Сільськогосподарське водопостачання

Міністерство сільського господарства і продовольства Республіки Білорусь

Білоруський Державний Аграрний Технічний університет

Кафедра гідравліки та гідравлічних машин

Пояснювальна записка

до курсової роботи на тему:

«Сільськогосподарське водопостачання»

Виконав: студент 39 зе гр.

Марцевич М.А.

Керівник: Мурашко О.О.

Мінськ 2006

Анотація

Курсова робота складається з пояснювальної записки та графічної частини.

Пояснювальна записка включає в себе 31 сторінок. Графічна частина складається з 4 креслень виконаних на форматах А2.

Ключові слова використовуються в курсовому проекті: водоспоживачів, вода, витрата, напір, насосна станція, водонапірна башта, шляхової, транзитний, розрахунковий, динамічний рівні.

Введення

Сільськогосподарське водопостачання - це галузь водного господарства, в завдання якого входить задоволення побутових та виробничих потреб у вигляді об'єктів сільського господарства.

Основні відмінності сільськогосподарського від побутового та промислового водопостачання полягає в рассредоточенности споживачів і сезонної циклічності сільськогосподарського виробництва. Вода в сільському господарстві витрачається на господарсько-питні між населенням, в комунальних підприємствах (школа, торговий центр) на тваринницьких фермах і комплексах, підприємствах з первинної переробки сільськогосподарської продукції, виробничих будівлях і гаражах, мийках, на протипожежні цілі.

Сільське господарство ведеться на великих територіях, що обумовлює рассредоточенность населених пунктів і різних водоспоживачів за площею землекористування. Крім того, водоспоживачів (люди, тварини, машини) виконуючи виробничі операції (оранка, прибирання, пасіння тварин) переміщаються по території. Все це збільшує дальність транспортування води, ускладнює системи водопостачання і ускладнює їх експлуатацію.

Системою водопостачання називається комплекс споруд для отримання води з природних джерел, її очищення, транспортування і подачі споживачам.

Рослинництво і тваринництво тісно пов'язане з безперервно змінюється виробничим фактором, яким обумовлюється циклічне чергування сільськогосподарських робіт. Ці обставини призводять до нерівномірного навантаження систем водопостачання, впливає на техніко-економічні показники.

1. Опис об'єктів водопостачання, джерел води, місце водонапірних та інших споруд

Мета роботи:

Метою роботи є проектування і розрахунок системи водопостачання сільськогосподарського об'єкта з урахуванням різних водоспоживачів, об'єктів перешкоджають прокладанні трубопроводу.

Вихідні дані.

Вихідними даними для курсової роботи є генеральний план місцевості з горизонталями, на якому вказані водоспоживачів, об'єкти, що перешкоджають прокладці трубопроводів.

Опис об'єктів водоспоживання.

Село Гончарівка складається з 40 триповерхових восьмиквартирних житлових будинків, в яких в середньому проживає 4 людини, ферми, що включає в себе свинарник відгодівельний на 200 голів, 2 торговий центру, які обслуговує 14 роб., Школа на 420 чоловік, клуб на 350 чоловік, дитячий сад на 140 осіб, стадіон на 1250 місць. Також в с Гончарівка є спирт завод, який виробляє 500 л. спирту.

З огляду на невелику кількість споживачів, а також гідрологічні та топографічні умови в районі проектування приймемо для водопостачання тупикову розгалужену мережу.

У районі немає відкритих джерел води, тому забір води будемо робити шляхом буріння артезіанської свердловини.

При проектуванні системи водопостачання враховуємо вимоги:

1. У будь-якій точці водопровідної мережі повинен бути напір, що забезпечує подачу води в необхідній кількості.

2. Водопровід проектується з урахуванням комплектного рішення щодо забезпечення водою села Гончарівка з урахуванням використання існуючих водопровідних споруд.

3. Водопровід повинен забезпечувати безперебійну подачу води належної якості.

4. Проектування водопроводу повинно здійснюватися з урахуванням перспективи його розвитку.

Глибина закладення і правила укладання труб.

