Размещено на http://www.allbest.ru/

13

Метрология, стандартизация и сертификация

Кафедра Общей и инженерной экологии

Контрольная проект

на тему: «Проектирование водопроводных сетей в населённом пункте с числом жителей 10000 человек»

Выполнил:

Зебрин Н.С.

Москва, 2019



Оглавление

1. Выбор системы и схемы водоснабжения

2. Определение расчётных расходов воды

3. Трассировка водопроводной сети

4. Гидравлический расчёт водопроводной сети

4.1 Построение расчётной схемы сети



1. Выбор системы и схемы водоснабжения

Для уменьшения строительной стоимости системы проектируется объединенная подача воды на коммунальные, производственные и противопожарные нужды.

В месте расположения населенного пункта имеется река и напорные подземные воды питьевого качества.

Для небольших населенных пунктов предпочтение отдаётся подземным водозаборам. Схема водоснабжения из скважины показана на рисунке 1.

Рис.1.



2. Определение расчётных расходов воды

За расчётный расход принят максимальный суточный расход

Qmax.сут. = kсут.нер. х Qср.сут., [м3/сут]

Qср.сут - средняя взвешенная величина расхода за рассматриваемый период

Qср.сут = qн х N / 1000, [м3/сут]

qн - удельное водопотребление, л/сут.

N - количество однотипных потребителей

Определение суточных расходов воды сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Потребители воды	N,чел	qн, л/сут	Qср.сут, м3/сут	kсут.нер.	Qmax.сут., м3/сут
1	2	3	4	5	6
I.Коммунальный сектор
1.Население	10000	150	1500	1,3	1950
2.Полив улиц и зелёных насаждений	13700 м2	0,5 л/м2	68,5	1,1	75
?	-	-	-	-	-
II.Производственный сектор
1.Молочный завод	-	-	125	1,1	138
2.Ремонтно-механический завод	-	-	135	1,1	149
?	-	-	-	-	287
III.Животноводческий сектор
1.Молочные фермы	700	100	70	1,2	84
2.Свинофермы	5000	15	75	1,2	90
?	-	-	-	-	2486



Qmax.час. = kчас.нер. х qср.час., [м3/час]

kчас.нер. - ? х Я коэффициент, зависящий от степени благоустроенности жилья и режима работы промышленных предприятий, равный 1,4 (дома с водоснабжением и канализацией)

Я - коэффициент зависящий от числа жителей в населённом пункте, равный 1,32 (9000 человек).

kчас.нер. = 1,4 х 1,3 = 1,82

qср.час. = Qmax.сут. / 24, [м3/час]

qсек. = qmax.сек. = qmax.час. х 1000 / 3600 = qmax.час. / 3,6, [л/сек]

Определение часовых и секундных расходов сводим в таблицу 2.

Таблица 2

Потребители воды	Qmax.сут., м3/сут	qср.сек., м3/час	kчас.нер.	qmax.час., м3/час	qсек., л/сек
1	2	3	4	5	6
1.Коммунальный сектор	2025	84,4	1,82	153,6	42,66
2.Молочный завод	138	5,8	1,82	10,5	2,9
3.Ремонтно-механический завод	149	6,2	1,82	11,3	3,14
4.Молочные фермы	84	3,5	1,82	6,37	1,77
5.Свинофермы	90	3,75	1,82	6,8	1,9
?	-	-	-	-	52,33



3. Трассировка водопроводной сети

Трассировкой сети называется размещение на плане населённого пункта основных водопроводных магистралей, по которым будет распределяться вода между водопотребителями.

В пределах коммунальной застройки прокладываются кольцевые водопроводы, длина участков которых не должна превышать 800м. К отдельно стоящим потребителям производственного и животноводческого секторов будут проложены тупики.

Водонапорная башня будет размещаться вблизи населённого пункта на диктующей отметке. Проектируем водопроводную сеть с проходным резервуаром. водопроводной магистраль резервуар гидравлический



4. Гидравлический расчёт водопроводной сети

При гидравлическом расчёте водопроводной сети используется расчётная схема сети или модель сети.

4.1 Построение расчётной схемы сети

При построении модели принимаем, что плотность расселения людей в домах и плотность застройки зданий в кварталах одинаковы для всего населённого пункта.

В этом случае можно считать, что отбор воды с каждого погонного метра кольцевой сети будет величиной постоянной

qотбора. = qуд. - удельный расход

qуд. = qк.с. / ? lдл.уч. [л/с на п.м.]

