80

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Брестский государственный технический университет»

Кафедра водоснабжения, водоотведения и

теплоснабжения.

к защите

Рук. проекта

_________(Науменко Л.Е.) «_____»__________2008 г.

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

“Водопроводная сеть города”.

Руководитель______________ ________________ Науменко Л.Е.

(подпись) (дата) (Ф.И.О.)

Студент группы В-86 __________ ____________Солодухо А.С.

(подпись) (дата) (Ф.И.О.)

Брест 2008

Введение

Система водоснабжения представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных инженерных сооружений предназначенных для захвата воды, улучшения качества, транспортирования и распределения среди потребителей. Экономичность, надежность функционирования этой системы во многом определяется качеством проектных решений.

Целью проекта является приобретение навыков у студентов самостоятельно проводить водохозяйственные расчеты и расчеты отдельных элементов системы водоснабжения, принимать проектные решения с учетом экономических факторов, выполнять гидравлический расчет водопроводной сети на ЭВМ. В проекте предусматривается выполнение следующих расчетов и графических работ:

определение суточных объемов и часовых расходов различными потребителями; проектирование водонапорный башня

гидравлический расчет систем транспортирования и распределения воды на ЭВМ на характерные расчетные режимы;

определение высоты водонапорной башни. Проектирование бака башни и резервуаров чистой воды;

расчет напоров насосных станций при различных режимах функционирования системы;

реконструкция системы с учетом развития населенного пункта;

проектирование I , II пояса зон санитарной охраны сооружений второго подъема.

Графическая часть проекта выполняется на листе формата А1(24) . На листе представляется: генплан в масштабе 1:10000 с нанесением магистральных трубопроводов систем транспортирования и распределения воды; деталировочная схема одного кольца с составлением спецификации; ситуационный план с нанесением насосных станций; профиль от насосной № 1- диктующая точка - насосная станция № 2 с нанесением требуемых напоров, пьезометрических линий для всех расчетных режимов.

В курсовом проекте произведен расчет системы водоснабжения населенного пункта, где проектируется система водоснабжения населенного пункта с тремя водопитателями: двумя насосными станциями и водонапорной башней.

1. Характеристика населенного пункта

Населенный пункт расположен в Республике Беларусь, который состоит из двух зон застройки.

Характеристика первой зоны застройки:

расчетная этажность застройки -3 этажа

степень благоустройства зданий -3 (внутренний водопровод и канализация с ваннами,оборудованными душами и с централизованным горячим водоснабжением)

расчетное количество населения - 33000 человек

Характеристика второй зоны застройки(реконструкция):

расчетная этажность застройки -2 этажа

степень благоустройства зданий -2 (внутренний водопровод и канализация с ваннами,оборудованными душами и с централизованным горячим водоснабжением) расчетное количество населения - 7000 человек

Данные по коммунальным предприятиям:

Баня 570 посетителей в смену (1 район);

Прачечная 1170 кг сухого белья в сутки (1 район);

Столовая 1340 посетителей (1 район).

Таблица 1. Исходные данные по промышленным предприятиям

Данные по промышленным предприятиям	Предприятие № 1
Количество смен	3
Кол-во выпускаемой продукции в сутки, ед.	286
Кол-во выпускаемой продукции в max смену, ед.	114
Норма расхода воды на единицу выпускаемой продукции, м3	6
Количество работающих в сутки, чел.	6526
Количество работающих в max смену, чел.	2610
Работает в горячих цехах, %	22
Санитарная характеристика производственных процессов	Iа
Характеристика производственного процесса по пожарной опасности	А
Степень огнестойкости здания	I I I
Объем здания, тыс. м3	34

В качестве водопитателей в проекте приняты:подземная насосная станция, и надземная насосная станция, которые подают в сеть 70% и 30% требуемого расхода воды и в водонапорные башни.

2. Водохозяйственные расчёты

Расчет суточных хозяйственно-питьевых расходов воды населением

По таблице 2.1. с учетом степени благоустройства районов жилой застройки принимаются нормы водопотребления на одного жителя:

Таблица 2.1.