Водонапірні труби укладаються в траншеї і засипаються землею. Труби розташовуються на такій глибині, щоб можна було забезпечити нормальний гідравлічний режим роботи. Глибина закладання труб встановлюється згідно зі СНіП 73-31-74 і повинна бути більше розрахункової глибини промерзання грунту.

При діаметрі труб

d ≤ 300мм на d + 0,2 м

d ≤ 600мм на 0,75 d

d> 600мм на 0,5 d

Щоб уникнути переривань у водопостачанні в літній час труби повинні укладатися на глибині не менше 0,5 м. рахуючи від верху труби.

Глибина закладання труб для запобігання їх від динамічних навантажень встановлюється не менше 1м, рахуючи від верху труби і приймається рівною на всіх ділянках. Якщо водопровідні лінії, що транспортують питну воду, проходять на одному рівні, то відстань між ними повинна бути не менше 1,5 м. при діаметрі труб до 200 мм. і 3,0 м. при діаметрі труб більше 200 мм. На таких ділянках необхідно застосовувати сталеві труби. Відстань від зовнішньої поверхні труб житлової забудови або до обрізів фундаментів будинків повинна бути не менше 5м.

Напірно-регулюючі споруди.

Як напірно-регулюючих споруд для с / г водопроводів найбільш поширені і виправдані водонапірні башти. Нижню частину вежі для запобігання від промерзання засипають грунтом. Вежі підключають до мережі однієї подающе-відводить трубою. Для забезпечення інтенсивного обміну води в баку, трубу подачі вводять до верхнього рівня води.

На кінці труби встановлюють клапан, що оберігає бак від можливого переповнення. З бака вода відводиться по трубі, підключеною до відвідної труби через зворотний клапан. Подающе-відводять трубу біля основи башти обладнають засувкою за допомогою якої вежу відключають від мережі. Для компенсації температурних напружень, що виникають при зміні температури, на подающе-відвідної труби встановлюють компенсатор. Водообмін в баку створює таку швидкість руху води, при якій вона не замерзає при зовнішній температурі рівній -20 ... -25 ° С. Із зовнішнього боку верхня частина башти забезпечується теплоізоляційним матеріалом. Для створення у споживачів необхідного тиску, вежу намагаються встановити в найбільш піднесеному місці.

Зона санітарної охорони.

Зона санітарної охорони проектується і організовується на всіх вододжерела і спорудах господарсько-питного водопроводу з метою забезпечення санітарно - епідеміологічної надійності систем централізованого водопостачання сільського селища. Проекти зон санітарної охорони розробляються одночасно з проектом водопроводу.

Санітарна зона ділиться на 2 пояси, в ​​кожному з яких дотримується особливий режим.

Перший пояс - зона суворого режиму. У ній розміщуються водозабірні очисні споруди, насосні станції. Тут забороняється: проживання людей, всі види будівництва за винятком пов'язаного з технічними потребами самого водопроводу. Цей пояс огороджується парканом і смугою зелених насаджень і охороняється.

Другий пояс - зона обмеження - охоплює всю територію басейну харчування вододжерела. У цій зоні по змозі обмежується будівництво підприємств, які можуть забруднити воду і т.д.

Відповідно до вище викладеним вимогам приймаємо: перший пояс зони санітарної охорони свердловини - квадрат зі стороною 50 м (насосна станція і свердловина будуть перебувати в центрі цього квадрата), водонапірної башти - квадрат зі стороною 30 м.; вздовж водоводів організуємо другий пояс зони охорони шириною в обидві сторони 10м.

Вибір трас водопровідної мережі.

З метою зниження витрат на матеріали для трубопроводу, а також витрат на його спорудження, прокладку трас водопровідної мережі будемо здійснювати вздовж доріг, оскільки абсолютна більшість споживачів знаходяться біля доріг. За даними трасах вода буде надходити на промислові об'єкти і тваринницькі ферми, попутно з цих же трас буде здійснюватися розбір води населенням. Так само для забезпечення пожежної безпеки встановлюємо пожежні гідранти на відстані один від одного не більше 150 метрів.

