Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выбор системы водоснабжения

Общее представление о составе сооружений системы водоснабжения мы получаем, рассмотрев предлагаемую схему (рис.1.1). Из водоисточника (реки) вода через водозаборный русловой оголовок по самотечным трубам поступает в береговой колодец, в котором крупные взвешенные частицы осаждаются. Насосная станция первого подъема забирает воду из берегового колодца и подает ее на станцию очистки и улучшения качества воды. Эта станция, как правило, низконапорная (общий напор до 20 м). Очищенная вода, соответствующая ГОСТу (1) поступает в резервуар чистой воды, где должен быть предусмотрен аварийный запас питьевой воды на 3…5 суток на случай выхода из строя какого-либо из предшествующих сооружений системы водоснабжения, а также запас воды на пожаротушение. Насосная станция второго подъема в соответствии с установленным режимом работы в течение суток (таб.1.1) должна обеспечивать подачу потребителям (таб.1.1 и 1.2.) требуемое по нормам водопотребления количество воды (таб.2.1). Приведение в соответствие неравномерности водопотребления в течение суток (рис.П.1.2) и равномерной подачи воды насосной станцией второго подъема осуществляется помощью напорно-регулирующего сооружения (водонапорной башни). В часы минимального водопотребления избыток воды насосной станцией подается в бак водонапорной башни, откуда она расходуется в часы максимального водопотребления, когда подача насосной станции меньше величины водопотребления.

Цель курсовой работы: выбор гидромеханического оборудования для насосной станции второго подъема и установление оптимального режима его эксплуатации. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

а) определить подачу насосной станции исходя из объема суточного водопотребления данного населенного пункта и продолжительности работы насосной станции в течение суток;

б) определить напор Н насосной станции исходя из работы разводящей водопроводной сети в часы максимального водопотребления (подача воды для пожаротушения обеспечивается автономным насосом из резервуара чистой воды);

в) подобрать тип, марку и количество насосных агрегатов;

г) сравнить варианты регулирования режима работы насосных агрегатов (изменение частоты вращения рабочего колеса, его обточка, последовательная или параллельная работа двух насосов) и определить наименее энергоемкий из них.

Таблица 1.2

Примечание: материал труб распределительной сети L_1-2, L_2-3, L_3-4, L_4-5, L_5-6, L_6-1 - асбестоцементный; водовода, всасывающей и нагнетательной линий (L₁, L_вс, L_н) - металлический нормальный.

Таблица

2. Определение параметров насосной станции

2.1 Расчет подачи насосной станции

водоснабжение гидромеханический насосное оборудование

Объём суточного водопотребления коммунальным, животноводческим и производственным секторам населенного пункта определяем по формулам:

, , (2.1)

где N - нормы водопотребления соответствующих секторов, л/сут;

n - количественные показатели соответствующих секторов;

К_{сут.мах} - коэффициент суточной неравномерности потребления [3], принимаемый для коммунального и животноводческого секторов равным (1,3), для производственного сектора равным (1,0).

Подача насосной станции второго подъёма равна

(2.2)

гдеТ - продолжительность работы насосной станции в течение суток, час

2.2 Определение напора насосной станции

Насосная станция будет обеспечивать подачу Q воды в напорно-регулирующую ёмкость при создаваемом напоре

(2.3)

Р - минимальная отметка уровня воды в резервуаре чистой воды, м

h_н - потери напора в нагнетательной линии насоса, м.

(2.4)

гдеСБ - отметка верха ствола башни, м;

W_рег - регулирующая ёмкость бака, м³;

D - диаметр бака (4…7), м;

(2.5)

гдеП - отметка поверхности земли в районе водопотребления, м;

h_св - свободный напор в пунктах водоотбора (10 м - при одноэтажных зданиях),[3]

h_w - потери напора в водоводе и распределительной водопроводной сети в часы максимального водопотребления, м;

ЗБ - отметка поверхности земли у водонапорной башни, м;

Диаметры труб всасывающей и нагнетательной линии насоса находим исходя из максимально допустимых значений скоростей движения воды в них (U_вс =1,5 м/с, U_н = 2,0 м/с) по формуле

(2.6)

гдеQ - подача насоса, определяемая по формуле (2.2.),м³/с

Найденные значения диаметров округляем в большую сторону до стандартного ближайшего значения.

d_вс = 75(мм)d_н = 75(мм)

Общие потери напора во всасывающей линии насоса определяются при условии, что местные потери напора равны потерям напора по длине

(2.7)

гдеА_вс - удельное сопротивление всасывающей трубы, (с/л)²;

l_вс - длина всасывающей трубы, м

Определяем потери напора в нагнетательной линии насоса

(2.8)

гдеА_н - удельное сопротивление для нагнетательной трубы (d_н);

l_н - длина нагнетательной трубы

Определяем регулирующую ёмкость бака водонапорной башни на основе совмещения графиков подачи воды насосной станции и потребления населённым пунктом.

