Определение объема и напора водонапорной башни

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Аннотация

Введение

1. Общие сведения

2. Водонапорная башня

3. Пример определения объема и напора водонапорной башни

3.1 Расчетные расходы суточного водопотребления

3.2 Определение объема баков водонапорных башен и резервуаров чистой воды

Заключение

Список использованных источников



Аннотация

Курсовая работа по специальности «Комплексное использование и охрана водных ресурсов» по теме «Определение объема и напора водонапорной башни».

СУТОЧНОЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ, ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ, СВОБОДНЫЕ НАПОРЫ, ОБЪЕМ РЕЗЕРВУАРА ЧИСТОЙ ВОДЫ, ПОЖАРОТУШЕНИЕ.

Целью настоящей курсовой работы является расчет объема и напора водонапорной башни.

Задачи проекта - дать характеристику основных компонентов, описать методику расчета произвести расчет объема и напора водонапорной башни.

При написании курсовой работы были изучены основные расчетные компоненты, а так же рассмотрены типы баков водонапорной башни.



Введение

Целью курсового проекта является решение одной из важнейших задач определение объема и напора водонапорной башни.

Основными поставленными задачами являются:

- рассмотреть общие сведения по данному вопросу;

- изучить водонапорную башню;

- в качестве примера рассчитать объем и напор водонапорной башни.



1. Общие сведения

Минимальный свободный напор в сети водопровода населенного пункта при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание над поверхностью земли должен приниматься при одноэтажной застройке не менее 10 м, при большей этажности на каждый этаж следует добавлять 4 м.

1. В часы минимального водопотребления напор на каждый этаж, кроме первого, допускается принимать равным 3 м, при этом должна обеспечиваться подача воды в емкости для хранения.

2. Для отдельных многоэтажных зданий или группы их, расположенных в районах с меньшей этажностью застройки или на повышенных местах, допускается предусматривать местные насосные установки для повышения напора.

3. Свободный напор в сети у водоразборных колонок должен быть не менее 10 м.

Свободный напор в наружной сети производственного водопровода должен приниматься по технологическим данным.

Свободный напор в наружной сети хозяйственно-питьевого водопровода у потребителей не должен превышать 60 м.

При напорах в сети более 60 м для отдельных зданий или районов следует предусматривать установку регуляторов давления или зонирование системы водоснабжения.

Противопожарный водопровод следует принимать низкого давления, противопожарный водопровод высокого давления допускается принимать только при соответствующем обосновании.

В водопроводе высокого давления стационарные пожарные насосы должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими пуск насосов не позднее чем через 5 мин после подачи сигнала о возникновении пожара.

Для населенных пунктов с числом жителей до 5 тыс. чел., в которых не предусматривается профессиональная пожарная охрана, противопожарный водопровод должен приниматься высокого давления.

Свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления (на уровне поверхности земли) при пожаротушении должен быть не менее 10 м.

Свободный напор в сети противопожарного водопровода высокого давления должен обеспечивать высоту компактной струи не менее 10 м при полном расходе воды на пожаротушение и расположении пожарного ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания.

Максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60 м.

Емкости в системах водоснабжения в зависимости от назначения должны включать регулирующий, пожарный, аварийный и контактный объемы воды.

Регулирующий объем воды W_p, м³, в емкостях (резервуарах, баках водонапорных башен, контррезервуарах и др.) должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле

где Q_сут.max расход воды в сутки максимального водопотребления, м³/сут;

К_н -- отношение максимальной часовой подачи воды в регулирующую емкость при станциях водоподготовки, насосных станциях или в сеть водопровода с регулирующей емкостью к среднему часовому расходу в сутки максимального водопотребления;

К_ч -- коэффициент часовой неравномерности отбора воды из регулирующей емкости или сети водопровода с регулирующей емкостью, определяемый как отношение максимального часового отбора к среднему часовому расходу в сутки максимального водопотребления.

Максимальный часовой отбор воды непосредственно на нужды потребителей, не имеющих регулирующих емкостей, следует принимать равным максимальному часовому водопотреблению. Максимальный часовой отбор воды из регулирующей емкости насосами для подачи в водопроводную сеть при наличии на сети регулирующей емкости определяется по максимальной часовой производительности насосной станции.

