Проектування систем господарсько-питного водопостачання

Ділянка

L, м

q, л / с

d, мм

V, м / с

s = AL

До

s ₁ = Ks

h = s ₁ q ^2, м

s ₁ q

D q, л / с

q _{1, л / с}

h ₁ = s ₁ q ₁ ^2, м

4-3

200

4

100

0,49

0,06234

1,15

0,071691

1,1471

0,29

-0,59

3,41

0,83

3-2

315

15

125

1,15

0,029016

1

0,029016

6,5286

0,44

-0,59

14,41

6,03

2-1

200

15

125

1,15

0,019344

1

0,019344

2,1762

0,15

-0,59

14,41

2

9,8519

8,86

4-5

285

3,83

100

0,49

0,09351

1,15

0,107537

1,2285

0,41

+0,59

4,42

2,1

5-6

220

9,45

100

1,16

0,06234

1

0,06234

5,5671

0,59

+0,59

10,04

6,28

6-7

200

22,75

200

0,7

0,0016184

1,09

0,001764

0,0401

0,04

+0,59

23,34

0,96

7-1

150

23,26

200

0,72

0,0012138

1,08

0,001311

0,7093

0,03

+0,59

23,85

0,75

Всього

1570

38,26

7,545

1,95

10,09

Ділянка

До

s ₁ = Ks

h = s ₁ q ^2, м

s ₁ q

D q, л / с

q _{1, л / с}

h ₁ = s ₁ q ₁ ^2, м

D q _1, л / с

q _{2, л / с}

h ₂ = s ₁ q _{² 2,} м

1

7

8

9

10

11

12

13

4-3

1,15

0,071691

1,1471

0,29

-0,59

3,41

0,83

+0,32

3,73

1

3-2

1

0,029016

6,5286

0,44

-0,59

14,41

6,03

+0,32

14,73

6,3

2-1

1

0,009672

2,1762

0,15

-0,59

14,41

2

+0,32

14,73

2,1

9,8519

8,86

9,4

4-5

1,15

0,107537

1,2285

0,41

+0,59

4,42

2,1

-0,32

4,1

1,81

5-6

1

0,06234

5,5671

0,59

+0,59

10,04

6,28

-0,32

9,72

5,9

6-7

1,09

0,001764

0,0401

0,04

+0,59

23,34

0,96

-0,32

23,02

0,93

7-1

1,08

0,001311

0,7093

0,03

+0,59

23,85

0,75

-0,32

23,53

0,73

Всього

7,545

1,95

10,09

9,37

Ділянка

Витрата

7-6

2

6-5

2 +2,2 = 4,2

5-4

4,2 +1,22 = 5,42

4-3

5,42 +0,42 = 5,84

3-2

5,84 +2,5 = 8,34

2-1

8,34

7-8

43

8-1

43 +5,51 = 48,51

Всього

56,85

Ділянка

L, м

q, л / с

d, мм

V, м / с

s = AL

K

s ₁ = Ks

h = s ₁ q ^2, м

s ₁ q

D q, л / с

q _{1, л / с}

h ₁ = s ₁ q ₁ ^2, м

7-6

100

2

200

0,245

0,008092

1,41

0,001140972

0,004

0,002

-2,37

-0,37

-0,0001

6-5

220

4,2

100

0,95

0,06234

1,04

0,0648336

1,14

0,27

-2,37

1,83

0,22

5-4

285

5,42

100

0,66

0,09351

1,1

0,102861

3,02

0,56

-2,37

3,05

0,96

4-3

200

5,84

100

0,7

0,06234

1,09

0,0679506

2,32

0,4

-2,37

3,47

1,24

3-2

315

8,34

125

0,64

0,029016

1,11

0,03220776

2,24

0,29

-2,37

5,97

1,15

2-1

200

8,34

125

0,64

0,019344

1,11

0,02147184

1,49

0,18

-2,37

5,97

0,77

10,21

4,34

7-8

100

43

250

0,88

0,0008092

1,06

0,000267968

1,18

0,03

+2,37

40,3

1,33

8-1

150

48,51

250

0,95

0,0003792

1,04

0,000394368

0,75

0,02

+2,37

45,88

0,83

Всього

1570

56,85

1,93

1,75

2,16

s ₁ = Ks

h = s ₁ q ^2, м

s ₁ q

D q, л / с

q _{1, л / с}

h ₁ = s ₁ q ₁ ^2, м

s ₁ q ₁

D q _1, л / с

q _{2, л / с}

h ₂ = s ₁ q _{² 2,} м

0,001140972

0,004

