Розрахунок системи протипожежного водопостачання об`єкту

МІНІСТЕРСТВО З НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЙ

РЕСПУБЛІКИ БІЛОРУСЬ

КОМАНДНО-ІНЖЕНЕРНИЙ ІНСТИТУТ

ПОЖЕЖНА Аварійно-рятувальна техніка

(Кафедра)

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

«СПЕЦІАЛЬНА ВОДОПОСТАЧАННЯ»

«Розрахунок системи протипожежного водопостачання об'єкта»

МІНСЬК 2009

ЗМІСТ

1. КОРОТКА ХАРАКТЕРИСТИКА ОБ'ЄКТА

2. РОЗРАХУНОК ВИТРАТ ВОДИ НА ГОСПОДАРСЬКО-ПИТНІ І ВИРОБНИЧІ ПОТРЕБИ

3. РОЗРАХУНОК витрат води на пожежогасіння та кількість одночасно ПОЖЕЖ

4. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВОДОПРОВІДНОЇ МЕРЕЖІ

5. Розрахунку напірних - РЕГУЛЮЮТЬ ЄМНОСТІ

6. РОЗРАХУНОК насосної станції другого підйому

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ДОДАТОК

1. КОРОТКА ХАРАКТЕРИСТИКА ОБ'ЄКТА

Населений пункт має житлову забудову будівлями, обладнаними внутрішнім водопроводом, каналізацією та централізованим гарячим водопостачанням з душовими.

• чисельність населення - 26 тис. чоловік;

• переважна поверховість забудови - 5 поверхів;

• в населеному пункті розташована будівля:

- Клас з функціональної пожежної небезпеки - Ф1.2;

- Поверховість - 4;

- Будівельний об'єм - 20 000 м ³

Промислове підприємство розташоване поза населеним пунктом у вузлі № 5:

• площа території - 145 га;

• витрата води на потреби підприємства - 50 л / с

• на території підприємства розташовано дві будівлі з найбільшою пожежною небезпекою.

• Перша будівля:

- Об'єм будівлі - 50 000 м ³

- Ступінь вогнестійкості, категорія - V, B 2;

• Друга будівля:

- Об'єм будівлі - 18 000 м ³

- Ступінь вогнестійкості, категорія - VII, B 1;

• будівлі без ліхтарів і шириною - менше 60 м.

Довжина ділянок водопровідної мережі

2. РОЗРАХУНОК ВИТРАТ ВОДИ НА ГОСПОДАРСЬКО-ПИТНІ І ВИРОБНИЧІ ПОТРЕБИ

1. Визначення витрати на господарсько - питні потреби

Об'єднаний водопровід повинен забезпечити максимальний витрата води на господарсько - питні та виробничі потреби в добу найбільшого водоспоживання.

1. Визначення середньодобового витрати води на господарсько - питні потреби

Q ^Х.П. _сут.ср. = q _ж ∙ N _з / 1000,

де, q _ж - проектна норма добового водоспоживання (середня за рік) на одного жителя, л / добу; N _ж - розрахункова кількість жителів у населеному пункті, чол, 1000 - постійна для перекладу літрів в кубічні метри.

Проектна норма водоспоживання добова (середня за рік) при житловій забудові населеного пункту будівлями, обладнаними внутрішнім водопроводом, каналізацією та централізованим гарячим водопостачанням з душовими, на одного жителя складе 180 л / добу (1, с.71). Розрахункова кількість жителів у населеному пункті становить 26 тис. осіб.

Q ^Х.П. _сут.ср. = q _ж ∙ N _ж / 1000 = 180 ∙ 26 000 / 1000 = 4680 (м ³ / доб)

2. Визначення максимального добової витрати води на господарсько-питні потреби населення

Q ^Х.П. _{сут.мах.} = К _{сут.мах.} ∙ Q ^Х.П. _{сут.ср.,}

де, Q ^Х.П. _сут.ср. - середній добовий витрата води на господарсько-питні потреби населення; до _{сут.мах.} - коефіцієнт добової нерівномірності водоспоживання. Значення коефіцієнта знаходиться в межах від 1,1 до 1,3 (2, п. 6.2). Приймаються до _{сут.мах.} = 1,3.