Степень благоустройства районов жилой застройки	Удельное хозяйственно-питьевое водопотребление в населенных пунктах на одного жителя среднесуточное (за год), л/сут
Здания, оборудованные внутренним водопроводом и канализацией без ванн и душей	100- 120
Здания, оборудованные внутренним водопроводом, канализацией(умывальниками, мойками и ванными, оборудованными душами) с централизованным горячим водоснабжением.	210-260

для первой зоны q₁=220 л/сут

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения 1-го района в сутки среднего водопотребления составит:

для 1-го района

Водопотребление в максимальные сутки определяется по формуле:

В минимальные сутки водопотребление рассчитывается из зависимости:

где К_{сут.макс.} и К_{сут.мин.} - соответственно максимальный и минимальный коэффициенты неравномерности, которые принимаются в соответствие с рекомендациями [2] равными:

К_{сут.макс.}= 1,1…1,3

К_{сут.мин .}= 0,7…0,9

Коэффициенты принимаются в зависимости от степени благоустройства районов жилой застройки населенного пункта:

1-й район: К_{сут.макс.}=1,1 К_{сут.мин .}= 0,9

Расчет суточных расходов сведён в таблицу 2.2

Расходы воды на нужды местной промышленности обслуживающей население и неучтенные расходы дополнительно рекомендуется принимать в размере до 20% от суммарного среднесуточного расхода на хозяйственно-питьевые нужды населения [1].

Для рассматриваемого случая расходы на нужды местной промышленности и неучтенные расходы принимаются:

для 1-го района - 10%

Q_{местн.пром.1} = 0,10 ^. Q_{ср.сут.1} = 0,1 • 7260 = 726м³/сут

Таблица 2.2. Суточные объемы воды на хозяйственно-питьевые расходы населением города

Район и виды расходов	Расчетное число жителей	Норма водо-потребле- ния, л/сут	Коэффициент суточной неравномерности водопотребления	Суточные расходы, м3/сут
			Ксут.макс	Ксут.мин.	Средн.	Макс.	Мин.
1й-район
Расход населе-нием	33000	220	1,1	0,9	7260	7986	6534
Неучтен-ные расходы 10%					726	798,6	653,4
Итого по 1 району	7986	8784,6	7187,4

Расчет суточного объема воды на полив

Удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды на поливку при отсутствии данных о площадях по видам благоустройства (зеленые насаждения, проезды и т.п.) в расчете на одного жителя следует принимать 50-90 л/сут в зависимости от климатических условий, мощности источника водоснабжения, степени благоустройства населенных пунктов и других условий. В зависимости от местных условий удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды на поливку в расчете на одного жителя можно принять в размере q_пол = 4…10 л/сут.

Количество поливок надлежит принимать 1--2 в сутки в зависимости от климатических условий.

Удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление на поливку в расчете на одного жителя с учетом местных условий принимается:

q_пол=5 л/сут·чел:

Полив предусматривается в течение 6 часов:

Q_{час.полив.}=165/6=27,5 м³/ч

Полив осуществляется в часы минимального водопотребления.

Расчет потребления воды предприятием. Хозяйственно-питьевое водоснабжение на промпредприятиях. Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды и души на промышленных предприятиях принимают дополнительно к хозяйственно-питьевому водопотреблению населением города. Их рассчитывают на время пребывания рабочих и служащих на производстве. Приведенные в таблице 2.3. нормы не включают расход воды на пользование душами.

Таблица 2.3.Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления и коэффициенты неравномерности расходов воды

Виды цехов	Нормы расхода воды на 1 человека в смену,л	Коэфф-ты часовой неравномерности, kчас
Цехи с тепловыделем более 20 ккал на 1 м3/ч	45	2,5
Остальные цехи	25	3

В соответствии с таблицей 4 [1] для холодных цехов принята норма водопотребления на одного работающего q_х = 25 л/смену; для горячих цехов q_г = 45 л/смену.

Количество работающих на промпредприятии №1 по сменам составит:

смена № 1 - 2610 чел.

смена № 2 - 1958 чел.

смена № 3 - 1958 чел.

Расчет расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды работающих сведены в таблицу 2.2.

Душевые расходы

Количество человек на одну душевую сетку принимается по табл. 2.4. в соответствии с группой производственных процессов по санитарной характеристике.

Таблица 2.4. Расчетные показатели душевых сеток

Группы производственных процессов по санитарной характеристике	Расчетное количество человек на одну душев. сетку	Расход воды на 1 принимающего душ, л/смену
Iа(отсутствие загрязнения одежды и рук)	15	25
Iб (загрязнение одежды и рук)	7	53,5
IIв (использование воды)	5	75
IIг(выделение больших количеств пыли и загрязняющих веществ)	3	125

Для санитарной характеристики производственных процессов Iа, на одну душевую сетку приходится 15 человек. Количество одновременно работающих сеток:

промышленное предприятие № 1:

Ns₁^max = 2610/ 15 = 174 шт.