В емкостях на станциях водоподготовки следует предусматривать дополнительно объем воды на промывку фильтров.

Пожарный объем воды надлежит предусматривать в случаях когда получение необходимого количества воды для тушения пожара непосредственно из источника водоснабжения технически невозможно или экономически нецелесообразно.

Пожарный объем воды в резервуарах должен определяться из условия обеспечения:

- пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов;

- специальных средств пожаротушения (спринклеров, дренчеров и др., не имеющих собственных резервуаров);

- максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожаротушения.

При определении пожарного объема воды в резервуарах допускается учитывать пополнение его во время тушения пожара, если подача воды в них осуществляется системами водоснабжения I и II категорий.

Пожарный объем воды в баках водонапорных башен должен рассчитываться на десятиминутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды.

При обосновании допускается хранение в баках водонапорных башен полного пожарного объема воды.

При подаче воды по одному водоводу в емкостях следует предусматривать:

- аварийный объем воды, обеспечивающий в течение времени ликвидации аварии на водоводе расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в размере 70 % расчетного среднечасового водопотребления и производственные нужды по аварийному графику;

- дополнительный объем воды на пожаротушение.

1. Время, необходимое для восстановления аварийного объема воды, надлежит принимать 36-48 ч.

2. Восстановление аварийного объема воды следует предусматривать за счет снижения водопотребления или использования резервных насосных агрегатов.

3. Дополнительный объем воды на пожаротушение допускается не предусматривать при длине одной линии водовода не более 500 м до населенных пунктов с числом жителей до 5000 чел., а также до промышленных и сельскохозяйственных предприятий при расходе воды на наружное пожаротушение не более 40 л/с.

Объем воды в емкостях перед насосными станциями подкачки или оборотного водоснабжения, работающими равномерно, следует принимать из расчета 5--10-минутной производительности насоса большей производительности.

Контактный объем воды для обеспечения требуемого времени контакта воды с реагентами надлежит определять согласно п. 6.167. Контактный объем допускается уменьшать на величину пожарного и аварийного объемов в случае их наличия.

Емкости и их оборудование должны быть защищены от замерзания воды.

В емкостях для питьевой воды должен быть обеспечен обмен пожарного и аварийного объемов воды в срок не более 48 ч.

При обосновании срок обмена воды в емкостях допускается увеличивать до 3-4 сут. При этом следует предусматривать установку циркуляционных насосов, производительность которых должна определяться из условия замены воды в емкостях в срок не более 48 ч с учетом поступления воды из источника водоснабжения.

Оборудование емкостей

Резервуары для воды и баки водонапорных башен должны быть оборудованы: подводящими и отводящими трубопроводами или объединенным подводяще-отводящим трубопроводом, переливным устройством, спускным трубопроводом, вентиляционным устройством, скобами или лестницами, люками-лазами для прохода людей и транспортирования оборудования.

В зависимости от назначения емкости дополнительно следует предусматривать:

- устройства для изменения уровня воды, контроля вакуума и давления;

- световые люки диаметром 300 мм (в резервуарах для воды непитьевого качества);

- промывочный водопровод (переносной или стационарный);

- устройство для предотвращения перелива воды из емкости (средства автоматики или установка на подающем трубопроводе поплавкового запорного клапана);

- устройство для очистки поступающего в емкость воздуха (в резервуарах для воды питьевого качества).

На конце подводящего трубопровода в резервуарах и баках водонапорных башен следует предусматривать диффузор с горизонтальной кромкой или камеру, верх которых должен располагаться на 50--100 мм выше максимального уровня воды в емкости.

На отводящем трубопроводе в резервуаре надлежит предусматривать конфузор, при диаметре трубопровода до 200 мм допускается применять приемный клапан, размещаемый в приямке.

Расстояние от кромки конфузора до дна и стен емкости или приямка следует определять из расчета скорости подхода воды к конфузору не более скорости движения воды во входном сечении.

Горизонтальная кромка конфузора, устраиваемого в днище резервуара, а также верх приямка должны быть на 50 мм выше набетонки днища.

На отводящем трубопроводе или приямке необходимо предусматривать решетку.

Вне резервуара или водонапорной башни на отводящем (подводяще-отводящем) трубопроводе следует предусматривать устройство для отбора воды автоцистернами и пожарными машинами.