0,002

-2,37

-0,37

-0,0001

0,003

-0,99

-1,36

0,002

0,0648336

1,14

0,27

-2,37

1,83

0,22

0, 19

-0,99

0,84

0,05

0,102861

3,02

0,56

-2,37

3,05

0,96

0,31

-0,99

2,06

0,44

0,0679506

2,32

0,4

-2,37

3,47

1,24

0,24

-0,99

2,48

0,42

0,03220776

2,24

0,29

-2,37

5,97

1,15

0, 19

-0,99

4,98

0,8

0,02147184

1,49

0,18

-2,37

5,97

0,77

0,13

-0,99

4,98

0,53

10,21

4,34

2,24

0,000817292

1,18

0,03

+2,37

40,3

1,33

0,03

+0,99

41,29

1,39

0,000394368

0,75

0,02

+2,37

45,88

0,83

0,02

+0,99

46,87

0,87

1,93

1,75

2,16

1,11

2,26

Ділянка

Витрата

4-3

4

3-2

15

2-1

15

4-5

3,83

5-6

9,45

6-7

22,75

7-8

22,75

8-1

23,26

Всього

38,26

Ділянка

L, м

q, л / с

d, мм

V, м / с

s = AL

K

s ₁ = Ks

h = s ₁ q ^2, м

4-3

200

4

100

0,49

0,06234

1,2

0,074808

1,2

3-2

315

15

125

1,15

0,029016

1

0,029016

6,53

2-1

200

15

125

1,15

0,019344

1

0,019344

4,4

12,13

4-5

285

3,83

100

0,43

0,09351

1,2

0,112212

1,65

5-6

220

9,45

100

1,1

0,06234

1

0,06234

5,57

6-7

100

22,75

200

0,7

0,0008092

1,09

0,00882028

4,56

7-8

100

22,75

200

0,7

0,0008092

1,09

0,00882028

4,56

8-1

Знаходимо невязку

D h = 16,58 - 12,13 = 4,45 м> 1 м і перевищує допустиме значення.

Знаходимо поправочний витрата

D q = D h / (2 S sq) = 4,45 / (2 '2,1) = 1 л / с.

Зведена відомість підбору діаметра труб і розрахунку втрат напору (перевірочний розрахунок)

Знаходимо невязку D h = 13,76 - 13,3 = 0,46 м <0,5 м. Невязка допустима.

Визначаємо втрати напору в мережі h _з = (13,76 +13,3) / 2 = 13,53 м.

Для укладання зовнішньої мережі ткацької фабрики потрібні сталеві труби наступних діаметрів і довжин:

2.3 Визначення режиму подачі води

Для визначення режимів роботи насосних станцій, водонапірних баків і резервуарів необхідно знати, скільки води витрачається по годинах зміни на промислових підприємствах.

Кількість води в%, що витрачається на господарсько-питні потреби за кожну годину восьмигодинний зміни, можна прийняти за таблицею. Витрата води на виробничі потреби прийнятий рівномірним по годинах зміни. Витрата води на душові потреби враховується протягом 45 хв першої години кожної зміни, тому що в цю годину миється попередня зміна. У цей час на фабриці максимальний водоразбор, який у відсотках змінного витрат становить:

Відповідно до таблиці витрат води (табл.2.1) і таблицею водоспоживання на господарсько-питні, потреби по годинах зміни, складаємо для нашого підприємства таблицю 2.5 водоспоживання по годинах зміни. Визначається змінний господарсько-питної витрата по цехах в м ³ / зміну. Значення кількості працюючих в зміну N ₁ та N ₂ і норма господарсько-питного водоспоживання q ₁ і q ₂ на 1 чол. л / зміну приймаються за таблицею 2.1 (вихідні дані).