Q ^Х.П. _{сут.мах.} = К _{сут.мах.} ∙ Q ^Х.П. _сут.ср = 1,3 ∙ 4680 = 6084 (м ³ / доб)

3. Визначення максимальної годинної витрати води на господарсько-питні потреби

Q ^Х.П. _{час.мах.} = К _{час.мах.} ∙ Q ^Х.П. _{сут.мах} / _24.,

де, Q ^Х.П. _{сут.мах.} - максимальний добовий витрата води на господарсько-питні потреби населення; ^к. _{час.мах.} - коефіцієнт годинної нерівномірності водоспоживання.

до _{час.мах.} = α _мах ∙ β _мах,

де, α _мах - коефіцієнт, що враховує ступінь благоустрою будівель, режим роботи та інші місцеві умови (звичайно приймається рівним від 1,2 до 1,4) (2, п. 2.11); β _мах - коефіцієнт, що враховує кількість жителів у населеному пункті . Значення коефіцієнта β _мах = 1,15 (2, п. 2.2 табл. 2).

до _{час.мах.} = α _мах ∙ β _мах = 1,4 ∙ 1,15 = 1,61

Q ^Х.П. _{час.мах.} = К _{час.мах.} ∙ Q ^Х.П. _{сут.мах} / 24 = 1,61 ∙ 6084/24 = 408 (м ³ / год)

4. Визначення максимального секундного витрати води на господарсько-питні потреби

Припустити, що протягом години вода відбирається рівномірно.

Q ^Х.П. _{сек.мах.} = Q ^Х.П. _{час.мах} ∙ _1000/3600.,

де, Q ^Х.П. _{час.мах} - максимальний часовий витрата води на господарсько-питні потреби, м ³ / год, 1000 - постійна для перекладу з кубічних метрів в літри; 3600 - постійна для перекладу з годинника в хвилини.

Q ^Х.П. _{сек.мах.} = Q ^Х.П. _{час.мах} ∙ 1000/3600 = 408 ∙ 1000/3600 = 113 (л / с)

2. Визначення витрати на виробничі та господарські потреби

1. Визначення секундного витрати води на господарсько-питні та виробничі потреби

Q _{сек.мах.} = Q ^Х.П. _{сек.мах} + Q ^пр. _сек.,

де, Q ^Х.П. _{сек.мах} - максимальний секундний витрата води на господарсько-питні потреби, л / с; Q ^пр. _сек - секундний витрата води на виробничому підприємстві, рівний 50 л / с (за умовою).

Q _{сек.мах.} = Q ^Х.П. _{сек.мах} + Q ^пр. _сек. = 113 + 50 = 163 (л / с)

2. Визначення добової витрати води на промисловому підприємстві

Припустимо, що підприємство працює у три зміни і споживання води протягом доби рівномірний.

Q ^пр _добу = m ∙ t _зміна ∙ Q ^пр _{сек.мах} ∙ 3600/1000,

де, m - кількість робочих змін; t _зміна - тривалість зміни, год;

Q ^пр _{сек.мах} - секундний витрата води на виробничому підприємстві, рівний 50 л / с (за умовою), 1000 - постійна для перекладу з кубічних метрів в літри; 3600 - постійна для перекладу з годинника в хвилини.

Q ^пр _добу = m ∙ t _зміна ∙ Q ^пр _{сек.мах} ∙ 3600/1000 = 3 ∙ 8 ∙ 50 ∙ 3600/1000 = 4320 (м ³ / доб)

3. Визначення максимального добової витрати води на господарсько - питні потреби

^Q. _{Сут.мах.} = Q ^Х.П. _{сут.мах.} + Q ^пр _добу.,

де, Q ^Х.П. _{сут.мах} - максимальний добовий витрата на господарсько - питні потреби, м ³ / добу; Q ^пр _добу - добова витрата води на виробничому підприємстві, м ³ / доб.