Переливное устройство должно быть рассчитано на расход, равный разности максимальной подачи и минимального отбора воды. Слой воды на кромке переливного устройства должен быть не более 100 мм.

В резервуарах и водонапорных башнях, предназначенных для питьевой воды, на переливном устройстве должен быть предусмотрен гидравлический затвор.

Спускной трубопровод надлежит проектировать диаметром 100--150 мм в зависимости от объема емкости. Днище емкости должно иметь уклон не менее 0,005 в сторону спускного трубопровода.

Спускные и переливные трубопроводы следует присоединять (без подтопления их концов):

- от емкостей для воды непитьевого качества -- к канализации любого назначения с разрывом струи или к открытой канаве;

- от емкостей для питьевой воды -- к дождевой канализации или к открытой канаве с разрывом струи.

При присоединении переливного трубопровода к открытой канаве необходимо предусматривать установку на конце трубопровода решетки с прозорами 10 мм.

При невозможности или нецелесообразности сброса воды по спускному трубопроводу самотеком следует предусматривать колодец для откачки воды передвижными насосами.

Впуск и выпуск воздуха при изменении положения уровня воды в емкости, а также обмен воздуха в резервуарах для хранения пожарного и аварийного объемов надлежит предусматривать через вентиляционные устройства, исключающие возможность образования вакуума, превышающего 80 мм вод. ст.

Люки-лазы должны располагаться вблизи от концов подводящего, отводящего и переливного трубопроводов. Крышки люков в резервуарах для питьевой воды должны иметь устройства для запирания и пломбирования. Люки резервуаров должны возвышаться над утеплением перекрытия на высоту не менее 0,2 м.

В резервуарах для питьевой воды должна быть обеспечена полная герметизация всех люков.

Напорные резервуары и водонапорные башни при системе пожаротушения высокого давления должны быть оборудованы автоматическими устройствами, обеспечивающими их отключение при пуске пожарных насосов.

Водонапорные башни допускается проектировать с шатром вокруг бака или без шатра в зависимости от режима работы башни, объема бака, климатических условий и температуры воды в источнике водоснабжения.

Ствол водонапорной башни допускается использовать для размещения производственных помещений системы водоснабжения, исключающих образование пыли, дыма и газовыделений.

При жесткой заделке труб в днище бака водонапорной башни на стояках трубопроводов надлежит предусматривать компенсаторы.

Водонапорная башня, не входящая в зону молниезащиты других сооружений, должна быть оборудована собственной молниезащитой.



2. Водонапорная башня

Водонапорные башни с баками, предназначенными для хранения запаса воды, сооружают вследствие несоответствия подачи воды и ее потребления в отдельные часы, а также для подачи ее под необходимым напором во время остановки насосов.

В часы, когда подача воды насосами превышает ее потребление, бак водонапорной башни наполняется. В часы перерывов работы насосов или в часы, когда расход воды превышает производительность насосов, недостающее количество ее поступает в сеть из водонапорной башни.

В крупных городах ввиду большого и сравнительно равномерного потребления воды отпадает необходимость в водонапорной башне или резервуаре, так как соответствия режима работы насосов режиму водопотребления можно добиться ступенчатой работой насосов при достаточно высоком коэффициенте их использования.

Водонапорная башня (рис. 2.1, а) состоит из следующих основных элементов: водонапорного бака 1 и поддерживающей конструкции 2.

Полезную емкость бака W и высоту поддерживающей конструкции, или высоту башни Н (измеряемую от поверхности земли до низа днища бака), определяют путем расчета. Эта высота зависит от рельефа местности, этажности обслуживаемых зданий и гидравлических потерь напора в водопроводной сети. Величины W и Н меняются в широких пределах. Емкость резервуара может быть от нескольких десятков до нескольких сотен кубических метров. Высоту водонапорной башни обычно принимают от 10 до 35 м. При наличии в городе естественных возвышенностей башни строят на них, и высоту башен тогда можно снизить до нескольких метров, а в ряде случаев водонапорную башню можно заменить водонапорными резервуарами.

Водонапорные башни в городах должны удовлетворять архитектурным требованиям, т. е. входить в архитектурный ансамбль того района города, где они расположены.

