Водопроводные сети
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Сибирский государственный ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ"
Кафедра «Водоснабжение и водоотведение»
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту
«Водопроводные сети»
СТУДЕНТ
Руководитель
доцент, к.т.н.
Новокузнецк
2008
Содержание
|
Введение………………………………………………………… 1
Выбор места расположения 2
Определение расчетных
2.1 Хозяйственно-питьевые
расходы в жилых
и общественных зданиях 2.2 Расход воды на полив улиц и зеленых насаждений в городе….... 2.3 Расход воды на промышленном предприятии…………………….
2.4 Расход воды на пожаротушение…… 3
Режим расходования воды………………… 4
Назначение режима работы 5
Гидравлический расчет сети………… 5.1 Расчетные режимы работы сети………………………..………….
5.2 Подготовка сети к 5.3 Гидравлическая увязка кольцевой сети…………………..………... 6 Определение свободных и 6.1 Свободный
и пьезометрический напоры в час максимального
водопотребления……………………………………… 6.2 Свободный и пьезометрический
напоры в час транзита (минимального водопотребления)…………………………………… 6.3 Свободный и пьезометрический напоры в час пожара ………………... 7 Определение напора насоса…………… 8 Деталировка сети………………………………………………………… 9 Разработка колодца……………………………………………………… |
3
4 5
5 7 7 9 10
16 19 19 22 27 36
36
37 37 41 42 45 46 47 |
Введение
В настоящее время в связи с ростом объемов потребляемой воды и недостаточностью в ряде районов местных природных источников воды чаще возникает необходимость комплексного решения водохозяйственных проблем для наиболее рационального и экономичного обеспечения водой всех водопользователей и водопотребителей данного района.
Задачей данного курсового проекта, является – запроектировать кольцевую водопроводную сеть, для населенного пункта, с промпредприятием .
1
Определение места
При использовании в качестве источника
водоснабжения реки место расположения
водозабора принимаем выше населенного
пункта по течению реки, с таким
расчетом, чтобы поверхностный
Для уменьшения высоты водонапорной башни (с целью ее удешевления), ее располагаем на самом высоком месте населенного пункта, в пределах населенного пункта
Установив местоположение насосной станции и водонапорной башни, начинаем проектировать на плане города трассы водоводов и водопроводной сети.
Водопроводная сеть состоит из магистральной и распределительной. Гидравлическому расчету подвергается только магистральная сеть. При выполнении курсового проекта была запроектирована магистральная сеть, состоящая из 4 замкнутых колец, исходя из следующих основных положений:
- главные магистральные сети должны совпадать с продольным направлением застройки, равномерно охватывать территорию города и вместе с тем подавать воду в удаленные районы кратчайшим путем;
- магистральные линии нужно прокладывать по улицам с высокими геодезическими отметками, чтобы обеспечить достаточные свободные напоры в распределительной сети;
- для обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям, число магистралей должно быть не менее двух. Расстояние между ними 600 - 800 м. Для распределения воды в случае аварии на отдельных участках этих линий или при пожаре магистрали связываются перемычками, расстояние между которыми принимается 800 -900 м;
- следует стремиться к тому, чтобы сеть имела малую протяженность участков, то есть магистрали и перемычки должны находиться внутри городской застройки;
- Насосная станция второго подъема и водонапорная башня соединяются с кольцевой сетью двумя водоводами.
2 Определение расчетных
2.1
Хозяйственно-питьевые расходы
в жилых и
общественных зданиях
В соответствии с нормой водопотребления производим определение суточного водопотребления на хозяйственные нужды населенного пункта, назначенной в зависимости от географического положения населенного пункта и степени благоустройства жилой застройки.
Среднесуточный расход воды Qсут.m, м3/сут, на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта определяем по формуле
,
где qж – удельное водопотребление на одного жителя;
Nж – расчетное число жителей.
Тогда получим конечный суточный расход Qсут.m, м3/сут, по формуле
.