Ns₁^II = 1958 / 15 =131 шт.

Ns₁ ^III =1958/15=131 шт.

Норма на одну душевую составляет 500 л/ч, а продолжительность работы душа 45 минут. Количество воды, расходуемой за 45 минут одной душевой сеткой составит:

Qs = (500*45)/60 =375 литров

Расход воды на одного рабочего за смену: 375 / 15 = 25 л/смену.

Промышленное предприятие № 1:

На всю смену (2610 рабочих в первую смену) расход воды составит:

Qсм.1. = 2610*25 = 65250 л/смену = 65,25 м³/смену

За вторую смену: 1958*25=48950л/смену = 48,95 м³/смену

За третью смену: 1958*25=48950л/смену = 48,95 м³/смену

Расход воды на производственные процессы.

Предприятие № 1 работает в три смены.

Количество выпускаемой продукции по сменам составляет:

Промышленное предприятие № 1:

1-ая смена 114 т;

2-ая смена 86 т;

3-ая смена 86 т.

Откуда расходы на производственные нужды по сменам:

Промышленное предприятие № 1:

1-ая 114 * 6 = 684 м³/смену;

2-ая 86 * 6 = 516 м³/смену;

3-ая 86 * 6 = 516 м³/смену.

Расходы воды на промышленном предприятии сводятся в таблицу 2.5

Расчет суточного объёма воды для нужд бани.

Объем воды, необходимый для нужд бани:

где N - количество посетителей в смену; q_бани - норма расхода воды на одного моющегося q_бани = 180 л/сут, табл.3[2]

Расчет суточного объёма воды для нужд прачечной.

где n - расчетная производительность прачечной - количество килограмм сухого белья в сутки, n = 1170 кг;

q_прач - норма расхода воды на стирку одного килограмма белья, q_прач.= 75 л/сут, табл.3[2]

Расчет суточного объёма воды на нужды столовой.

Суточный объем воды на нужды столовой:



где N - количество блюд приготовляемых в столовой за сутки.

N= Nобед. 3

N_обед. - количество человек обедающих в столовой за сутки;

3 - количество блюд, употребляемых одним обедающим;

q_стол - норма расхода воды для приготовления одного блюда.

q_стол = 12 л/блюдо, табл.3[2].

Расчет сводного суточного графика почасового водопотребления. Определение часовых расходов.

Коэффициенты часовой неравномерности водопотребления вычисляются по формулам:

где:_max, _min - коэффициенты, учитывающие степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие условия. В соответствии со СНиП 2.04.02-84 принимаются для первого района:

_max = 1,2 (рекомендуется 1,2…1,4); _min = 0,6 (рекомендуется 0,4…0,6);

_max, _min - коэффициенты учитывающие количество жителей в населенном пункте, табл. 2.6.

Таблица 2.6.

Коэффи- циент	Число жителей, тыс. чел.
	до 0,1	0,15	0,2	0,3	0,5	0,75	1	1,5	2,5	4	6	10	20	50	100	300	1000 и более
	4,5	4	3,5	3	2,5	2,2	2	1,8	1,6	1,5	1,4	1,3	1,2	1,15	1,1	1,05	1
	0,01	0,01	0,02	0,03	0,05	0,07	0,1	0,1	0,1	0,2	0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,85	1

для первого района:

_max = 1,15; _min = 0,6

Тогда коэффициенты часовой неравномерности водопотребления для первого района:

По максимальным коэффициентам часовой неравномерности принимаются соответствующие типовые графики распределения расходов по часам суток, табл. 14 [2].

Определение максимальных и минимальных часовых расходов воды населенным пунктом.

Водопроводная сеть должна быть рассчитана на максимальный часовой расход в сутки наибольшего водопотребления:

Для первого района:

м³/ч.

Наименьший водоотбор из водопроводной сети будет в час минимального водопотребления в сутки наименьшего водопотребления:

, м³/ч.

Для первого района:

м³/ч.

Промышленные предприятия работают в три смены:

1-я смена с 8 до 16 ч

2-я смена с 16 до 24 ч

3-я смена с 0 до 8 ч

Режим водопотребления на производственные цели принимается равномерным в течение смены.

Графики распределения хозяйственно-питьевых расходов воды по часам смены на промпредприятиях принимаются в соответствии с характером цехов (горячие, холодные) по табл. 2.7.