Для наблюдения за баком с водой во время эксплуатации и для предупреждения замерзания воды в баке его окружают шатром (рис. 2.1 , поз. 3).

В районах с низкими температурами при необходимости отапливать башню устраивают печное или центральное отопление. Вода в баке при постоянном ее обмене может не замерзать; в этих случаях ограничиваются только утеплением труб, размещая их в кожухе, а пространство между стенками трубы и кожуха заполняют теплоизоляционным материалом (торфом, опилками и т. п.). При этом необходимо, чтобы теплоизоляционный материал всегда оставался сухим; с этой целью короб обивают толем или кровельной сталью.

Рис. 2.1. Варианты водонапорной а -- шатровая; б и в -- бесшатровые; 1 -- резервуар; 2 -- поддерживающая конструкция; 3 -~ шатер; 4 -- проход; 5 -- лестница; 6 -- поддон; 7--фундамент

Для наблюдения за исправностью соединений труб и за состоянием теплоизоляционного материала в кожухе делают смотровые люки. Расстояние между стенками шатра и бака должно быть не менее 0,65 м (для свободного прохода). Для спуска в бак с целью его осмотра устраивают лестницы.

Поддерживающие конструкции водонапорных башен сооружают из различных материалов: железобетона, металла, кирпича и дерева.

Наиболее распространены в настоящее время железобетонные башни. Опорная часть имеет форму или сплошного железобетонного цилиндра или колонн, соединенных для жесткости поперечными связями. Резервуары в них выполняют чаще всего железобетонные, реже стальные. По типовым проектам института «Гипротрансстрой» сооружают железобетонные водонапорные башни из сборных элементов (рис. 2.2) для емкостей в 80, 120, 160, 200, 250 и 300 м3. высотой 10, 12, 14, 16 и 20 ж.

Рис. 2.2. Железобетонная водонапорная башня из сборных элементов

Кирпичные водонапорные башни имели довольно большое распространение, но в настоящее время почти полностью вытеснены железобетонными. Ствол их имеет цилиндрическую форму. Баки в кирпичных башнях применяют металлические, иногда -- железобетонные.

Металлические водонапорные башни сооружают редко (по соображениям экономии металла). В целях предохранения от коррозии металлические конструкции покрывают алюминиевой или масляной краской.

Деревянные башни сооружают во временных водопроводах и в небольших водопроводах колхозов и совхозов. На деревянных башнях устанавливают стальные баки с плоским днищем или деревянные баки из клепки, стянутые стальными обручами.

Необходимую емкость водонапорного бака W определяют по формуле

W₆ = W_ак + W_н (2.1)

где W_ак -- аккумулирующая емкость;

W_н -- емкость для хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды.

Аккумулирующую емкость баков бак в системах водопроводов определяют в зависимости от режима поступления воды в бак и расхода воды из него. Вода в водонапорные баки подается насосами.

Таблица 2.1 - Определение емкости резервуара в % от суточного расхода воды

Часы суток	Количество потребляемой воды	Количество воды, подаваемой насосом	Поступление воды в бак	Расход воды из бака	Остаток воды в баке
1	2	3	4	5	6
0--1 1--2 2--3 3--4 4-5 5--6 6-7 7--8 8--9 9--10 10--11 11--12 12--13 13--14 14--15 15--16 16--17 17--18 18-19 19--20 20--21 21--22 22-^23 23--24	1,5 1,5 1,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 0,25 6,25 6,25 6,25 ч 5,0 5,0 5,5 6,0 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,0 2,0 1,5	4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,170 4,17 4,17 4,17 4,17 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16	2,67 2,67 2,67 2,67 1,67 0,67 0,16 1,16 2,16 2,66	0,33 1,33 2,08 2,08 2,08 2,08 0,83 0,83 1,33 1,83 1,84 1,34 0,84 0,34	8,81 11,48 14,15 16,82 18,49 19,16 18,83 17,50 15,42 13,34 11,26 9,18 8,35 7,52 6,19 4,36 2,52 1,18 0,34 0 0,16 1,32 3,48 6,14

Режим потребления воды характеризуется изменением расхода воды по часам суток.

Аккумулирующая емкость баков определяется посредством таблиц или совмещенных графиков водопотребления и подачи воды насосами.