В первом районе при зданиях с централизованным горячим водоснабжением 40% от общего расхода воды на хозяйственные нужды поступает из тепловой сети, отсюда следует, что , где 230 – это норма водопотребления на 1ого человека, принимаем Qн=230, так как по заданию дан Томская область, а это северная полоса, где наблюдается суровый климат.
N=70000- по заданию.
В первом районе среднесуточный расход воды Qсут.m, м3/сут, равен
Во втором районе при зданиях с ваннами и местными нагревателями принимаем qж =96(л/сут), исходя из тех же соображений, что и в первом районе.
N=25000- по заданию.
Во втором районе среднесуточный расход воды Qсут.m, м3/сут, равен
Расчетный расход в сутки наибольшего водопотребления Qcyт.max, м3/сут, определяется по формуле
,
где Ксут.max - максимальный коэффициент суточной неравномерности, зависит от степени благоустройства.
Примем для первого района Ксут.max= 1,1, а для второго района Ксут.max= 1,2.
Этот
коэффициент зависти от степени
благоустройства, чем лучше благоустройство,
тем водопотребление более
В первом районе расчетный расход
в сутки наибольшего
Во втором районе расчетный расход
в сутки наибольшего
2.2 Расход воды на полив улиц и зеленых насаждений в городе
Расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений в городе Qполив, м3/сут, принимаем дополнительно к городскому расходу по [1, п.2.3] и определяем по формуле
,
где qуд - удельное среднесуточное водопотребление на поливку в пересчете на одного жителя, qуд=50 л/чел.
В целях экономии питьевой воды только часть потребностей воды на поливку и мойку территорий (не более 10 - 15 %) будет забираться из проектируемой водопроводной сети, а остальная часть будет доставляться к месту потребления специальными машинами или системами.
В первом районе расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений в городе Qполив, м3/сут, равен
Во втором районе расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений в городе Qполив, м3/сут, равен
2.3 Расход воды на промышленном предприятии
Расчетный суточный расход воды Qсут.х-п, м3/сут, на хозяйственно-питьевые нужды рабочих, во время их пребывания на производстве, определяем, исходя из норм водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды работающих, по формуле
,
где qг, qx - нормы расхода воды на одного рабочего в горячих и холодных цехах, л/чел. смену;
ΣNг, ΣNX - суммарное количество рабочих, соответственно в горячих и холодных цехах, за все смены, чел.
qг= 45 л/чел. смену, qх= 25 л/чел. смену.
ΣNг =400(чел),
ΣNх =700(чел).
Расчетный суточный расход воды Qсут.д., м /сут, на прием душа определяем по формуле
,
где Nд - количество рабочих, пользующихся душем, за сутки;
nд - расчетное количество человек на одну душевую сетку, принимаем в зависимости от санитарной характеристики технологического процесса.
qд - норма расхода холодной воды на одну душевую сетку.
nд =15, т.к. санитарная характеристика технологического процесса-1б.
Количество рабочих, пользующихся душем, за сутки Nд ,чел, определим по формуле
Nд = Nх +Nг ,
Nд = 700*15% +300*25%=105+75=180(чел).
Подставим данные в формулу и определим расчетный суточный расход воды Qсут.д., м /сут, на прием душа
Суточный расход на поливку и мойку территории предприятия зависит от поливаемой площади предприятия, нормы расхода на одну поливку и мойку, а также количества планируемых поливок и моек в сутки и определяет.
где 15% -- это поливаемая площадь предприятия.
Принимаем 2 поливки в сутки, т.к. климат жаркий, суточный расход на поливку и мойку равен
Потребности воды питьевого качества на технологические нужды принимаем по укрупненным нормам расхода воды на единицу продукции. На моем промпредприятии,
2.4 Расход воды на пожаротушение
Для населенного пункта количество одновременных пожаров и расход на тушение одного пожара определяются по количеству жителей и этажности застроек.
Расход на один пожар для населенного пункта равен 35 л/с, так как количество жителей 70 тыс. чел. и этажность застройки – пять этажей. Количество одновременных пожаров для населенного пункта – два пожара.
На предприятии число
На промышленном предприятии количество одновременных пожаров – один пожар, так как площадь предприятия меньше 150Га.