Таблица 2.7. Распределение расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды на предприятиях по часам смены, % водопотребления за смену

8-часовая смена в цехах
Часы смен	Горячих (К = 2,5)	Холодных (К = 3)
0-1	0	0
1-2	12,5	6,25
2-3	12,5	12,5
3-4	12,5	12,5
4-5	12,5	18,75
5-6	12,5	6,25
6-7	12,5	12,5
7-8	12,5	12,5
8-8,5	15,65	18,75
Итого	100	100

Пользование душем предусматривается после окончания смены в течение 45 минут.

Режимы потребления воды на нужды бани, прачечной, столовой, а также расходы воды населенным пунктом принимаются в соответствии с табл. 2.8.

Расходы всеми категориями водопотребителей заносятся в сводную таблицу 2.9. почасового водопотребления. Для автоматизации расчетов используется электронная таблица Wds.xls. Для расчета вводятся типовые графики в соответствии с коэффициентами часовой неравномерности (см. табл. 2.8.). В ячейки С31 и F31 заносятся значения максимального суточного водопотребления I и II районов соответственно. Для промышленного предприятия вводятся расходы воды на технологические, хозяйственно-питьевые и душевые нужды по сменам, а для бани, прачечной и столовой заносятся суточные объемы водопотребления. В результате автоматического пересчета наибольший водоотбор с учетом всех потребителей наблюдается в 9 часов и составляет 630,39 м³/ч. или 175,11 л/с.

3. Гидравлический расчет водопроводной сети на случай максимального водопотребления

Выбор системы водоснабжения. В данном курсовом проекте с учетом природных условий принята система водоснабжения с забором воды из поверхностного и подземного источника водоснабжения. Водопроводная сеть проектируется кольцевой с водонапорной башней.

Водозаборное сооружение из поверхностного источника расположено на расстоянии около 500м от населенного пункта.

Водозаборное сооружение из подземного источника расположено на расстоянии 2500м.

Трассирование водопроводной сети населенного пункта

При трассировании водопроводной сети населенного пункта следует соблюдать следующие основные рекомендации:

главные магистральные линии надо направлять по кратчайшему расстоянию к наиболее крупным водопотребителям, а также к водонапорной башне;

для обеспечения надежности водоснабжения основных магистралей должно быть не менее 2-ух, соединенных перемычками;

водопроводные линии должны быть распределены равномерно по территории объекта водоснабжения;

водопроводные линии следует располагать по проездам или обочинам дорог, параллельно линиям застройки;

автомобильные железные дороги, а также естественные преграды (реки, овраги и т.д.) трубопроводы должны пересекать под прямым углом.

Водопроводная сеть обычно проектируется на следующие расчетные случаи:

максимальное хозяйственно-производственное водопотребление из сети (максимальный часовой расход в сутки наибольшего водопотребления);

тушение расчетного количества пожаров при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении;

максимальный транзит воды в водонапорную башню.

Определение удельных расходов воды

Удельный расход воды (расход на единицу длины сети) определяется для каждой зоны застройки отдельно по формуле:

q_уд. = Q_пут./L,

где Q_пут - путевой расход, отбираемый равномерно из всего участка магистрального трубопровода;

L - расчетная сумма приведенных длин линий из которых вода потребляется с расходом Q_пут, м.

При вычислении L руководствуются следующим:

в L включаются участки магистральных линий, из которых вода отбирается с двух сторон в данной зоне, поэтому участки, проходящие по незастроенным территориям, зеленым насаждениям, а также через реки, озера, овраги, не включаются в суммарную приведенную длину сети;

при расположении данного участка на границе двух районов с разной плотностью проживающего населения, в L включается половина длины данного участка для каждой зоны.

Сосредоточенными расходами воды являются:

расход предприятием № 1;

расход воды на нужды бани;

расход на нужды прачечной ;

расход воды на нужды столовой;

Длина магистральных линий в 1-ом районе составляет: L₁ = 4290 м.

Длина магистральных линий во 2-ом районе составляет: L₂ = 2120 м.

Удельный расход воды для 1-ого района:

q_уд.1 = Q_п.1 / L₁ = 469,98/(3,6*5915) =0,022071л/с.

Определение расходов воды, отбираемых на участках магистральных трубопроводов.

Расходы воды, отбираемые на участках магистральных трубопроводов, определяются из выражения:

q_пут.i = q_уд * L_i, л/с

где q_уд - удельный расход, л/с*м²; L_i - длина участка, м.