^Q. _{Сут.мах.} = Q ^Х.П. _{сут.мах.} + Q ^пр _добу. = 6084 + 4320 = 10404 (м ³ / доб).

2. РОЗРАХУНОК витрат води на пожежогасіння та кількість одночасно ПОЖЕЖ

1. Розрахунок витрати води на одну пожежу в населеному пункті

Для розрахунку магістральних (кільцевих) ліній водопровідної мережі розрахункова витрата води на одну пожежу в населеному пункті визначаємо за чисельністю населення та поверховості забудови. При чисельності населення 26 тис. чоловік і забудову будівлями заввишки 5 поверхів, витрата води на пожежогасіння складе Q ^нп _нар = 25 л / с (6, п.5.1. Табл. 1).

Витрата води на зовнішнє пожежогасіння що знаходиться в населеному пункті чотириповерхової будівлі класу Ф1.2 об'ємом 20 тис. м ³ складе Q ^ф1.2 _нар = 20 л / с (6, п. 5.5. Табл. 2).

Крім того, необхідно враховувати витрати води на внутрішнє пожежогасіння. Для даного типу будівлі вони становлять 2,5 л / с (6, табл. 1).

2. Розрахунок витрати води на одну пожежу на підприємстві

Розрахунковий витрата води на один зовнішній пожежа на виробничому підприємстві визначається за ступенем вогнестійкості, категорії приміщень за пожежною небезпекою та обсягом цієї будівлі, в якому для гасіння пожежі потрібно найбільша витрата.

За завданням найбільшу небезпеку становлять:

Перша будівля:

- Об'єм будівлі - 50 000 м ³

- Ступінь вогнестійкості, категорія - V, B 2;

Друга будівля:

- Об'єм будівлі - 18 000 м ³

- Ступінь вогнестійкості, категорія - VII, B 1;

будівлі без ліхтарів і шириною - менше 60 м.

Розрахунковий витрата води на зовнішнє гасіння однієї пожежі на підприємстві становить Q ^пр _нар.1 = 30 (л / с); Q ^пр _нар.2 = 25 (л / с) (2, таблиця 3).

Витрати на внутрішнє пожежогасіння складуть: Q ^пр _вн.1 = 2 ∙ 5 = 10 (л / с); Q ^пр _вн.2 = 2 ∙ 5 = 10 (л / с) (2, таблиця 7).

3. Розрахунок витрат води на пожежогасіння

1. При числі мешканців понад 25 і до 50 тис. чоловік розрахункову кількість одночасних пожеж приймаємо дорівнює двом. Враховуючи, що площа підприємства становить менше 150 га, то на території підприємства можливий тільки одна пожежа (2, п.5.20-5.21). При цьому, відповідно до кількості одночасних пожеж, витрати води слід визначати як суму необхідного більшої витрати в населеному пункті і 50% потрібного меншої витрати на підприємстві;

Обчислимо, де потрібна найбільша витрата води: Q ^нп _пож.1 = 25 л / с, Q ^нп _пож.2 = 20 + 2,5 = 22,5 л / с; Q ^пр _пож.1 = 30 + 10 = 40 ( л / с), Q ^пр _пож.1 = 25 + 10 = 35 (л / с). Порівнюючи отримані дані отримуємо, що загальний витрата дорівнює:

Q _пож. = Q ^нп _пож.1 ∙ 2 + Q ^пр _пож.1 ∙ 0,5 = 25 ∙ 2 + 40 ∙ 0,5 = 70 (л / с)

4. Визначення точок відбору води на пожежогасіння

Витрата води на пожежогасіння Q _пож. Будемо відбирати у диктує точці - вузол № 4 і в місці розташування підприємства - вузол № 5.