Расход воды на пожаротушение, Qп., л/с, определяем по формуле (8), так как промышленное предприятие находится за чертой города, население более 25 тыс. чел.. Расчетное количество пожаров определяется отдельно для населенного пункта и промышленного предприятия, а расчетный расход определяется как сумма потребительного большего и 50% меньшего.
.
3 Режим расходования воды
Для гидравлического расчета водопроводной сети и назначения режима работы насосной станции второго подъема необходимо знать график водопотребления по часам суток. Для этого определяется режим расходования воды в течение суток по каждой из категорий водопотребления.
Режим водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды обычно принимается на основании данных о фактических режимах работы аналогичных населенных пунктов, в зависимости от максимального коэффициента часовой неравномерности .
Максимальный qч.max ,м3/ч, и минимальный qч.mm , м3/ч, часовые расходы в сутки наибольшего водопотребления определяются по формулам
,
,
где Кч.max - максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления;
Kч.min - минимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления.
Коэффициенты
часовой неравномерности
хозяйственно-питьевого
,
,
где αmax, αmin- коэффициенты, учитывающие степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и др.
βmax, βmin- коэффициенты, учитывающие общее число жителей в населенном пункте.
Продолжительность периодов среднего водопотребления Тт принимается равной 8-10 часам.
Продолжительность максимального водопотребления Ттах , ч, определяется по формуле
,
где Тmax - продолжительность максимального водопотребления,
Tmin - продолжительность минимального водопотребления,
Tm - продолжительность среднего водопотребления.
Продолжительность минимального водопотребления Ттin , ч, определится из соотношения
.
Для первого района: αmax = 1,2, αmin = 0,6, βmax = 1,12, βmin = 0,65
Максимальный Кч.max , м3/ч, и минимальный Kч.min , м3/ч, коэффициенты часовой неравномерности водопотребления для первого района равны
Максимальный qч.max , м3/ч, и минимальный qч.mm, м3/ч, часовые расходы в сутки наибольшего водопотребления для первого района равны
Продолжительность максимального водопотребления Ттах, ч, для первого района равен
Продолжительность минимального водопотребления Тт , ч, для первого района равен
Для второго района: αmax = 1,3, αmin = 0,5, βmax = 1,25, βmin = 0,52
Максимальный Кч.max , м3/ч, и минимальный Kч.min , м3/ч, коэффициенты часовой неравномерности водопотребления для первого района равны
Максимальный qч.max , м3/ч, и минимальный qч.mm , м3/ч, часовые расходы в сутки наибольшего водопотребления для первого района равны
Продолжительность максимального водопотребления Ттах , ч, для первого района равен
Продолжительность минимального водопотребления Тт , ч, для первого района равен
Распределение расходов воды по часам суток на поливку должно исключать полив в часы максимального водопотребления в населенном пункте.
График распределения воды на предприятии производится в зависимости от режима его работы.
Режим водопотребления
на технологические нужды обычно
задается технологами данного
Определенные часовые расходы заносим в соответствующие графы таблицы 3, затем суммируем и выражаем в % от Qcyт.max. По данным таблицы строим ступенчатый график водопотребления в городе, в течение суток, и определяем час максимального водопотребления.
4 Назначение режима работы
насосной станции второго
Режим работы насосной станции второго подъема выбирается так, чтобы достичь минимальной регулирующей емкости башни.
Суммарная емкость бака водонапорной башни Wб , л/с, складывается из регулирующей емкости Wбрег и пожарного запаса воды Wn.
.
Регулирующий объем определяем по совмещенному графику, как несоответствие между режимом водопотребления и подачей насосной станции второго подъема. Режим работы насосной станции второго подъема равномерный. Несоответствие между работами равно 4,17% от суточного водопотребления.
Пожарный запас, необходимый на тушение одного пожара qп в течение 10 мин., при максимальном водопотреблении города qr , м3, определяем по формуле
,
Окончательные размеры бака водонапорной башни определяем по данным типовых проектов, а при их отсутствии из соотношения высоты бака и его диаметра ; тогда , .