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Вычисление путевых расходов магистральных трубопроводов

Участок	Привед. длина	Расход
(1-2)/2	675	14,9
(2-4)/2	440	9,71
(1-3)/2	475	10,48
3-4	1300	28,7
(4-7)/2	300	6,62
(7-6)/2	325	7,17
3-5	1200	26,49
5-6	1200	26,49
Итого	5915	130,55

Вычисление узловых расходов воды

Узловые расходы условно принимаются фиксированными, не зависящими от напора в водопроводной сети и определяются по формуле:

q_уз.к = 0,5 * S_{q пут i} + Q_кр.п.к.; л/с

где q_уз.к - водоотбор из узла, л/с;

S_{q пут i} - сумма отборов воды из i-ых участков, примыкающих к узлу, л/с

Q_кр.п.к - отбор воды крупными водопотребителями из узла, л/с.

Расчет узловых расходов воды сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Значения узловых расходов

№ узлов	Номера прилегающих к узловой точке участков	Уqпут	Q кр.п.	qузл
1	(1-2)/2; (1-3)/2	25,38	1,78	14,47
2	(1-2)/2; (2-4)/2	24,61	41,12	53,42
3	(1-3)/2; 3-4; 3-5	65,66	1,522	34,35
4	(2-4)/2;3-4; (4-7)/2	45,02		22,51
5	3-5;5-6	52,97	0,133	26,62
6	5-6; (7-6)/2	33,65		16,83
7	(7-6)/2; (4-7)/2	13,79		6,9
Итого:	261,09	44,56	175,1

Сосредоточенные расходы:

1. Промышленное пром. предприятие №1

Q_п/п=148,04/3,6 =41,12 л/с

2. Баня - Q_б= 1,78л/с

3. Пачечная - Q_пр= 1,52л/с

4. Столовая - Q_ст= 0,133л/с

Расчет режима работы насосной станции второго подъема.

В данном курсовом проекте принята двухсторонняя система питания, в час максимального водопотребления (подача воды в сеть в этот час осуществляется от двух насосных станций), то необходимо вычислить, сколько воды будет поступать от каждого водопитателя отдельно. Это можно определить путем совмещения графиков водопотребления и работы насосной станции 2-го подъема.

Режим работы насосной станции 2-го подъема чаще принимают в 2 ступени. Назначение графика работы насосной станции второго подъема является многовариантной задачей, поэтому для ее решения целесообразно использовать ЭВМ. Расчет оптимального режима работы насосной станции 2-го подъема выполняется по программе NS1-2.BAS в среде GWBASIC.

Результаты расчетов приведены в таблице 3.3

Расчет производительности водопитателей

Согласно расчету на ЭВМ суммарная подача Н.С. II по второй ступени составит:

q_{н.с.подз} =150,435*0,7=105,30499 л/с

q_н.с.пов =45,13071 л/с

Производительность водонапорной башни:

Q_б=q_max-?Qн.с.II, л/с

q_б=175,1 - 150,4= 24,7л/с

Предварительное потокораспределение

После вычисления узловых расходов и определения подачи водопитателей осуществляется предварительное потокораспределение, целью которого является выявление направлений движения воды в линиях сети и определение линейных расходов. Очевидно, что количество воды, подаваемое в водопроводную сеть водопитателями должно быть равно количеству воды, отбираемое потребителями.

Перед потокораспределением намечается точка схода потоков. Выбор этой точки зависит от взаимного расположения водопитателей. За точку схода потоков принимаем узел (3). Для всех линий сети намечается направление движения воды к точке схода потоков, затем участки сети нумеруем.

Предварительное потокораспределение расходов воды начинаем с ближайшего к главному водопитателю узла, затем намечают линейные расходы таким образом, чтобы для каждого узла было справедливо тождество:

Sq_i=0;

где Sq_i - сумма поступающих в i-тый узел и уходящих из него расходов воды.

Данные предварительного потокораспределения приведены на рис. 3.2

Подбор материала и диаметров труб

Принимаем следующие трубы: в пределах населенного пункта - чугунные напорные трубы, для напорных водоводов 2-го подъема - стальные.

Рассчитываем сеть, состоящую из 7 колец и 21 участков.