2. Визначення вузлових, шляхових і розрахункових витрат

Потреба у воді різних споживачів характеризується нормою водоспоживання. Норма водоспоживання населення і тварин - це об'єм води споживаний одним тваринам на добу в середньому за рік, в літрах. Норма водоспоживання на виконання виробничих процесів - це об'єм води в літрах, що витрачаються на виготовлення одиниці продукції, ремонту та обслуговування виробничого обладнання.

Встановлюємо види та кількість водоспоживачів, розташовані на трасі водопровідної мережі, особливості відбору води та складаємо гідравлічну модель мережі (рис. 1), а їх характеристику зводимо в таблицю 2.1 - Характеристика водоспоживачів:

Таблиця 2.1 Характеристика водоспоживачів.

Вузол або ділянку	Водоспоживачів	Витрата
1-2	Населення, школа, клуб, стадіон, торг. центр	Q1-2 - подорожній
1-3	Населення	Q1-3 - подорожній
3-4	Населення	Q3-4 - подорожній
1-6	Населення, дитя. сад	Q1-6 - подорожній
6-7	Населення, торг. центр	Q6-7 - подорожній
5	Спирт завод	Q5 - вузловий

8	Свиноферма	Q8 - вузловий

1. Визначаємо середньодобове водоспоживання, середнє за рік:

Qсут.ср.i = Ni ∙ qi, л / добу

де: Ni - загальна кількість водоспоживачів даного виду, шт.

qi - норма водоспоживання розглянутого споживача, л / сут. (Таблиця 9.1 [2]).

а) Для населення норма водоспоживання q = 250 л / добу (для житлових будинків до водоспоживання без ванн), загальна кількість будинків-40. Кількість квартир в будинку - 8. Приймаються що середня кількість мешканців в одній квартирі дорівнює 4 людини.

Qсут.ср.н = 250 ∙ 40 ∙ 8 ∙ 4 = 320000 л / добу = 320 м3/добу;

По ділянках:

ділянка 1-2: (6 будинків, торговий центр, школа, клуб, стадіон):

Qсут.ср.н 1-2 = 250 ∙ 6 ∙ 8 ∙ квітня +420 ∙ 20 +350 ∙ 10 +1250 ∙ 3 +7 ∙ 25 = 63 830 л / сут = 63,83 м3/сут;

ділянка 1-3: (7 будинків):

Qсут.ср.н 1-3 = 250 ∙ 7 ∙ 8 ∙ 4 = 56 000 л / сут = 56 м3/сут;

ділянка 3-4: (11 будинків):

Qсут.ср.н 3-4 = 250 ∙ 11 ∙ 8 ∙ 4 = 88 000 л / сут = 88 м3/сут;

ділянка 1-6: (6 будинків, дит. сад):

Qсут.ср.н 1-6 = 250 ∙ 6 ∙ 8 ∙ квітня +140 ∙ 75 = 58 500 л / сут = 58,5 м3/сут;

ділянка 6-7: (10 будинків, торг. центр):

Qсут.ср.н 6-7 = 250 ∙ 10 ∙ 8 ∙ 4 +7 ∙ 25 = 80 180 л / сут = 80,18 м3/сут;

б) виробничо-побутові та тваринницькі споживачі:

Вузол 5 (виробництво):

По таблиці 9.4 [1] визначаємо норму добового споживання на 1 л. спирту qс = 110 л / сут. Загальне середньодобове водоспоживання виробництва:

Qсут.ср.общ.ж = 500 ∙ 110 = 550 000 = 550 м3/добу;

Вузол 8 (Свинарник отк.):

Свиноферма: за таблицею 9.4 [1] визначаємо норму добового споживання для свиней на відгодівлі qс = 15 л / сут. Загальне середньодобове водоспоживання-ня тваринництва:

Qсут.ср.общ.ж = 200 ∙ 15 = 3000 = 3 м3/сут;

2. Вода споживається протягом року нерівномірно, так і на протязі доби. Максимальне добове водоспоживання споживачів визначаємо за формулою:

Qсут.мах.i = К сут.мах.i ∙ Qсут.ср.i, л / добу

де: К сут.мах.i - коефіцієнт добової нерівномірності До сут.мах. = 1,3

Qсут.ср.i - середньодобове водоспоживання i - го виду споживача в

добу, л / добу:

а) населення.