Для построения интегральной кривой водопотребления используем суточный график расходов воды (рис 2), последовательно суммируя произведения П_ч,i T_i и откладывая эти суммы нарастающим итогом на концах соответствующих моментов времени.

Рис

П_ч^мах - максимальное часовое водопотребление населенного пункта в % от объёма суточного водопотребления.

Вычерчиваем схему разводящей сети и определяем расходы на отдельных ее участках

Рис 2 Схема распределительной водопроводной сети

От водопроводной башни к узлу I поступает расход Q^мах. Через кольцевую сеть коммунального сектора транзитом проходят расходы производственного и животноводческого секторов. Расход коммунального сектора Q_к^мах равномерно распределяется в пределах кольцевой сети. Определим удельный отбор воды в кольцевой разводящей сети, т.е. отбор воды на I погонный метр сети.

(2.11)

гдерасход воды коммунальным сектором в часы максимального водопотребления;

суммарная длина участков трубопровода кольцевой разводящей сети (без тупиков l₄, l₅).

Определяем узловые отборы воды, пологая что в узлах расходуется 50% путевых расходов участков трубопровода, сходящихся в данном узле:

Распределяем расход воды по участкам кольцевой сети таким образом, чтобы соблюдался баланс притока и оттока из узлов

q_1-2 = q_1-4 = q_1-6 =0,52 (л/с*м); q_2-3 =q_5-6 =0,38(л/с*м);

q_3-4 =0,52(л/с*м); q_4-5 =0,38(л/с*м)

Проверка:

Q^max= q_1-2 + q_1-4 + q_1-6 + q₁^уз =0,52+0,52+0,52+0,52=2,6

Q_ж^max= q_2-3 + q_3-4 =0,52+0,38=0,9

Q_п^max= q_5-6 + q_4-5 - q₅^уз =0,52+0,52-0,38=0,67

Имея величины расходов на всех участках разводящей сети, по формуле определяем диаметры труб на соответствующих участках. Максимально допустимая скорость движения воды в трубах U = 2 (м/с).

Округляем диаметры всех труб и по таблице принимаем ближайшее максимальное значение, т.е. выбираем асбестовые трубы d = 75 (мм).

По справочнику выбираем удельные гидравлические сопротивления труб А = 0,0008 (с/л)².

Находим напоры на участках сети по формуле

Распределяем расход воды по участкам кольцевой сети таким образом, чтобы соблюдался баланс притока и оттока из узлов

q_1-2 = q_1-4 = q_1-6 =0,52 (л/с*м); q_2-3 =q_5-6 =0,38(л/с*м);

q_3-4 =0,52(л/с*м); q_4-5 =0,38(л/с*м)

Проверка:

Q^max= q_1-2 + q_1-4 + q_1-6 + q₁^уз =0,52+0,52+0,52+0,52=2,6

Q_ж^max= q_2-3 + q_3-4 =0,52+0,38=0,9

Q_п^max= q_5-6 + q_4-5 - q₅^уз =0,52+0,52-0,38=0,67

Имея величины расходов на всех участках разводящей сети, по формуле определяем диаметры труб на соответствующих участках. Максимально допустимая скорость движения воды в трубах U = 2 (м/с).

Округляем диаметры всех труб и по таблице принимаем ближайшее максимальное значение, т.е. выбираем асбестовые трубы d = 75 (мм).

По справочнику выбираем удельные гидравлические сопротивления труб А = 0,0008 (с/л)².

Находим напоры на участках сети по формуле

а в зависимость 2.3 отметку максимального уровня воды в водонапорной башне:

3. Выбор насосных агрегатов и регулирование их работы

3.1 Выбор марки и числа насосных агрегатов

Прежде чем выбирать марку насоса, нужно Q = 2,43 (л/с) умножить на 3,6. В этом случае Q будет равняться 8,74 (м³/ч)

По найденным значения подачи Q = 8,74 (м³/ч) и напора Н = 8,76 (м) насосной станции, используя свободный график полей Q - H консольных центробежных насосов выбираем марку насоса 1,5К -8/18

Таблица 3.1 - Характеристики центробежных насосов консольного типа для чистой воды

Список литературы

1.ГОСТ 2874 - 82. Вода питьевая. М.: Переиздат, июнь, 1982.

2.Сводов В. С. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. 3 - е изд. перераб. и доп. М.: Колос. 1984.

3.СНиП 2.04.02 - 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат. 1985.

4.Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных труб. Шевелёв Ф. А. М.: Стройиздат. 1973.

5.Методические указания к выполнению курсовой работы по гидравлике

Размещено на Allbest.ru