Витрата води на пожежогасіння в диктує точці Q ^д.т. _пож складе:

Q ^д.т. _пож = 2 ∙ (Q ^нп _нар + Q ^нп _вн),

де, Q ^нп _нар - розрахункова витрата води на зовнішнє гасіння однієї пожежі в населеному пункті; Q ^нп _вн - розрахункова витрата води на внутрішнє гасіння однієї пожежі в населеному пункті.

Q ^д.т. _пож = 2 ∙ (Q ^нп _нар + Q ^нп _вн) = 2 ∙ (25 + 0) = 50 (л / с)

Витрата води Q ^уз.пр _пож в місці розташування підприємства становитиме:

Q ^уз.пр _пож = Q _пож - Q ^д.т. _пож

Q ^уз.пр _пож = Q _пож - Q ^д.т. _пож = 70 - 50 = 20 (л / с)

2. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВОДОПРОВІДНОЇ МЕРЕЖІ

1. Гідравлічний розрахунок водопровідної мережі на пропуск господарсько-питного та виробничого витрати води

Основним завданням розрахунку проектованого зовнішнього водопроводу є забезпечення подачі води до кожного будинку і спорудження у необхідній кількості і під відповідним тиском. Розрахунок водопровідної мережі ведеться з умови мінімізації витрат на будівництво та експлуатацію. Розрахунок водопроводу необхідний також не тільки для вибору діаметра труб і визначення втрат напору у водопровідній мережі, але й для встановлення напорів біля насосної станції, підбору насосів, визначення висоти водонапірної башти в залежності від втрат напору у водопровідній мережі при подачі розрахункових витрат до місць відбору.

1. Визначення питомої витрати води

q _уд = Q ^Х.П. _{сек.мах} / L

де, Q ^Х.П. _{сек.мах} - максимальний секундний витрата води на господарсько-питні потреби населеного пункту, л / с; L - довжина магістральної лінії, м.

L = l _1-2 + l _2-3 + l _3-4 + l _4-5 + l _5-6 + l _6-7 + l _7-1 + l _6-2

де, l _i - довжина i-го ділянки водопровідної мережі, м.

L = l _1-2 + l _2-3 + l _3-4 + l _4-5 + l _5-6 + l _6-7 + l _7-1 + l _6-2 = 300 + 275 + 215 + 195 + 295 + 200 + 210 + 150 = 1840 (м).

q _уд = Q ^Х.П. _{сек.мах} / L = 113/1840 = 0,061 (л / с)

2. Визначення колійного витрати води

q _{пут i} = Q _уд ∙ l _i

де, q _уд - питома витрата води, л / с; l _i - довжина i-го ділянки водопровідної мережі, м.

q _{пут 1-2} = q _уд ∙ l _1-2 = 0,0614 ∙ 300 = 18,4 (л / с)

q _{пут 2-3} = q _уд ∙ l _2-3 = 0,0614 ∙ 275 = 16,9 (л / с)

q _{пут 3-4} = q _уд ∙ l _3-4 = 0,0614 ∙ 215 = 13,2 (л / с)

q _{пут 4-5} = q _уд ∙ l _4-5 = 0,0614 ∙ 195 = 12,0 (л / с)

q _{пут 5-6} = q _уд ∙ l _5-6 = 0,0614 ∙ 295 = 18,1 (л / с)

q _{пут 6-7} = q _уд ∙ l _6-7 = 0,0614 ∙ 200 = 12,3 (л / с)

q _{пут 7-1} = q _уд ∙ l _7-1 = 0,0614 ∙ 210 = 12,9 (л / с)

q _{пут 6-2} = q _уд ∙ l _2-6 = 0,0614 ∙ 150 = 9,2 (л / с)

Перевіримо правильність виконаних обчислень:

Q ^Х.П. _{сек.мах} = Σ q _{пут i} = 18,4 +16,9 +13,2 +12,0 +18,1 +12,3 +12,9 +9,2 = 113 (л / с)

Дорожні витрати по ділянках мережі.