Определение емкости резервуаров чистой воды (РЧВ) производим на основании совмещенного графика поступления воды в резервуары от насосной станции первого подъема, который всегда принимается равномерным, и принятого графика отбора ее насосами второго подъема.
Суммарный объем резервуара WР.Ч.В. , м3, определяем по формуле
.
где WРЧВрег - регулирующий объем воды в РЧВ. При совпадении графиков работы насосных станций первого и второго подъемов, принимаем 10-минутную производительность насоса, большего по производительности.
WН.П.З. - объем неприкосновенного пожарного запаса, м3 ;
Wсоб. - объем воды на собственные нужды очистной станции, м3, принимается 2 - 4 % от общего суточного расхода воды, подаваемого потребителю.
Объем неприкосновенного пожарного запаса WН.П.З., м3 , определяем по формуле
,
где 3Qпож. - запас воды на тушение расчетного числа пожаров длительностью три часа;
3Qmax - суммарный расход за три смежных часа максимального водопотребления без учета воды на полив территорий, прием душа на промышленном предприятии,
Q1 - подача воды насосной станции первого подъема, м /ч.
Запас воды на тушение расчетного числа пожаров длительностью три часа 3Qпож., м3, равен
Суммарный расход за три смежных часа максимального водопотребления 3Qmax, м3, равен
Подача воды насосной станции первого подъема Q1, м /ч, равна
Объем
неприкосновенного пожарного
Объем воды на собственные нужды очистной станции Wсоб., м3, равен
Суммарный объем резервуара WР.Ч.В. , м3, равен
По общему объему РЧВ определяем их количество и размеры по типовым проектам. Принимаем два резервуара, емкостью 1000м3.
Паспорт: Типовой проект
№ 901-14-16
Площадь (17000*24000)мм3=432*106мм2
Высота 4,8м
Над землей 0,5м
Под землей 4,3м
,
,
,
5 Гидравлический расчет сети
5.1 Расчетные режимы работы сети
Для сетей, с контррезервуаром, расчетным режимом является работа сети, в час максимального транзита воды в башню. Он наблюдается обычно в час минимального водопотребления и определяется по наибольшему притоку в бак.
Сети подвергаются ряду проверочных расчетов.
Во-первых, проверяется способность сети пропустить в "час max" дополнительный пожарный расход (час пожара). Точками возникновения пожара в городе являются наиболее удаленные от начала сети и высоко расположенные точки. Полный расход на тушение пожара подает насосная станция второго подъема, т.к. башня опорожняется в первые 10 минут пожара, его определяют по формуле
,
где Qч.max - общий расход по городу в час max водопотребления за вычетом поливочных и душевых расходов на предприятии, если таковые имеются в этот час;
qпож - расход воды на тушение расчетного числа пожаров в городе, л/с.
Во-вторых, проверяется пропускная способность сети при аварии на одном из магистральных участков (час аварии). В этом случае сеть должна пропускать 70 % максимально - часового расхода города.
Все расходы для расчетных случаев выражаем в л/с и сводим в таблицу 4.
При этом расходы воды в общественных, коммунальных, промышленных предприятиях, пожарные расходы учитываются как сосредоточенные отборы qcocp. Расходы воды в жилых зданиях и поливочные расходы в населенном пункте считаются равномерно - распределенными по всей длине магистральной сети qp-p.
Равномерно-распределенный расход определяем по формуле
,
где qобщ - общий расход по городу, л/с;
- суммарный сосредоточенный расход, л/с.