ділянка 1-2: Qсут.мах1-2 = К сут.мах. ∙ Qсут.ср.н.1-2 = 1,3 ∙ 63,83 = 82,98 м3/сут

ділянка 1-3: Qсут.мах1-3 = К сут.мах. ∙ Qсут.ср.н.1-3 = 1,3 ∙ 56 = 94,64 м3/сут

ділянка 3-4: Qсут.мах3-4 = К сут.мах. ∙ Qсут.ср.н.3-4 = 1,3 ∙ 88 = 114,4 м3/сут

ділянка 1-6: Qсут.мах1-6 = К сут.мах. ∙ Qсут.ср.н.1-6 = 1,3 ∙ 58,5 = 76,05 м3/сут

ділянка 6-7: Qсут.мах6-7 = К сут.мах. ∙ Qсут.ср.н.6-7 = 1,3 ∙ 80,18 = 104,23 м3/сут

б) виробничий сектор.

Вузол 5 (виробництво)

Qмах.сут.пр = 1,3 ∙ 550 = 715 м3/добу;

в) тваринництво:

Вузол 8 (тваринництво):

Qмах.сут.ж. = 1,3 ∙ 3 = 3,9 м3/сут

3. Водоспоживання нерівномірно не тільки протягом року, але і на протязі доби:

Визначаємо максимальний часовий витрата води:

Qч.мах. = К ч.мах ∙ До сут.мах. ∙ Qсут.ср. / 24, м3/сут,

де: Кч.max - коефіцієнт годинної нерівномірності (максимальне значення).

де: α max = 1.3 [1] - коефіцієнт, що враховує ступінь благоустрою будівель, режим роботи підприємств та інші місцеві умови.

β max - коефіцієнт враховує кількість жителів

(1584 людини) у населеному пункті.

Отримуємо: До ч.мах = 1,3 ∙ 1,8 = 2,34

Qч.махi = К ч.мах ∙ Qсут.мах.i,

а) населення:

ділянка 1-2: Qч.мах 1-2 = 2,34 ∙ 82,98 / 24 = 8,09 м3 / ч = 2,25 л / с;

ділянка 1-3: Qч.мах 1-3 = 2,34 ∙ 94,64 / 24 = 9,23 м3 / ч = 2,56 л / с;

ділянка 3-4: Qч.мах 3-4 = 2,34 ∙ 114,4 / 24 = 11,15 м3 / ч = 3,1 л / с;

ділянка 1-6: Qч.мах 1-6 = 2,34 ∙ 76,05 / 24 = 7,41 м3 / ч = 2,06 л / с;

ділянка 6-7: Qч.мах 6-7 = 2,34 ∙ 104,23 / 24 = 10,16 м3 / ч = 2,82 л / с;

б) виробничий сектор.

Вузол 5 (виробництво):

Qч.мах пр = 715/14 = 51,07 м3/сут = 14,19 л / с;

в) тваринництво:

Вузол 8 (тваринництво):

Qч.мах ж = 2,5 ∙ 3,9 / 24 = 0,41 м3 / ч = 0,11 л / с;

4. Визначаємо дорожні витрати.

З урахуванням додатка 2 (таблиця 9.1 [2]) приймемо 10% витрати води на невраховані потреби.

Тоді подорожній витрата на ділянці:

1-2 Qn1-2 = 1,1 ∙ Qч.мах. = 1,1 ∙ 2,25 = 2,47 л / с;

1-3 Qn1-3 = 1,1 ∙ Qч.мах. = 1,1 ∙ 2,56 = 2,82 л / с;

3-4 Qn3-4 = 1,1 ∙ Qч.мах. = 1,1 ∙ 3,1 = 3,41 л / с;

1-6 Qn1-6 = 1,1 ∙ Qч.мах. = 1,1 ∙ 2,06 = 2,27 л / с;

