3
1	2	3	4	5	6	7	8	9
I	1-2	216,6600	0,5160	1000,0000	1,0366	0,7983	0,4550	1,7544
	2-3	189,9000	0,4660	1500,0000	1,1140	0,9124	0,4031	2,2636
	3-4	159,2000	0,4120	1000,0000	1,1948	1,0390	0,3481	2,9846
	4-7	88,2200	0,3110	2000,0000	1,1619	0,9866	0,2491	3,9605
	7-1	216,6600	0,5160	1000,0000	1,0366	0,7983	0,4550	1,7544
1	2	3	4	5	6	7	8	9
II	4-5	212,9600	0,4660	1500,0000	1,2493	1,1289	0,4031	2,8007
	5-6	65,2400	0,3110	1500,0000	0,8593	0,5642	0,2491	2,2647
	7-6	88,2200	0,3110	500,0000	1,1619	0,9866	0,2491	3,9605
	7-4	88,2200	0,3110	2000,0000	1,1619	0,9866	0,2491	3,9605
	Потери напора H, м	Первое исправление
		h/q , (м*с)/л	?q', л/с	q'=q+Дq' , л/с	V, м/с	(1+3,51/V)0,19* *0,561V2	i*10-3	h ,м
	10	11	12	13	14	15	16	17
1-2	0,003078
2-3	0,005124
3-4	0,008908
4-7	0,015686
7-1	0,003078
Дh=0,04
	10	11	12	13	14	15	16	17
4-5	0,007844
5-6	0,005129
7-6	0,015686
7-4	0,015686
Дh=0,04

Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределительными расходами при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении показана на рис.4.5.

Рис.6 - Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределительными расходами при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

5. Определение режима работы НС-II

Примем двухступенчатый режим работы НС-II с подачей воды с каждым насосом 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,5*24=60% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100 - 60 = 40% суточного расхода воды и надо его включить на 40/2,5=16 ч.



Рис.7 - Режим работы НС -II и график водопотребления

В соответствии с графиком водопотребления (рис. 7) предлагается второй насос включить в 5 ч. и выключать в 21 ч. Этот режим работы НС-II нанесен на рис. 7 пунктирной линией.

Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим табл.6.

Таблица 6 - Водопотребление и режим работы насосов.

Время суток	Часовое водопотребление ( см. табл. 1., графа 11)	I вариант	II вариант
		Подача насосов	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке	Подача насосов	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0-1	1,89	2,5	0,04		0,04	3	0,54		0,54
1-2	1,19	2,5	0,23		0,27	3	0,73		1,27
2-3	1,19	2,5	0,45		0.72	3	0,95		2,22
3-4	1,19	2,5	0,41		1,13	3	0,91		3,13
4-5	2,92	2,5		0,45	0,68	3	0,05		3,18
5-6	5,33	5	1,27		1,95	3		0,73	2,45
6-7	2,20	5	0,58		2,53	3		1,42	1,03
7-8	2,53	5		0,14	2,39	3		2,14	-1,11
8-9	5,56	5		0,87	1,52	6	0,13		-0,93
9-10	4,96	5		0,82	0,7	6	0,18		-0,75
10-11	4,86	5		0,59	0,11	6	0,41		-0,34
11-12	4,86	5		0,51	-0,4	6	0,49		0,15
12-13	5,83	5	0,28		-0,12	6	1,28		1,43
13-14	7,92	5	2,92		0,24	6	1,36		2,79
14-15	4,61	5	0,08		0,32	6	1,08		3,87
15-16	4,78	5		0,15	0,17	6	0,85		4,72
16-17	5,47	5		0,55	-0,38	6	0,45		5,17
17-18	4,61	5	0,08		-0,3	3		0,92	4,25
18-19	4,44	5	0,26		-0,04	3		1,74	2,51
19-20	4,28	5	0,57		0.53	3		1,43	1,08
20-21	5,50	5	0,84		1,37	3		1,16	-0,08
21-22	7,25	2,5		1,14	0,23	3		0,64	-0,72
22-23	3,44	2,5		0,45	-0,22	3	0,05		-0,67
23-24	3,28	2,5	0,22		0	3	0,72		0,05
Всего:	100,00

В графе 1 проставлены часовые промежутки, в графе 2 - часовое водопотребление в % от суточного водопотребления в соответствии с графой 11 табл.2.1, в графе 3 подача насосов в соответствии с предложенным режимом работы НС-II.

Если подача насосов выше, чем водопотребление поселка, то разность этих величин записывается в графу 4 (поступление в бак), а если ниже - в графу 5 (расход из бака).

Остаток воды в баке (графа 6) к концу некоторого часового промежутка определяется как алгебраическая сумма данных граф 4 и 5 (положительных при поступлении воды в бак и отрицательных при расходе из него). Например, к концу первого часа в баке накопилось 0,04% от суточного расхода воды, а к 4 часу 0,04+0,023 + 0,45+0,41=1,13%. В четыре часа водопотребление в поселке стало выше подачи насосов и к пятому часу в баке осталось 1,13-0,45=0,68% суточного расхода воды.

Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины графы 6. В рассмотренном примере емкость бака башни получилась равной

2,53+-0,4=2,93% от суточного расхода воды.