Ниже дается пример определения аккумулирующей емкости водонапорных баков этими методами.

Емкость бака можно определить по табл. 2.1, которая имеет 6 граф. В графе 1 указываются часы суток, в графе 2 -- расход воды в различные часы, в графе 3 -- количество воды, подаваемой насосами, в графе 4 -- поступление воды в бак (разность цифр граф 3 и 2), в графе 5--расход из бака (разность цифр граф 2 и 3), в графе 6 -- количество воды в баке.

Данные графы 6 получают путем прибавления к имеющемуся количеству воды в баке поступления или расхода воды за данный час.

Принимается, что к моменту начала притока воды в резервуар (20 ч) воды в нем не было. Наибольшее число в графе 6 дает величину аккумулирующей емкости водонапорного бака.

В табл. 2.1 все емкости исчислены в % от суточного расхода воды. Возможно исчислять их в мг.

Интегральный график для определения аккумулирующей емкости строят следующим способом: по оси абсцисс откладывают часы суток, начиная от 0 до 24 часов; по оси ординат -- расход воды и количество подаваемой насосами воды.

В примере построения графика (рис. 2.3) сплошной чертой обозначен расход воды по часам суток, постепенно наращиваемый от 0 до 100%. Пунктирной линией обозначена подача воды насосами, также постепенно наращиваемая; предполагается, что насосы работают равномерно 24 ч в сутки.

В те часы, когда пунктирная линия расположена выше сплошной, вода накопляется в баке; в часы расположения сплошной линии выше пунктирной происходит расход воды из бака. Определяют наибольшие ординаты разности между обеими линиями, и сумма двух ординат (в данном примере 13,02 + 6,14 = 19,16%) дает необходимую величину бака.

Рис. 2.3 Интегральный график потребления и подачи воды

При определении объема водонапорного бака к аккумулирующей его емкости необходимо прибавлять неприкосновенный противопожарный запас воды, рассчитанный для населенных мест: на 10-минутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды.

Для промышленных предприятий должен содержаться запас воды на 10-минутный период тушения пожара внутренними пожарными кранами, а также спринклерами и дренчерными установками при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды.

Рис. 2.4 . Схема определения высоты водонапорной башни и напора

По данным расчетов водопроводной сети определяют напор, который должны развивать насосы и высоту водонапорной башни.

Высоту водопроводной башни определяют, исходя из условия! чтобы при питании из башни был обеспечен требуемый свободный напор в наиболее удаленной (диктующей) точке при низком уровне воды в баке по формуле 40 (рис. 2.4).

(2.2)

где Н_б -- высота водонапорной башни от поверхности земли до днища бака, м;

Z_а и Z₆ -- геодезические отметки поверхности земли соответственно в точке а и месте расположения водонапорной башни 6"; в процессе проектирования эти отметки определяют по горизонталям, нанесенным на генплане объекта;

Z -- сумма потерь напора в участках сети по направлению от б водонапорной башни до точки а в период наибольшего расчетного водопотребления, м вод. ст.

Сумму потерь напора определяют путем расчета водопроводной сети; Н_св -- требуемый свободный напор, м вод. ст.; это наименьший допускаемый свободный напор над поверхностью земли в диктующей точке, определяемый по СНиПу. Для сетей промышленных водопроводов требуемые свободные напоры определяют путем расчета внутренних водопроводных систем.

Диктующей точкой называют точку, ориентируясь на которую, получают наибольшую расчетную высоту водонапорной башни, а в безбашенной системе -- высоту подъема воды насосами. Чтобы найти диктующую точку и определить необходимую высоту водонапорной башни по формуле 2.3, необходимо производить расчеты с последовательной ориентировкой на различные точки объекта.

В простейшем случае, когда территория объекта горизонтальная и наибольший свободный напор требуется в точке, наиболее удаленной от водонапорной башни, необходимую высоту башни легко определяют по формуле 2.3.

Необходимую высоту водонапорной башни можно определить путем построения профилей и пьезометрических линий по трассам водопроводных линий сети. При этом отпадает необходимость в расчетах по формуле 2.3.