Увязка водопроводной сети

Увязку водопроводной сети выполняем с помощью ЭВМ. Расчет осуществляется по программе “WODSFF.BAS”. Расчетная схема водопроводной сети первой очереди строительства приведена на рис.3.3. Результаты гидравлического расчета для случая максимального водопотребления приведены в таблице 3.4 и на рис. 3.4

Построение карт пьезометрических линий и карт свободных напоров

В результате гидравлического расчета водопроводной сети определяются потери напора на участках при экономически наивыгоднейших диаметрах, поскольку водопровод должен подавать воду не только в нужном количестве, но и под необходимым напором. И поэтому следует выполнить расчет пьезометрических отметок во всех узлах сети и сравнить их значения с необходимым. Пьезометрические отметки в узлах вычисляют исходя из условия обеспечения свободного минимального напора с диктующей точки:

Z_п.л= Z_{з. д.т} + Н_.тр+h, м

где - Z_п.л- пьезометрическая отметка в рассматриваемой точке, м;

Z_{з. д.т}- отметка земли в диктующей точке, м;

Н_.тр- требуемый напор в диктующей точке: Н_.тр=10+4*(n-1), м.

Для первого района Н_.тр=22 м,

h-сумма потерь напора от диктующей точки до рассматриваемой точки, которую вычисляют по правилу: при совпадение направления от диктующей точки до рассматриваемой точки с направлением движения воды потери принимаются со знаком «-», в противном случае «+».

Свободные напоры в узловых точках водопроводной сети вычисляются по формуле:

Н_.св= Z_п.л - Z_з. ,м

где Z_з.- отметка земли в рассматриваемой точке, м.

Для построения карты пьезолиний и свободных напоров в масштабе вычерчивается схема водопроводной сети, затем интерполяцией определяются точки с одинаковыми значениями отметок, соединяя эти точки получаем карту пьезолиний. Аналогично строится карта свободных напоров. Карта пьезолиний приведена на рис. 3.6 , а свободных напоров на рис.3.7

Проектирование водонапорной башни

Водонапорная башня предназначена для хранения регулирующего и противопожарного запаса воды, а также для создания и поддержания в сети необходимого напора. В баке башни размещаются необходимые запасы воды, выполнены эти баки из металла или железобетона; в плане они имеют обычно круглую форму. Днище бывает плоским или вогнутым. Бак водонапорной башни хозяйственно-противопожарного водопровода должен содержать следующий объем воды для регулирования неравномерности водопотребления и неприкосновенный противопожарный запас: для населенных мест на 10-минутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды. Полный объем водонапорной башни определяется по формуле:

W_{п (б)}=W_{рег (б).}+W_пп

где W_пож- неприкосновенный противопожарный запас воды в баке башни:

W_пп=0,6*(Q_р.с.+Q_п)

где Q_р.с- расчетный расход воды из водопроводной сети в час максимального водопотребления (Q_р.с=144,14 л/с); Q_п- расход воды на 10-ти минутную продолжительность одного внутреннего и одного наружного пожара;

Q_п=30 л/с.

W_пп=0,6•(144,14 + 30)=104,5 м³

Регулирующий объем бака принимаем из таблицы 3.3 W_рег =257,74 м³

W_рег(б) =257,74-0,3•257,74=180,4 м³

W_{п (б)} =180,4_.+ 104,5 =284,9м³

Принимаем водонапорную башню с цилиндрическим баком емкостью 300 м³.

;

Высота противопожарной призмы:

Высота ствола водонапорной башни:

Н_вб= Н_св(Вб) - h_п.п. =21,13-2,5=18,63 м

Определение размеров резервуаров чистой воды (РЧВ)

Резервуары предназначены для хранения хозяйственных, противопожарных, технологических и аварийных запасов воды. В зависимости от конструкции и принципа работы они бывают: по форме - круглые и прямоугольные; по степени заглубления - подземные и полуподземные; по материалу - железобетонные и бетонные. Резервуары должны быть надежны в работе, экономичны и удобны в эксплуатации; материал, из которого они выполнены, не должен ухудшать качество воды.

Для обеспечения надежности водоснабжения в системах крупных водопроводов необходимо устраивать несколько резервуаров (не менее 2-х), дающих в сумме расчетную емкость. Это позволяет выключать на ремонт или промывку отдельные резервуары. Объем РЧВ определяется по формуле:

W_{полн(РЧВ)} = W_{рег(РЧВ)} + W_в/с + W_пп, м³

где W_{рег(РЧВ)} - регулирующая емкость, м³;

W_пп - неприкосновенный противопожарный запас воды, м³;

W_в/с- объем воды на нужды водоочистной станции, м³.