Змінний душовою витрата встановлюється за душового витраті води Q _д в л / с (див. таблиці 2.1) з розрахунку роботи душових протягом 45 хв.

Для восьмигодинний зміни виробничий змінний витрата води визначається за заданим витраті води в л / с.

З таблиці 2.5 видно, що витрата води на всі потреби в зміні складає 152,95 м ^3, з них:

Розрахунковий витрата води без душового витрати 111,2 м ^3.

2.4 Розрахунок ємнісних споруд (водонапірна башта і РЧВ)

Регулюючу ємність бака водонапірної вежі визначають, аналізуючи роботу насосів насосної станції II підйому та витрати води з водопровідної мережі, для чого складаємо табл.2.6 Дані по водоспоживанню в кожну годину зміни в% від змінного витрати беремо з табл.2.5, графа 23.

Приймаються продуктивність одного насоса, рівну 10,43% змінного витрати, іншого насоса - 27% - Цей насос включається додатково для забезпечення подачі води на душові потреби в першу годину кожної зміни.

Таблиця 2.6 - Розрахунок регулюючої ємності бака водонапірної вежі

Отже, регулюючий об'єм бака (див. табл.2.6) становить 10,82% змінного витрати, тобто

W _рег = (152,95 '10,82) / 100 = 16,55 м ^3.

Повний обсяг - водонапірного бака складає суму регулюючого обсягу та недоторканного запасу води. Недоторканний запас дорівнює витраті води на внутрішнє пожежогасіння протягом 10 хв при одночасному найбільшому витраті води на інші потреби.

У нашому випадку обсяг запасу води на пожежні потреби

W _{н. з. пож} = (5 '10' 60) / 100 = ³ м 3.

Обсяг недоторканного господарсько-виробничого запасу визначимо за максимальною годинною витратою води, рівному 127,17 м ³ / см (табл.2.6), а 10-хвилинний запас - з рівності

W _{н. з. х-п.} = м ^3.

Недоторканний запас води, таким чином, буде дорівнює

W _{н. з.} = 3 +2,75 = 8,25 м ^3.

Повний обсяг води в водонапорном баку

W ₆ = 16,55 +8,25 = 24,8 м ^3.

Приймаємо за додатком 4 бак місткістю 50 м ³ (за типовим проектом 901-5-21/70). Визначимо об'єм резервуару чистої води по режиму роботи насосних станцій I і ^- II підйому.

При рівномірному режимі роботи насосної станції I підйому в кожну годину буде подавати 100 / 8 = 12,5% змінного витрати. Режим роботи насосів II підйому дані в табл.2.6

Розрахунок зведемо в табл.2.7, з якої видно, що регулює обсяг резервуара чистої води дорівнює 31,5% змінного витрати або

W _{рег РЧВ} = (152,95 '14,5) / 100 = 22,18 м ^3.

Таблиця 2.7 - Визначення регулюючої ємності резервуара чистої води

Повний обсяг резервуара чистої води дорівнює сумі, що регулює обсягу, недоторканного запасу та обсягу води, необхідної для потреб водопроводу (промивка фільтрів, водопровідних мереж і т.п.), який приймемо в кількості 3% змінного витрати. Недоторканний запас складається у свою чергу із запасів на пожежні та господарсько-виробничі потреби. Обсяг запасу на пожежні потреби W _{н. з. пож,} визначаємо з розрахунку забезпечення витрат води на гасіння, пожежі з зовнішніх гідрантів та внутрішніх пожежних кранів протягом 3 ч. У нашому випадку Q _пож = 50 л / с (див. табл.2.1).

W _{н. з. пож,} = (50 '3' 3600) / 1000 = 540 м ^3.