Расход, который отбирается с каждого участка, называется путевым.

qiпут. = qуд. x li qэкв. = qтранз. + ? qпут. ? = 0,43-0,52

Если длины участков не превышают 800м., путевые отборы замеряются узловыми.

qузл.. = 0,5. х ? qпут. + qсоср.

Таблица 3. Определение путевых расходов

№ участка	l, м	qуд, л/с на п.м.	qпут., л/с
1-2	760	0,009215	7
2-3	720	0,009215	6,63
3-4	500	0,009215	4,61
4-5	520	0,009215	4,79
5-6	340	0,009215	3,13
6-7	760	0,009215	7
7-1	500	0,009215	4,61
2-6	530	0,009215	4,88
?	4630		42,69

В таблице 4 рассчитываем узловые отборы водопроводной сети.

Таблица 4

№ узлов	№ участка прилегающих узлов	Путевые расходы прилегающих участков	0,5 ?qпут.	qсоср.	qузл..
1	1-2 1-7	7,00 4,61	5,81	0	5,81
2	2-1 2-3 2-6	7,00 6,63 4,88	9,26	0	9,26
3	3-2 3-4	6,63 4,61	5,62	2,9+1,77+ 1,9=6,56	12,83
4	4-3 4-5	4,61 4,79	4,7	3,13	7,83
5	5-4 5-6	4,76 3,13	3,95	0	3,96
6	6-5 6-2 6-7	3,13 4,88 7,00	7,51	0	7,51
7	7-6 7-1	7,00 4,61	5,81	0	5,81
?					52,38

На рисунке 2 показана расчётная схема водопроводной сети на час наибольшего водопотребления.

На расчётную схему наносятся длины участков, их диаметры, узловые расходы, прикидочные расчётные расходы, а так же соответствующие им потери напора.



Рис. 2.

Расчётные расходы, которые движутся, должны соответствовать первому закону Кирхгофа: сумма расходов, приходящих в узел, равна сумме расходов из узла выходящих.

Для кольцевой водопроводной сети расчётные расходы определяются прикидочными с дальнейшим уточнением по второму закону Кирхгофа: сумма потерь напора кольцевой сети должна быть равна нулю.

Потери напора на участках сети можно определить по формуле

h = A * k * l * q2 = Sq2

А - удельное сопротивление труб данного диаметра, из определенного материала. Выбираем в качестве материала труб чугун. Диаметры труб принимаем экономически выгодными по значениям скоростей.

? = 0,7 - 1 м/с,

Минимальный диаметр труб составляет 100 мм.

k - коэффициент скорости.

l - длина участка трубы.

q2 - расход воды, проходящий по трубе.

S - сопротивление.

Увязку водопроводной сети проводим в таблице 5.

Сумма потерь напора должна быть равна нулю. Если это условие не выполняется, то необходимо внести исправления в прикидочные расходы.

Дq = Дh / 2?Sq

ДqI = ДhI / 2?ISq = -1,782 / 2 * 1,029 = -0,866

ДqII = ДhII / 2?IISq = 1,142 / 2 * 2,33 = 0,245

Нпож = Нзд + 10м

qпож = qсек + N (qнар + qвн * m)

N - число одновременных пожаров.

qнар - расход воды на тушение пожара из уличного гидранта.

qвн - 2,5 л/с, расход на тушение пожара внутри здания за счёт пожарных кранов.

m - число струй. m = 2.

Рассчитанная водопроводная сеть должна быть проверена на пропуск пожарного расхода в час наибольшего водопотребления.

Критерием проверки являются скорости, возникающие в трубах во время пожара. Скорости не должны превышать 2,5 м/с.

Расходы, диаметры трубопроводов и скорости движения воды на участках сети указаны в таблице 6.

Таблица 6

№ участков	q, л/с	D, мм	?, м/с
1-2	34,87	200	1,09
2-3	23,61	150	1,29
3-4	11,42	100	1,41
4-5	11,42	100	1,41
5-6	15,38	100	1,90
6-7	20,89	150	1,15
7-1	26,7	200	0,82
2-6	2	100	0,245

N = 1

qвн = 2,5 л/с

По таблице 10 СНиП II - 31 - 74 определяем qнар = 10 л/с

qпож = 52,38 + 1(10 + 2,5 * 2) = 67,38 л/с

q4уз = 7,84 + 1 (10 + 2,5 * 2) = 22,84 л/с

Схема с расчётными расходами воды во время пожара показана на рисунке 3.