6-7 Qn6-7 = 1,1 ∙ Qч.мах. = 1,1 ∙ 2,82 = 3,11 л / с;

5. Визначаємо вузлові витрати:

Вузол 5: Q5 = Qч.мах 5 = 14,19 л / с;

Вузол 8: Q8 = Qч.мах.8 = 0,11 л / с;

6. Визначаємо транзитні витрати:

ділянка 0-1:

Qтр.0-1 = Q5 + Q8 + Qn1-2 + Qn1-3 + Qn3-4 + Qn1-6 + Qn6-7 = = 0,11 +14,19 +2,47 +2,82 +3,41 +2,27 +3,11 = 28,38 л / с;

ділянка 1-2: Qтр.1-2 = 0 л / с;

ділянка 1-3: Qтр.1-3 = Q5 + Qn3-4 = 14,19 +3,41 = 17,6 л / с;

ділянка 3-4: Qтр.3-4 = Q5 = 14,19 л / с;

ділянка 4-5: Qтр.4-5 = Q5 = 14,19 л / с;

ділянка 1-6: Qтр.1-6 = Q8 + Qn6-7 = 0,11 +3,11 = 3,22 л / с;

ділянка 6-7: Qтр.6-7 = Q8 = 0,11 л / с;

ділянка 7-8: Qтр.7-8 = Q8 = 0,11 л / с;

7. Визначаємо розрахункові витрати:

Qр = Qтр + 0,55 ∙ Qп,

де 0,55 коефіцієнт, який відображає частку колійного витрати, що бере участь у створенні втрат напору.

ділянка 0-1: Qр.0-1 = Qтр.0-1 = 28,38 л / с

ділянка 1-2: Qр.1-2 = 0,55 ∙ Qп.1-2 = 0,55 ∙ 2,47 = 1,36 л / с;

ділянка 1-3: Qр.1-3 = Qтр.1-3 + 0,55 ∙ Qп.1-3 = 17,6 +0,55 ∙ 2,82 = 19,15 л / с;

ділянка 3-4: Qр.3-4 = Qтр.3-4 + 0,55 ∙ Qп.3-4 = 14,19 +0,55 ∙ 3,41 = 16,07 л / с;

ділянка 4-5: Qр.4-5 = Qтр.4-5 = 14,19 л / с;

ділянка 1-6: Qр.1-6 = Qтр.1-6 + 0,55 ∙ Qп.1-6 = 3,22 +0,55 ∙ 2,27 = 4,47 л / с;

ділянка 6-7: Qр.6-7 = Qтр.6-7 + 0,55 ∙ Qп.6-7 = 0,11 +0,55 ∙ 3,11 = 1,82 л / с;

ділянка 7-8: Qр.7-8 = Qтр.7-8 = 0,11 л / с;

3. Гідравлічний розрахунок параметрів мережі водопостачання

Місцеві втрати напору у водопроводах малі (не перевищують 10% від втрат напору по довжині), тому їх гідравлічний розрахунок ведеться за правилами розрахунку для довгих трубопроводів.

Рис.3.1. Схема напорів.

У залежності від розрахункової витрати на ділянках, за допомогою графіка (рис.5 [1]) економічних швидкостей, визначаємо економічно вигідні діаметри трубопроводів. Приймаються найближче більше значення внутрішнього діаметра d для обраного матеріалу. Так як в даному випадку об'єктом водопостачання є невелике селище, приймаємо до установки азбестоцементні труби. З таблиці 9.7 [1] виписуємо значення квадрата модуля витрати К2, значення умовного проходу dу, площа поперечного перерізу труб S, відповідну фактичного діаметру d. Отримані результати зводимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1. Зведена таблиця результатів підбору перерізів.