W_{рег(РЧВ)} = 1109,15 м³ (см. табл.3.3)

W_пп=_пож+ W_х-п - 3Q_нс1, м³

где _пож - расход воды на тушение расчетного количества одновременных пожаров, л/с;

Q_пож = 25 л/с

W_х-п - объем воды, использующейся на хозяйственно-питьевые нужды в течение 3-х смежных часов с максимальным водопотреблением. (См. сводную таблицу почасового водопотребления, табл. 2.3.)

W_х-п = 397,18+380,77+374,21= 1152,16 м3

Q_нс1- подача насосной станции 1-го подъема, м3/ч;

Q_нс1= Q_{сут.мах}/24

W_пп=+ 1152,16 - 3•8649,43/24 = 342,16 м³

W_в/с- расход воды на собственные нужды водоочистной станции:

W_в/с = (0,01…0,015)•Q_{сут. макс}, м³

W_в/с = 0,01 • 8649,43= 86,49 м³

W_{полн(РЧВ)} = 1109,15 +86,49 +342,16 = 1537,22 м³

Объем одного РЧВ (на каждой насосной станции II подъема принимается по два РЧВ):

где H_рчв - высота РЧВ, принимается 3...4 м;

Высота противопожарного объема:

Определение напора насосной станции II подъема.

Система водоснабжения должна обеспечивать требуемые напоры в сети. Напоры насосных станций определяем по формуле:

Н_нс = Z_пл.н.с - Z_{вод.РЧВ} + h_к, м

где Z_пл.н.с - отметка пьезометрической линии насосной станции II подъема, м (см.п.3.11);

h_к - потери во всасывающих линиях, коммуникациях и измерительном устройстве насосной станции (принимается 3…4 метра), h_к=3 м

Z_{водаРЧВ} - отметка уровня воды в РЧВ, соответствующая противопожарному объему, м

h_п.п - высота противопожарного объема, м

Z_{водаРЧВ} = Z_з.н.с.- 0,5 + h_п.п., м

Z_з.н.с. - отметка земли возле насосной станции, м;

0,5 - заглубление дна РЧВ на площадке водоочистной станции, м.

Напор Н.С.II №1:

Z_{водаРЧВ} = 169,8 - 0,5 + 0,7 = 170 м

Н_нс№1 = 206,62 - 170 + 3 = 39,62 м

4. Гидравлический расчет водопроводной сети на случай максимального водопотребления с учетом пожара. Определение количества одновременных пожаров и расчетных расходов воды на тушение пожаров.

Для населенного пункта расчетный расход воды на наружное пожаротушение принимается в зависимости от общего количества жителей и расчетной этажности жилой застройки.

Общее количество жителей в городе: N₁ = 23084чел.

Подбор расчетного расхода воды на тушение пожара осуществляется по таблице 4.1[6] Q_пож=15л/с

На промышленных предприятиях расчетный расход воды на наружное пожаротушение определяется по таблице 4.2[6]

Принимаем для предприятия № 1 - при объеме здания 17 тыс.м³,степени огнестойкости I и категории Д - Q_пож.^п/п = 15 л/с.

Для объединенного водопровода, обслуживающего промышленное предприятие и город, принимается к расчету 2 одновременных пожара.

Общий расход воды на пожаротушение: ?q_пож. = 25 л/с

Предварительное потокораспределение на случай пожара

На генплане намечаются узлы предположительного возникновения пожара (на предприятии № 1 и в населенном пункте). При выборе мест возникновения пожаров следует принимать узлы наиболее удаленные от водопитателей. К узловым расходам в этих точках прибавляются расходы на пожаротушение. Противопожарный расход добавляется к подаче насосных станций 2-го подъема. Подача насосных станций при пожаре составит:

= q_н.с.№1 + ?q_пож. = 120,04 + 25 = 145,04 л/с

Увязка водопроводной сети на случай пожара

Выполняется предварительное потокораспредеоление с учетом новых значений узловых расходов, см. рис.4.1, и осуществляется гидравлическая увязка сети при новых значениях линейных расходов. Следует иметь ввиду, что расчет на случай возникновения пожара является проверочным, поэтому диаметры труб на участках остаются неизменными. По результатам проверочного гидравлического расчета табл. 4.3, вычисляются пьезометрические отметки рис.4.3, и свободные напоры, строятся карты пьезолиний рис. 4.4, и карты свободных напоров рис. 4.5. Требуемые напоры во всех узлах водопроводной сети при возникновении пожара принимаются равными 10м, независимо от расчетной этажности застройки.