Обсяг недоторканного запасу води на господарсько-виробничі потреби W _{н. з. х-п.} дорівнює кількості споживаної води у три суміжних години максимального водоспоживання.

У нашому випадку (див. табл.2.5)

W _{н. з. х-п.} = 9,13 +9,13 +10,81 = 29,07%

У цьому випадку витрата води на приймання душів, який становить 27,24% змінного витрати, не повинен враховуватися

W _{н. з. х-п.} = (111,2 '29,07) / 100 = 32,4 м ^3.

Звідки недоторканний запас води

W _{н. з.} = 540 +32,4 = 572,4 м ^3.

Обсяг води, необхідної для власних потреб водопроводу

W _{с. н.} = (152,95 '3) / 100 = 4,59 м ^3.

Повний обсяг резервуара чистої води

W _{pe з} = 22,18 + 572,4 + 4,59 = 599,17 м ^3.

Приймаються три типових резервуари по 250 м ³ кожен (за типовим проектом 901-4-22) (див. Додаток 5). За проектом розміри резервуара d 'h = 10' 3,6 м. Висота шару води в резервуарі становить 3 м, запас - 0,5 м, товщина перекриття - 0,1 м.

2.5 Визначення висоти водонапірної башти

Водонапірний бак слід розташовувати на такій висоті, щоб напору в зовнішній мережі у всіх точках водорозбору об'єкта був не менш необхідного для господарсько-питних потреб, а також пожежогасіння - внутрішніх пожежних кранів. Одержуваний напір повинен забезпечувати роботу пожежного крана в диктує точці, розташованій на вводі в адміністративну будівлю, найбільш віддаленого від початку мережі і найбільш високою (див. рис.2.1).

За завданням висота адміністративної будівлі 15 м (див. табл.2.1). Приймемо це будівля за 3-поверхова. Тоді найбільш невигідно розташовані пожежні крани в будівлі знаходяться на висоті z _кр = 12 м.

Вільний напір у диктує точці визначимо за формулою

Н _{в. зд.} = h _{вн. з} + Н _кр + z _кр.

У нашому випадку не ставиться мета зробити гідравлічні розрахунки внутрішньої водопровідної мережі. Тому для спрощення розрахунку будемо вважати, що втрати напору у внутрішній мережі h _{вн. з} = 2 м.

Напір у крана визначимо виходячи з подачі мінімальної струменя в 6 м з витратою 5 л / с відповідно до норм (за Додатку 6),

Рукава непрорезіненние діаметром 65 мм, довжиною 20 м, насадки стовбурів діаметром 22 мм. За Додатком 6 Н _кр = 12,24 м.

Вільний напір на вводі в будинок

Н _{в. зд.} = 2 +12,4 +12 = 26,4 м.

Висоту розташування водонапірного бака визначають за формулою (16). Висота розташування водонапірного бака

H _б = 26,4 +1,1 '13,53 + (64,3-66) = 39 м

Приймаються H _б = 39 м.

2.6 Гідравлічний розрахунок водоводів

Розрахунок водоводів, прокладаються між насосною станцією II підйому і водопровідною мережею, проводиться по максимальному секундному витраті води. У нашому випадку від насосної станції II підйому до мережі прокладено два водоводу довжиною 200 м кожна (див. рис.2.1). У години максимального водоспоживання насоси II підйому будуть подавати 27% змінного витрати (див. табл.3.6), що складе

(152,95 '27) / 100 = 41,3 м ³ / ч = 11,47 л / с.

Пожежний витрата по об'єкту равен.50 л / с.

При аварії одного з водоводів і пожежі на об'єкті іншої водовід повинен забезпечити подачу води в кількості 100% на пожежні і 70% на господарсько-питні потреби

(11,47 '70) / 100 +50 = 58 л / с.

По витраті води 58 л / с підбираємо діаметр кожного водоводу по Додатку 1. Діаметр водоводів приймаємо 450 мм, V = 0,395 м / с; матеріал - сталь.