3. Визначення вузлового витрати води

^q. _{вузл n} = 0,5 ∙ Σ q _{пут i}

де, q _{пут i} - сума дорожніх витрат на ділянках прилеглих до n - му вузлу, л / с.

q ₁ = (q _1-7 + q _1-2) / 2 = (12,9 + 18,4) / 2 = 15,65

q ₂ = (q _1-2 + q _2-3 + q _2-6) / 2 = (18,4 + 16,9 + 9,2) / 2 = 22,25

q ₃ = (q _2-3 + q _3-4) / 2 = (16,9 + 13,2) / 2 = 15,05

q ₄ = (q _4-5 + q _3-4) / 2 = (12,0 + 13,2) / 2 = 12,6

q ₅ = (q _4-5 + q _5-6) / 2 = (12,0 + 18,1) / 2 = 15,05

q ₆ = (q _5-6 + q _6-7 + q _2-6) / 2 = (18,1 + 12,3 + 9,2) / 2 = 19,8

q ₇ = (q _1-7 + q _6-7) / 2 = (12,9 + 12,3) / 2 = 12,6

Вузлові витрати

4. Підібрати діаметри труб водопровідних ліній

Для об'єднаного протипожежного водопроводу в населених пунктах і на промислових підприємствах застосовуються труби стандартного діаметру від 100 мм і більше (2, п.8.4.6).

Отримані значення зводимо в таблицю 4.

5. Визначимо втрати на дільницях

h _i = 1000 i ∙ l _i / 1000,

де 1000 i - коефіцієнт Шевельова

h _i = A _i ∙ l _i ∙ q ² ∙ K _n.

A - питомий опір труб;

K _n - поправочний коефіцієнт

При V> 1.2 м / с K _n = 1.

V = 1,03 м / с K _n = 1,03.

V = 1,19 м / с K _n = 1.

Діаметри труб на ділянках мережі підбираємо залежно від витрати води на цій ділянці з використанням «Таблиць для гідравлічного розрахунку водопровідних труб» Ф.А. Шевельова. Приймаємо, що труби виконані з чавуну.

Отримані значення вказані в таблиці 4.

Гідравлічний розрахунок на пропуск води у звичайний час

6. Узгодження мережі

Для кожного кільця виберемо умовно - позитивний напрямок - за годинниковою стрілкою (додаток 1). Оскільки обидва кільця мережі задовольняють умові - 0,5 <Δ h <0,5, Отже мережа ув'язана.

7. Визначити втрати напору в мережі за найбільш імовірним напрямками

З точки введення - вузол № 1 - у диктують точку вода може надходити за трьома найбільш вірогідним напрямками: I - 1-2-3-4; II - 1-7-6-5-4; III - 1-2-6 - 5-4:

I: h _I = h _1-2 + h _2-3 + h _3-4 = 1,74 +1,06 +2,28 = 5,08 (м)

II: h _II = h _1-7 + h _7-6 + h _6-5 + h _5-4 = 0,94 +1,47 +1,49 +1,06 = 4,96 (м)

III: h _III = h _1-2 + h _2-6 + h _6-5 + h _5-4 = 1,74 +0,90 +1,49 +1,06 = 5,19 (м)

Визначаємо середні втрати напору мережі в звичайний час:

h _мережі = (h _I + h _II + h _III) / 3 = (5,08 +4,96 +5,19) / 3 = 5,08 (м)

2. Гідравлічний розрахунок водопровідної мережі на пропуск витрат води під час пожежі

1. Визначити загальний витрата води на годину максимального водоспоживання при пожежі

Q _Σ = Q _{сек. макс.} + Q _{пожежі.}

Q _Σ = 163 + 70 = 233 л / с

2. Перевірочний розрахунок мережі

Визначити діаметр труб і швидкість руху води по ним.

Швидкість руху води по трубах не повинно перевищувати 2,5 м / с

Отримані значення зводимо в таблицю 5.

Гідравлічний розрахунок на пропуск води під час пожежі