Расчет пьезометрических отметок. Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров при пожаре

Расчет пьезометрических отметок и свободных напоров выполняется аналогично расчету при максимальном водопотреблении с разницей в том, что свободный напор в диктующей точке принимается равным 10 м. Результаты расчета пьезометрических отметок и свободных напоров для случая «максимального водопотребления + пожар» приведены на рис. 4.3 .

Определение напора насосной станции II подъема при пожаре

Система водоснабжения должна обеспечивать требуемые напоры в сети Напоры насосных станций определяем по формуле:

Н_нс = Z_пл.н.с - Z_{дна.РЧВ} + h_к, м

Z=Z-0.5 , м

Напор Н.С.II №1:

Z_днаРЧВ = 170-0,5=169,5 м

Н_нс№1 = 195,97-169,5+3 =29,47 м

5. Гидравлический расчет водопроводной сети на случай максимального транзита воды в водонапорную башню. Определение удельных расходов воды

Для гидравлического расчета водопроводной сети на случай транзита за расчетный принимается час, в который в водонапорную башню поступает максимальный расход, т.е. разница между подачей насосной станции и водопотреблением в этот час максимальная. Согласно таблице 3.3, в двадцать первый час в водонапорную башню поступает наибольший расход воды - 276,73 л/с. Для 21-го часа выполняются расчеты аналогичные расчету на случай максимального водопотребления. Вычисляются удельные, путевые (см. табл.5.1), узловые расходы (табл.5.2) и выполняется предварительное потокораспределение (рис.5.1).

Удельный расход воды для 1-ого района:

q_уд.1 = Q_п.1 / L₁ = 276,73/(3,6*4290) =0,01792л/с.

Таблица 5.1. Вычисление путевых расходов магистральных трубопроводов

Участок	Привед. длина	Расход
1-й район
(1-2)/2	310	7,64
(2-3)/2	150	3,70
(3-4)/2	280	6,90
4-5	140	3,45
5-6	180	4,44
5-2	420	10,36
(1-6)/2	250	6,16
(7-6)/2	230	5,67
7-8	680	16,77
(8-4)/2	160	3,94
(8-11)/2	80	1,97
(7-9)/2	180	4,44
(9-10)/2	160	3,94
10-11	540	13,31
(10-12)/2	180	4,44
(12-13)/2	140	3,45
(11-13)/2	210	5,18
Итого	4290	105,77

Таблица 5.2. Значения узловых расходов

№ узлов	Номера прилегающих к узловой точке участков	Уqпут	Q кр.п.	qузл
1	(1-2)/2 (1-6)/2	10,03		5,02
2	(2-1)/2 (2-3)/2 2-5	15,77	2,15	10,03
3	(3-4)/2 (3-2)/2	7,70		3,85
4	(4-3)/2 (4-8)/2 4-5	10,39		5,20
5	5-4 5-6 5-2	13,26		6,63
6	(6-1)/2 (6-7)/2 6-5	11,83		5,91
7	(7-9)/2 (7-6)/2 7-8	19,53	0,081	9,85
8	(8-4)/2 (8-11)/2 8-7	16,48		8,24
9	(9-7)/2 (9-10)/2	6,09		3,05
10	(10-9)/2 (10-12)/2 10-11	15,77	3,55	11,43
11	(11-8)/2 (11-13)/2 11-10	14,87	32,59	40,03
12	(12-10)/2 (12-13)/2	5,73		2,87
13	(13-12)/2 (13-11)/2	6,27		3,14
Итого:	153,74	38,37	115,24

Расчет пьезометрических отметок. Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров

Расчет пьезометрических отметок выполняется аналогично режиму максимального водопотребления с той лишь разницей, что за диктующую точку принимается водонапорная башня, требуемый напор при этом равен сумме высоты ствола и высоты бака. Карты пьезолиний и карты свободных напоров строятся аналогично рассмотренных ранее расчетных режимов. Результаты расчета пьезометрических отметок, карты пьезолиний и свободных напоров представлены на рис. 5.3., 5.4., 5.5.

Определение напора насосной станции II подъема при транзите

Система водоснабжения должна обеспечивать требуемые напоры в сети. Напоры насосных станций определяем по формуле:

Н_нс = Z_пл.н.с - Z_{вод.РЧВ} + h_к, м

Напор Н.С.II №1:

Z_{водаРЧВ} = 170 м

Н_нс№1 = -170 + 3 = м

Размещено на Allbest.ru