Для определения полной высоты подъема воды насосами Нп пользуются формулой

водонапорный башня бак резервуар



(2.3)

где Z₀ -- геодезическая отметка низкого уровня воды в источнике, из Которого насосы забирают воду, м;

Z₆ -- геодезическая отметка поверхности земли у водонапорной башни, м;

Н_в -- высота водонапорной башни от поверхности земли до днища бака, м;

Н₆ -- высота слоя воды в баке от днища до верхнего уровня воды, м;

Н_с -- сумма потерь напора для преодоления сопротивлений во всасывающих трубах (с арматурой), м;

Н_в -- сумма потерь напора в водоводах, м.

Как видно из рис. 2.4,

где Н_г -- наибольшая геодезическая высота подъема воды насосами, равная разности геодезических отметок высокого уровня воды в баке и низкого расчетного уровня воды в источнике R, м.

Вводя обозначение суммы потерь напора в водоводе и во всасывающей трубе Н= Нс + Неи производя замену в формуле (40'), получим расчетную формулу для определения На в более общем виде:

(2.5)

Итак, полная высота подъема воды насосами (или полный напор насосов) слагается из геодезической высоты подъема воды и суммы потерь напора во всасывающих и напорных трубах.

Формулы для определения высоты водонапорной башни и высоты подъема насосов, полученные при рассмотрении схемы (рис. 2.4), применимы как к более простым, так и к более сложным системам водоснабжения и являются общими.



3. Пример определения объема и напора водонапорной башни

3.1 Расчетные расходы суточного водопотребления

Расчетные расходы воды определяют с учетом числа жителей населенного места и норм водопотребления.

Нормой хозяйственно-питьевого водопотребления в населенных местах называют количество воды в литрах, потребляемой в сутки одним жителем на хозяйственно-питьевые нужды. Норма водопотребления зависит от степени благоустройства зданий и климатических условий.

Таблица 3.1 - Нормы водопотребления

Степень благоустройства зданий	Нормы на одного жителя среднесуточная (за год), л/сут
Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией: - без ванн - с ваннами и местными водонагревателями с централизованным горячим водоснабжением	125-160 160-230 230-350

Меньшие значения относятся к районам с холодным климатом, а большие - к районам с теплым климатом.

В течение года и в течение суток вода для хозяйственно-питьевых целей расходуется неравномерно (летом расходуется больше, чем зимой; в дневные часы - больше, чем в ночные).

Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте определяют по формуле

Q_{сут m} = q_ж N_ж/1000, м³/сут;

Q_{сут m} = 300*85000/1000 = 25500 м³/сут.

Где q_ж - удельное водопотребление;

N_ж - расчетное число жителей.

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления, м³/сут,

Q_{сут max} = K_{сут max}* Q_{сут m};

Q_{сут min} = K_{сут min}* Q_{сут m.}

Коэффициент суточной неравномерности водопотребления K_сут следует принимать равным

K_{сут max} = 1,1 - 1,3

K_{сут min} = 0,7 - 0,9

Большие значения K_{сут max} принимают для городов с большим населением, меньшие - для городов с малым населением. Для K_{сут min} - наоборот.

Q_{сут max} = 1,2*25500 = 30600 м³/сут;

Q_{сут min} = 0,8*25500 = 20400 м³/сут.

Расчетные часовые расходы воды, м³/ч,

q_{ч max} = K_{ч max} * Q_{сут max}/24

q_{ч min} = K_{ч min} * Q_{сут min}/24

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления определяют из выражений

K_{ч max} = a_max * b_max

K_{ч min} = a_min * b_min

Где a - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий: a_max = 1,2-1,4;

a_min = 0,4-0,6 (меньшие значения для a_max и большие для a_min принимают для более высокой степени благоустройства зданий);

b - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте.

K_{ч max} = 1,2*1,1 = 1,32

K_{ч min} = 0,6*0,7 = 0,42

q_{ч max} = 1,32*30600/24 = 1683 м³/ч

q_{ч min} = 0,42*20400/24 = 357 м³/ч

Расходы воды на пожаротушение.

Расходование воды для тушения пожаров производится эпизодически - во время пожаров. Расход воды на наружное пожаротушение (на один пожар) и количество одновременных пожаров в населенном пункте принимают по таблице, учитывающей расход воды на наружное пожаротушение в соответствии с числом жителей в населенном пункте.