Визначаємо середню швидкість руху води V на кожній дільниці. У залежності від швидкості і прийнятого матеріалу труб визначаємо коефіцієнт β (таблиця 9.6 [1]):

Vi = Qi / Si, м / с

де Qi - розрахункової витрати на даній ділянці, дм3 / с;

V0-1 = 28,38 / 2,8 = 1 м / с, β = 1

V1-2 = 1,36 / 0,47 = 0,3 м / с, β = 1,22

V1-3 = 19,15 / 2,8 = 0,7 м / с, β = 1,06

V3-4 = 16,07 / 2,8 = 0,6 м / с, β = 1,08

V4-5 = 14,19 / 2,8 = 0,5 м / с, β = 1,12

V1-6 = 4,47 / 0,79 = 0,6 м / с, β = 1,08

V6-7 = 1,82 / 0,47 = 0,4 м / с, β = 1,16

V7-8 = 0,11 / 0,20 = 0,1 м / с, β = 1,31

Обчислюємо втрати напору на кожній дільниці:

hi = 1.1 ∙ b ∙ (Qi2/Кi2) ∙ li, м

де j - коефіцієнт враховує місцеві втрати напору (j = 1,1),

β - поправка на ступінь турбулентності потоку,

Q - розрахунковi витрати на ділянці; л / с,

К2 - квадрат модуля витрати; (л / с) 2,

l - довжина ділянки в метрах.

h 0-1 = 1,1 ∙ 1 ∙ (28,382 / 145200) ∙ 80 = 0,49 м,

h 1-2 = 1,1 ∙ 1,22 ∙ (1,362 / 1204) ∙ 290 = 0,6 м,

h 1-3 = 1,1 ∙ 1,06 ∙ (19,152 / 145200) ∙ 160 = 0,47 м,

h 3-4 = 1,1 ∙ 1,08 ∙ (16,072 / 145200) ∙ 264 = 0,56 м,

h 4-5 = 1,1 ∙ 1,12 ∙ (14,192 / 145200) ∙ 114 = 0,19 м,

h 1-6 = 1,1 ∙ 1,08 ∙ (4,472 / 5358) ∙ 180 = 0,80 м,

h 6-7 = 1,1 ∙ 1,16 ∙ (1,822 / 1204) ∙ 270 = 0,95 м,

h 7-8 = 1,1 ∙ 1,31 ∙ (0,112 / 146,4) ∙ 154 = 0,02 м,

Виписуємо геодезичні позначки точок з генплану.

Ñ ​​0 = 693 м; Ñ 1 = 692,25 м; Ñ 2 = 691 м; Ñ 3 = 691,75 м; Ñ 4 = 691,75 м; Ñ 5 = 691,75 м; Ñ 6 = 691,25 м; Ñ 7 = 689,25 м; Ñ 8 = 687,85 м;

Діючі напори у вузлах мережі.

Діючі напори визначаємо за формулою:

[Н] i = Ñ i + [НСВ]

де: [Н] i - необхідний діючий напір у вузлах мережі.

Ñ ​​i - геодезична відмітка цих вузлів;

[НСВ] - необхідний вільний напір - найменша питома енергія тиску, відрахована від поверхні землі, необхідна для нормальної роботи відповідних технічних пристроїв водоспоживачів, приймаємо [НСВ] (м) для кожного споживача.

[Н] 1 = Ñ 1 + [Нсв1] =	692,25	+	18	=	710,25	М
[Н] 2 = Ñ 2 + [Нсв2] =	691	+	18	=	709	М
[Н] 3 = Ñ 3 + [Нсв3] =	691,75	+	18	=	709,75	М
[Н] 4 = Ñ 4 + [Нсв4] =	691,75	+	18	=	709,25	М
[Н] 5 = Ñ 5 + [Нсв5] =	691,75	+	14	=	705,75	М
[Н] 6 = Ñ 6 + [Нсв6] =	691,25	+	18	=	709,25	М
[Н] 7 = Ñ 7 + [Нсв7] =	689,25	+	18	=	707,25	М
[Н] 8 = Ñ 8 + [Нсв8] =	687,85	+	10	=	697,85	М

Визначаємо за допомогою рівняння Бернуллі натиск на початку мережі, що забезпечує нормальну роботу споживачів

H н = hк + hн-к м;

де H н - діючий натиск на початку розглянутого ділянки трубопроводу м; hк - діючий натиск наприкінці розглянутого ділянки трубопроводу м;

hн-к - загальна втрата напору м;

Для напрямки:

01 Н0-1 = [H] 1 + h0-1 = 710,25 +0,49 = 710,74 м

02 Н0-2 = [H] 2 + h0-1 + h1-2 = 709 +0,49 +0,6 = 710,09 м

03 Н0-3 = [H] 3 + h0-1 + h1-3 = 709,75 +0,49 +0,47 = 710,71 м

04 Н0-4 = [H] 4 + h0-1 + h1-3 + h3-4 = 709,75 +0,49 +0,47 +0,56 = 711,27 м

05 Н0-5 = [H] 5 + h0-1 + h1-3 + h3-4 + h4-5 = 705,75 +0,49 +0,47 +0,56 +0,19 = = 707,46 м

06 Н0-6 = [H] 6 + h0-1 + h1-6 = 709,25 +0,49 +0,8 = 710,54 м

07 Н0-7 = [H] 7 + h0-1 + h1-6 + h6-7 = 707,25 +0,49 +0,8 +0,95 = 709,49 м

08 Н0-8 = [H] 8 + h0-1 + h1-6 + h6-7 + h7-8 = 697,85 +0,49 +0,8 +0,95 +0,02 = = 700,11 м

Як видно з розрахунків, максимальний необхідний діючий натиск на початку мережі потрібно точки 4. Отже, точка 4 є диктує точкою і для неї має виконуватися умова:

H4 = [H] 4

При цьому для інших точок буде виконуватися умова:

Hi> [H] i

Таким чином головне Направлення - 0-1-3-4, відводи 1-2, 4-5, 1-6-7-8.

Визначення висоти водонапірної башти

Розрахункову висоту водонапірної башти визначимо за формулою:

Нб = Н0 - Ñ 0, м

де: Н0 - діючий натиск на початку мережі (у місці установки башти);

Н0 = Н0-6 = 711,27 м

Нб = 711,27 - 693 = 18,27 м

По таблиці 4.1 [1] визначаємо найближчу велику висоту стандартної водонапірної башти: Нб = 19 м

Знаходимо діючі напори у вузлах головного напрямку і перевіряємо в них виконання умови Hi> [H] i

Н0 = Н1 + h0-1; H1 = H3 + h1-3; H4 = H3 + h3-4;

звідси:

Н1 = Н0 - h0-1 = 711,27 -0,49 = 710,78> [H1] = 710,25 м

Н3 = Н1 - h1-3 = 710,78-0,47 = 710,31> [H3] = 709,75 м

Н4 = Н3 - h3-4 = 710,31 -0,56 = 709,75 = [H4] = 709,75 м

Умови виконуються, отже розрахунок мережі виконано правильно.

4. Визначення висоти і регулюючої ємності водонапірної башти

Як напірно-регулюючого споруди для с / г водопороводов найбільш поширені сталеві водонапірні башти. Водонапірні споруди є резервуар, який створює напір необхідний для подання води споживачу. У системі водопостачання виконує кілька функцій:

Запас певної кількості води, за допомогою якої проводиться регулювання витрати при подачі до споживача.

Вирівнювання напору в мережі.

Зберігання безперервного (аварійного або протипожежного) запасу води.

Для населення:

Qсут.мах.н. = 28,38 м3/сут

Для тваринництва:

Qсут.мах.жів. = 0,4 м3/сут

Для виробництва:

Qсут.мах.пр. = 5,11 м3/сут

Добове максимальне водоспоживання:

Qсут.мах. = 33,88 м3/сут

Визначаємо регулюючий обсяг водонапірної башти і частоти включення насоса при роботі насоса у повторно - короткочасному режимі.

Визначаємо подачу насоса:

Qн = Qч. Max. + Qпож. - Qв.п.

де: Qч. max. - Максимальний часовий витрата водоспоживачів

Qпож - протипожежний витрата, приймаємо з таблиці 5.1 [1] з кількістю мешканців понад 1 тис. осіб,

Qпож = 10 л / с = 36 м3 / год

Qв.п. - Витрата другорядних водоспоживачів на виробництві, поливання території і т.д.