При выполнении курсового проекта рекомендуется проанализировать несколько режимов работы НС-II. Так, для приведенного графика водопотребления определим регулирующую емкость бака для ступенчатого режима работы НС-II с подачей, например, по 3% суточного расхода воды каждым насосом. Один насос за 24 часа подаст 3*24=72% суточного расхода. На долю второго насоса придется 100-72=28% и он должен работать 28/3=9,33ч. Второй насос предлагается включать с 8 до 17 час.20 мин. Этот режим работы НС-II показан на графике штрихпунктирной линией. Регулирующая емкость бака (графы 7,8,9,10 табл.5.1) будет равна 5,17+-1,11=6,28%, т.е. при этом режиме необходимо увеличение емкости бака водонапорной башни и окончательно выбираем режим работы НС-II по первому варианту.

6. Гидравлический расчет водоводов

Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диаметров труб водопроводной сети, изложенная в разделе 4 п.7.

По заданию водоводы проложены из асбестоцементных труб и длина водоводов от НС-II до водонапорной башни lвод=600м.

Учитывая, что в примере принят неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей насосов Р=2,5+2,5=5% в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:

Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход воды по одному водоводу равен:

При значении Э=1 определяем диаметр водоводов:

dвод=0.3м; dвн.=0.311м.

Скорость воды в водоводе определяется из выражения V=Q/щ, где: - площадь живого сечения водовода. При расходе Qвод=78,85л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,200 м будет равна:



Потеря напора определяется по формуле (4).

Для стальных труб

; ; ;

Потери напора в водоводах составят:

Общий расход воды в условиях пожаротушения в рассматриваемом примере равен .

Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения

При этом скорость движения воды в трубопроводе:

И потери напора в водоводах при пожаре:



Потери напора в водоводах (hвод,hвод.пож.) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

7. Определение высоты водонапорной башни

В рассматриваемом примере hc = 0,12 м (см.2.1) .

и

Определение ёмкости бака водонапорной башни.

Нами определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К=2,93% от суточного расхода воды в поселке.

=11340 м3/сутки

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушения одного пожара на предприятии, то

Согласно табл.1

,

Таким образом,

Принимаем водонапорную башню (номер типового проекта 901-5-28/70) высотой 15 м с баком емкостью 800 м3.

Зная емкость бака определяем его диаметр и высоту:

,

В рассматриваемом примере эти величины составят:

,

Принципиальная схема водонапорной башни и ее оборудования показана на рис.13.24 литературы [2]. При выполнении курсового проекта необходимо привести эту схему, проставить полученные в результате расчетов размеры ствола и бака водонапорной башни, указать уровень неприкосновенного пожарного запаса воды, пояснить назначение оборудования и предложить способ сохранения НПЗ воды.

8. Расчет резервуара чистой воды



Для определения Wрег воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-1 и НС-11 (рис. 8.1). Регулирующий объем в % от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей «б»

, или

Рис. 8 - Режим работы НС - II и НС - I

В рассматриваемом примере суточный расход воды составляет 3814,5 м3, а регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:

,

где:Тt = 3ч - расчетная продолжительность тушения пожара (п. 2.24 СНиП 2.04.02-84).

Водопотребление меньше в следующий час (т.е. с 8 - 9 часов) 743,03м3/ч. Поэтому при расчете неприкосновенного запаса на хозяйственно-питьевые нужды принимаем:



Во время тушения пожара насосы на насосной станции I подъема работают и подают в час 4,167% суточного расхода, а за время Tt будет подано:

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:

Полный объем резервуаров чистой воды:

Принимаем два типовых резервуара объемом каждый по 2600 м3. Номер проекта 901-4-66.83. Оборудование резервуаров указано в литературе [2] с 275-277. Общий вид типового железобетонного резервуара показан на рис. 13.22 [2].

9. Подбор насосов для насосной станции второго подъема

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней 2х основных хозяйственных насосов, подача которых будет равна:



Необходимый набор хозяйственных насосов определяем по формуле:

,

где: hвод - потери напора в водоводах, м;

Hв-б - высота водонапорной башни, м (см. раздел 7);

Hб- высота бака водонапорной башни, м;

Zв-б и Zн-с - геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II (см. схему водоснабжения); 1.1 - коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивлени044F. Тогда:

Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

где hвод.пож. и hc.пож - соответственно потери напора в водоводах и водопроводной сети при пожаротушении, м; Нсв - свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке, м. Для водопроводов низкого давления Нсв=10м; Zд.т.- геодезическая отметка в диктующей точке, м. Тогда

Т.к. в нашем примере Нпож.нас-Нхоз.нас.>10м, то НС-11 строится по принципу высокого давления.

Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и кол-во насосов, категория насосной станции приводятся в табл. 7.



Таблица 7.

Тип насоса	Расчётная подача насоса	Расчётный напор насоса, м	Принятая марка насоса	Категория НС - II	Количество насосов
					Рабочих	Резервных
Хозяйственный	78,75	27,91	К 90/35	1 Обоснование: НС-II подаёт воду непосредственно в сеть объединённого противопожарного водопровода.	2	2
Пожарный (добавочный)	226,5	8,53	Д-1250-65		1	1

При выполнении чертежа НС-II габаритные размеры и диаметры патрубков центробежных насосов принимаются

На чертеже выполнить план камеры переключений, соответствующей выбранному типу НС-II (высокого или низкого давления).

Размещено на Allbest.ru

...