Одновременно рассчитывают расход воды на внутреннее пожаротушение из расчета две струи по 2,5 л/с на один расчетный пожар.

Расчетную продолжительность тушения пожара принимают равной 3 часам.

Тогда запас воды на пожаротушение

W_п =n_п (q_п+2,5*2)*3*3600/1000, м³

Где n_п - расчетное число пожаров; q_п - норма расхода воды на один расчетный пожар, л/с.

В нашем случае n_п = 2; q_п = 35 л/с.

W_п = 2*(35+2,5*2)*3*3600/1000 = 864 м³

Часовой расход на пожаротушение



Q_п.ч. = W_п/3 = 864/3 = 288 м³/ч

По рассчитанному коэффициенту часовой неравномерности K_{ч max} = 1,32 задаемся вероятным графиком распределения суточных расходов по часам суток.

По данным таблицы распределения суточных хозяйственно-питьевых расходов по часам суток при разных коэффициентах часовой неравномерности для населенных пунктов для K_{ч max} = 1,32 строим график суточного водопотребления и совмещаем с этим графиком графики подачи воды насосами 1 и 2 подъема.

3.2 Определение объема баков водонапорных башен и резервуаров чистой воды

Вместимость бака водонапорной башни может быть определена с помощью совмещенных графиков водопотребления и работы насосной станции II подъема. Результаты вычислений помешены в таблицу 3.2, где отражена регулирующая роль бака водонапорной башни. Так, в период от 22 до 7 ч и с 10 до 12 ч утра излишки воды подаваемой насосной станцией II подъема, в размере от 0,2 до 0,9 % суточного расхода каждый час будут поступать в бак; в период с 7 до 9 ч и с 12 до 22 ч вода будет расходоваться из бака в размере от 0,3 до 0,8 % суточного расхода.



Таблица 3.2 - Расчет регулирующей емкости бака водонапорной башни

Часовые промежутки	Расход воды городом	Подача воды насосами	Поступление в бак	Расход воды из бака	Остаток в баке
0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24	3,2 3,1 3,2 3,2 3,2 3,4 3,8 4,6 5,4 5 4,8 4,6 4,5 4,4 4,6 4,6 4,4 4,3 4,4 4,5 4,5 4,8 3,8 3,7	4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4	0,8 0,9 0,8 0,8 0,8 0,6 0,2 - - - 0,2 0,4 - - - - - - - - - - 0,2 0,3	- - - - - - - 0,6 0,4 - - - 0,5 0,4 0,6 0,6 0,4 0,3 0,4 0,5 0,5 0,8 - -	1,3 2,2 3 3,8 4,6 5,2 5,4 4,8 4,4 4,4 4,6 5 4,5 4,1 3,5 2,9 2,5 2,2 1,8 1,3 0,8 0 0,2 0,5

Регулирующая емкость бака водонапорной башни - разность между максимальным и минимальным остатками воды в баке. Из таблицы 3.2 следует: 5,4 - 0 = 5.4 % суточного потребления:

W_р = Q_{сут max} * 5,4/100 = 30600*5,4/100 = 1652,4 м³

Емкость баков водонапорных башен определяют из условия неблагоприятной работы всей системы, то есть исходя из предположения, что пожары происходят в часы наибольшего водопотребления и что расходование воды для собственных целей очистной станции (промывка фильтров) не прекращается.

Емкость баков водонапорных башен определяется как сумма регулирующей емкости и объема воды, необходимого для тушения в течении 10 минут одного внутреннего и одного наружного пожара:

W_б = W_р + (q_п +2*2,5)*10*60/1000, м³

W_б = 1652,4+(35+5)*10*60/1000 = 1676,4 м³

Принимаем две водонапорные башни.

Емкость одного регулирующего бака составит

W_б^о = 838,2 м³

Геометрические размеры бака определяют из рекомендуемого соотношения высоты и диаметра бака: Н_о = 0,7 Д_б.

Тогда W_б^о =( p Д_б²/4)* Н_о = ( p Д_б²/4)*0,7 Д_б;

W_б^о = 0,55Д_б³;

Диаметр бака одной башни Д_б = 11,5 м.