Втрати напору в одному водоводі при пожежі складуть

h _вод = А Lq ² = 0,09928 '450' 0,058 ² = 0,150 м,

де А = 0,09928 за Додатку 7.

Так як водоводи працюють у дві лінії, то по кожній з них (до пожежі) в години максимального водоспоживання мине половина розрахункового змінного витрати

q = 11,47: 2 = 5,74 л / с, або 0,006 м ³ / с,

а втрати напору в водоводі складуть

h _вод = 0,09928 '450' 0,006 ² = 0,002 м.

2.7 Визначення необхідних напорів насосів НС-2

Господарсько-виробничі насоси II підйому додають воду з резервуара чистої води в зовнішню водопровідну мережу. Режим роботи господарсько - виробничих насосів насосної станції II підйому визначений при розрахунку регулюючої ємності водонапірного бака. У протягом 7 год восьмигодинний зміни працює один насос і подає 10,43% змінного витрати, що становить

(152,95 '10,43) / 100 = 15,95 м ³ / год = 4,4 л / с

Інший насос подає 27% змінного витрати, що складе 11,47 л / с і включається в годину максимального водорозбору (в першу годину кожної зміни). У цей час відключається перший насос.

Отже, продуктивність одного насоса Q ₁ = 4,4 л / с, іншого - Q ₂ = 11,47 л / с.

Напір господарсько-виробничих насосів визначається

Н _х-п = 1,1 '0,002 +39 +2 + (66-63) +3 +2,5 = 49,5 »50 м

Встановлюємо два насоси подачею Q ₁ = 4,4 л / с (основний і резервний) і два подачею Q ₂ = 11,47 л / с (основний і резервний) при напорі 44 м і підбираємо їх марку по каталогу (див. Додаток 8 ).

Подачу стаціонарних пожежних насосів визначають за розрахунковій витраті при пожежі Q _розр = 56,85 л / с (див. табл.2.1, графу 17).

Напір, що розвивається стаціонарним пожежним насосом у водопроводі високого тиску, повинен забезпечити подачу води до місця пожежі без пересувних пожежних насосів. При цьому напір у насоса визначається

Н _з = 32 + z _зд = 32 +15 = 47 м;

Тоді напір, створюваний стаціонарним пожежним насосом,

Н _пож = 1,1 (0,002 +4,34) + (64,3-63) +47 +3 +2,5 = 58,58 »59 м

Встановлюємо два стаціонарні пожежні насоси (основний і резервний) і підбираємо їх по каталогу. Підібрані насоси по каталогу зводимо в таблицю.

Список використаних джерел

1. СНіП 2.04.02 - 84 Водопостачання. Зовнішні мережі та споруди / Держбуд Росії. - М: ГУП ЦПП, 2000 р. - 128 с.

2. СНиП 2.04.01-84 Внутрішній водопровід і каналізація будинків / Держбуд Росії. - М: ГУП ЦПП, 2000 р. - 150 с.

3. СанПин 2.1.4 1074-01 "Питна вода. Гігієнічні вимоги до якості води централізованих систем питного водопостачання. Контроль якості"

4. Абрамов М.М. Водопостачання. - М.: Стройиздат, 1974. - 688 с.

5. Абрамов М.М. Теорія і методика розрахунку систем подачі та розподілу води.М., Стройиздат, 1972

6. Качалов А.А., Кузнецова А.Є., Богданов Н.В. Протипожежне водопостачання. М.: Стройиздат, 1975. - 272

7. Шевельов Ф.А. Таблиці для гідравлічного розрахунку сталевих, чавунних, азбестоцементних, пластмасових і скляних водопровідних труб. - М.: Стройиздат, 1973. -96 С.

8. Насоси. Каталог - довідник. М., Машінгіз, 1960

9. СТП ХДТУ 2.5 01.1-01. Система освітніх стандартів. Роботи кваліфікаційні, проекти і роботи курсові. Вимоги до оформлення. - Хабаровськ: Вид-во Хабар. держ. унів. 2001 - 52 с.