Таблица 4 - Таблица расчетных режимов сети
Расчетные случаи |
1 район |
2 район |
Расход по предприятию |
Общий расход по городу с предприятием |
Подача насосной станции второго подъема |
Приток в бак |
Расход из бака | ||||
Общий расход |
Сосредоточенный расход |
Равномерно-распределенный расход |
Общий расход |
Сосредоточенный расход |
Равномерно-распределенный расход | ||||||
л/с |
л/с |
л/с |
л/с |
л/с |
л/с |
л/с |
л/с |
л/с |
л/с |
л/с | |
1,Час максимального |
115,92 |
19,44 |
96,48 |
52,00 |
----- |
52,00 |
12,81 |
180,73 |
132,66 |
----- |
48,06 |
2,Час транзита или другой случай |
68,31 |
----- |
68,31 |
9,60 |
----- |
9,60 |
12,81 |
90,72 |
132,66 |
41,95 |
----- |
3,Час пожара |
115,92 |
19,44 |
96,48 |
87,00 |
35,00 |
52,00 |
47,81 |
250,73 |
250,73 |
----- |
----- |
5.2
Подготовка сети к
Подготовку сети к гидравлическому расчету производим в следующей последовательности.
- Трассу сети, нанесенную на генплане, вычерчиваем на листе в виде схемы с указанием точки подсоединения водоводов и места подключения башни к сети (рисунок 2).
- Сеть разбиваем на расчетные участки, проставляем номера расчетных точек. Границами участков являются узлы и точки ответвлений сосредоточенных расходов. Проставляем длину каждого участка. Вычисляем общую длину участков сети .
Для каждого района определяем удельные расходы
.
3. По удельным расходам определяем путевые расходы для каждого расчетного участка сети
,
где l - длина расчетного участка, м.
Определение путевых расходов ведем в табличной форме (таблица 5).
Таблица 3 – Путевые расходы
Номер района |
Номер участка |
Длина участка,м |
Час максимального водопотребления |
Час транзита |
Час пожара | ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
1 |
1-2 |
540 |
0,01 |
7,36 |
0,01 |
5,21 |
0,01 |
7,36 | |||
2-3 |
600 |
0,01 |
8,18 |
0,01 |
5,79 |
0,01 |
8,18 | ||||
3-4 |
1100 |
0,01 |
14,99 |
0,01 |
10,61 |
0,01 |
14,99 | ||||
4-5^ |
500 |
0,01 |
6,81 |
0,01 |
4,82 |
0,01 |
6,81 | ||||
1-8 |
1100 |
0,01 |
14,99 |
0,01 |
10,61 |
0,01 |
14,99 | ||||
8-7^ |
500 |
0,01 |
6,81 |
0,01 |
4,82 |
0,01 |
6,81 | ||||
2-9 |
1100 |
0,01 |
14,99 |
0,01 |
10,61 |
0,01 |
14,99 | ||||
9-6^ |
500 |
0,01 |
6,81 |
0,01 |
4,82 |
0,01 |
6,81 | ||||
8-9 |
540 |
0,01 |
7,36 |
0,01 |
5,21 |
0,01 |
7,36 | ||||
9-4 |
600 |
0,01 |
8,18 |
0,01 |
5,79 |
0,01 |
8,18 | ||||
Итого: |
7080 |
96,48 |
68,31 |
96,48 | |||||||
2 |
8-7^ |
500 |
0,02 |
9,85 |
0,0036 |
1,82 |
0,02 |
9,85 | |||
7-6 |
600 |
0,02 |
11,82 |
0,0036 |
2,18 |
0,02 |
11,82 | ||||
6-5 |
540 |
0,02 |
10,64 |
0,0036 |
1,96 |
0,02 |
10,64 | ||||
4-5^ |
500 |
0,02 |
9,85 |
0,0036 |
1,82 |
0,02 |
9,85 | ||||
9-6^ |
500 |
0,02 |
9,85 |
0,0036 |
1,82 |
0,02 |
9,85 | ||||
Итого: |
2640 |
52,00 |
9,60 |
52,00 | |||||||
- Водопроводные сооружения производительностью 10000м3/сут
- Водопропускная труба
- Водорастворимые витамины (производные пиррола, бензопирана, фурана)
- Водорастворимые полимеры
- Водородная энергетика
- Водородные связи
- Водоросли как источники получения лекарственных препаратов
- Водопроводная насосная станция 2-го подъема
- Водопроводная насосная станция второго подъема
- Водопроводная сеть города
- Водопроводная сеть. Забор воды из открытого водоисточника
- Водопроводная сеть населенного пункта
- Водопроводные очистные сооружения
- Водопроводные очистные сооружения