Рис. 3.

Для обеспечения подачи воды водопотребителю на верхние этажи водопроводной сети должен быть свободный напор, равный:

Hсв min= Нсв пож +4(n-1)= 10+4(3-1)=14м,

где n- этажность застройки.

Точка водопроводной сети с минимальным напором называется диктующей (самая дальняя точка).

Свободный напор во время пожара при системе низкого давления равен 10 м.

Нсв пож=10м

5. Водонапорная башня

Водонапорная башня предназначена для создания свободного напора в сети за счет подъема бака и хранения регулируемого и 10-ти минутного пожарного запасов.

НВБ=ZПЗДт + Нсв + ?hВБ-Дт - ZПЗВБ=94.3 +14+( h1-2+ h2-3+ h3-4)-102,8= =94,3+18+(4,66+6,66+2,50)-102,8 = 19,32 м

Объем бака водонапорной башни равен объему регулируемому и объему пожарного 10-ти минутного запаса.

WВБ= Wрег +W10пож

Wрег - регулируемый объем предназначен для согласования режимов подачи насоса 2 подъема с режимом водопотребления.

К - коэффициент часовой неравномерности - по нему выбирают подходящий режим водопотребления.



К=1,82 =1,8

Часовые расходы воды сводим в таблицу 7:

Таблица7

Часы суток	qчас,%	Ордината интегр кривой
0-1	0,90	0,90
1-2	0,90	1,80
2-3	0,90	2,70
3-4	1,00	3,70
4-5	1,35	5,05
5-6	3,85	8,90
6-7	5,20	14,10
7-8	6,20	20,30
8-9	5,50	25,80
9-10	5,85	31,65
10-11	5,00	36,65
11-12	6,50	43,15
12-13	7,50	50,65
13-14	6,70	57,35
14-15	5,35	62,70
15-16	4,65	67,35
16-17	4,50	71,85
17-18	5,50	77,35
18-19	6,30	83,65
19-20	5,35	89,00
20-21	5,00	94,00
21-22	3,00	97,00
22-23	2,00	99,00
23-24	1,00	100,00
?	100,00

Насосная станция 2 подъема работает в двухступенчатом режиме:

один насос работает с 0 до 5 ч, два насоса работают с 5 до 21 ч, и один насос работает с 21 до 0ч.



q = 2,5%t +5%(24- t)=100%

qнас1 = 2,5%

qнас2 = 5%

t - время работы 1 насоса

t1н=8ч (1смена), t2н= 16ч (2смены)

Рис.4

Wрег = (а+b)Qmax сут/100%

Где:

а - это максимальный недостающий объем воды, который должен хранится в баке водонапорной башни для работы водопроводной сети и насосной станции 2 подъема (где интегральная кривая водопотребления выше линии работы НС2, см. на рис.4);

b - это максимальный избыточный объем воды при работе водопроводной сети и насосной станции 2 подъема (где интегральная кривая водопотребления ниже линии работы НС2, на рис.4).

Wрег = (8,6+3)* 2485,35/100%=288,3 м3



10-ти минутный пожарный запас в баке водонапорной башни равен:

W10пож= qпож*t10*60/100

qпож=67,38 л/с

W10пож=67,38*10*60/100=404,28 м3

WВБ=288,3+404,28=692,58 м3

6. Резервуар питьевой воды

Резервуар питьевой воды предназначены для регулирования подачи и потребления НС1 и НС2, основного противопожарного запаса и запаса воды на собственные нужды.

WРПВ= WРПВрег +W3чпож + Wсоб.нуж.

WРПВрег = (c+d)Qmax сут/100 =(8,4+4,9)* 2485,35 / 100%=330,55 м3

W3чпож = qпож*t3ч*3,6=67,38*3*3,6=727,7 м3

Wсоб.нуж.=0,05 Qmax сут=0,05*2485,35 =124,27 м3

WРПВ= 330,55 + 727,7 + 124,27 = 1182,52 м3

Минимальное число резервуаров в системе равно 2, т.е. объем каждого резервуара равен:

W1РПВ= WРПВ/2= 591,26

Приняв глубину воды в резервуаре Н=5м, определим его диаметр:

DРПВ== 17,36 м



Размещено на Allbest.ru