Высота бака Н_о = 8 м

Емкость резервуаров чистой воды на станции очистки

W_рез = W_р +W_п +W_ф + 3 q_{ч max} - 3*4,17/100 Q_{сут max},

Где W_ф - объем воды, необходимый для собственных нужд очистной станции (на промывку фильтров) в течение 3 часов:

W_ф = 3*(0,05-0,08)*Q_{сут max}/24 = 3*(0,06)*30600/24=229,5

W_рез = 1655+870+230+3*1683-3*4,17/100*30600 =3975,94 ~ 4000 м³

C другой стороны, емкость резервуаров чистой воды определяется соотношением режимов работы насосных станций 1 и 2 подъема. Накопление чистой воды в резервуарах происходит в период с 13⁰⁰ до 8⁰⁰. За это время (19 часов) насосы 1 подъема подадут объем воды, равный 0,0417*30600*19= 24245 м³; насосы 2 подъема подадут из резервуаров в сеть объем воды, равный 0,04*30600*19 =23256 м³. Необходимый объем резервуаров чистой воды

W_рез = 24245-23256=989~1000 м³

Принимаем больший объем - 1000 м³



Заключение

Определение напора и объема водонапорной башни относится к системе водоснабжения, поэтому при проектировании системы водоснабжения необходимо учитывать:

Водоснабжение объектов надлежит проектировать на основе утвержденных схем развития, размещения отраслей народного хозяйства, отраслей промышленности и схем развития и размещения производительных сил по союзным республикам, а также генеральных, бассейновых и территориальных схем комплексного использования и охраны вод, генеральных планов городов и сельских населенных пунктов, генеральных планов промышленных узлов.

При проектировании необходимо рассматривать целесообразность кооперирования систем водоснабжения объектов независимо от их ведомственной принадлежности.

При этом проекты водоснабжения объектов необходимо разрабатывать, как правило, одновременно с проектами канализации и обязательным анализом баланса водопотребления и отведения сточных вод.

В проектах хозяйственно-питьевых и объединенных производственно-питьевых водопроводов необходимо предусматривать зоны санитарной охраны источников водоснабжения, водопроводных сооружений и водоводов.

Качество воды, подаваемой на хозяйственно-питьевые нужды, должно соответствовать требованиям ГОСТ 2874--82.

При подготовке, транспортировании и хранении воды, используемой на хозяйственно-питьевые нужды, следует применять реагенты, внутренние антикоррозионные покрытия, а также фильтрующие материалы, соответствующие требованиям Госкомсанэпиднадзора для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Качество воды, подаваемой на производственные нужды, должно соответствовать технологическим требованиям с учетом его влияния на выпускаемую продукцию и обеспечения надлежащих санитарно-гигиенических условий для обслуживающего персонала.

Качество воды на поливку из самостоятельного поливочного водопровода или из сетей производственного водопровода должно удовлетворять санитарно-гигиеническим и агротехническим требованиям.

Основные технические решения, принимаемые в проектах, и очередность их осуществления должны обосновываться сравнением показателей возможных вариантов. Технико-экономические расчеты следует выполнять по тем вариантам, достоинства и недостатки которых нельзя установить без расчетов.

Оптимальный вариант определяется наименьшей величиной приведенных затрат с учетом сокращения расходов материальных ресурсов, трудозатрат, электроэнергии и топлива.

При проектировании водоснабжения должны предусматриваться прогрессивные технические решения, механизация трудоемких работ, автоматизация технологических процессов и максимальная индустриализация строительно-монтажных работ за счет применения сборных конструкций, стандартных и типовых изделий и деталей. изготавливаемых на заводах и в заготовительных мастерских.



Список использованных источников

Прозоров Н.В., Николадзе Г.Н., Минаев А.В., “Гидравлика водоснабжения и канализация”. - М., Высшая школа, 1991г.

Калицин В.И., Кедров В.С., Ласков Ю.М., “Гидравлика водоснабжения и канализация”. - М.: Стройиздат, 1980г.

Лукиных А.А., Лукиных Н.А., “Таблица для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров”. - М.,: Стройиздат, 1975г.

Шевелев Ф.А., Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластиковых и стеклянных водопроводных труб. - М.: Стройиздат, 1973г.

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

СНиП 2.04.03.-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М.: Стойиздат, 1985г.

Размещено на Allbest.ru