Qв.п. = 0,5 (Qж. + Qп.) = 0,5 (0,4 +5,11) = 2,76 м3 / год

де Qж. і Qп. - Прийняли за таблицею 4.1

Qн. = 33,88 +36-2,76 = 67,18 м3 / ч = 18,66 л / с

Отримане значення Qн. більше ніж Qч. max., виходячи з цього приймаємо

Qр = Qн .= 67,18 м3 / ч = 18,66 л / с

Визначаємо час безперервної роботи насосу для подачі максимально-добового водоспоживання:

Тн.с = Vмах. / Qн. = 525,86 / 67,18 = 7,83 ч.

Призначаємо попередньо регулюючий об'єм бака Vр. рівний 2% від Vмах.:

Vр. = 0,02 · 525,86 = 10,52 м3

Визначаємо повний об'єм бака водонапірної вежі:

Vб. = B · (Vр. + Vз.)

де: b - коефіцієнт запасу відповідний повторно-короткочасного режиму роботи насоса, b = 1,2 ... 1,3

Vз. - Запас води забезпечує на протязі 10 хвилин подачу протипожежного витрати води.

Vз. = T · Qпож. = 600 · 10 = 6000 л = 6 м3

Vб. = 1,2 · (10,52 +6) = 19,82 м3

Приймаємо обсяг бака типової вежі Vт. = 25 м3 і уточнюємо регулюючий обсяг водонапірної башти:

Vр. = Vт. - Vз. = 25-6 = 19 м3

Будуємо графік водоподачі рис.4, 1 і визначаємо середнє число включень насоса в годину, при автоматичному режимі роботи:

nср. = Nобщ. / 24

де: Nобщ. - Кількість включень насоса в годину протягом доби

Nобщ. = 17 / 24 = 0,71 вкл. на годину <n = 2. Отже прийняту раніше типову вежу залишаємо остаточно, з висотою стовбура 19 м., об'ємом резервуару 25м3, діаметром опори 1,22 м., діаметром резервуара 3,02 м.

5. Обгрунтування і вибір насосної станції

Для підйому води зі свердловини приймаємо погружной насос типу ЕЦВ. Насоси даного типу повинні встановлюватися з підпором, тобто під найбільш низький рівень води в свердловині (динамічний рівень), відмітка якої не менше, ніж на 1 метр. Приймаються заглиблення Δh = 4 м, забезпечуючи цим певний запас на можливе пониження динамічного рівня, в результаті, наприклад, засмічення фільтра.

Визначаємо з геометричних міркувань довжину нагнітального трубопроводу:

l = L + Нб + (-) + Δh, м;

де L - довжина трубопроводу від свердловини до основи вежі 30 м;

Нб - висота стовбура вежі 19 м;

(-) - Відстань від поверхні землі до динамічного рівня води в свердловині, м.

нс = 693 м; = 500 м.

l = 30 +19 +693-500 +4 = 246 м.

Підбираємо діаметр нагнітального трубопроводу, для чого відповідно СНиП 2.04.02-84 швидкість води в трубопроводі попередньо призначаємо:

ν = 1,25 м / с = 12,5 дм / с;

З рівняння безперервності потоку

Qр = ν ∙ S = const;

Знаходимо площу поперечного перерізу трубопроводу:

S = Qр / ν;

де Qр - розрахункова витрата насосної установки л / с;

Рис. 5.1 Схема установки насоса

S = 18,66 / 12,5 = 1,49 дм2

Відповідно діаметр трубопроводу d = 1,49 дм = 149 мм. Погружной насос опускається в свердловину на нагнітальному трубопроводі, тому приймаємо стандартні сталеві труби ГОСТ 10704-86 мають зовнішній діаметр 152 мм, товщину стінок 3,5 мм (таблиця 9.8 [1]). Тоді внутрішній діаметр трубопроводу: d = 152-7 = 145 мм = 1,45 дм, площа поперечного перерізу S = 1,65 дм2.

Визначаємо швидкість води в стандартному трубопроводі:

ν = Qр / S = 18,66 / 1,65 = 11,31 дм / с = 1,13 м / с;

Дана швидкість відповідає рекомендованому СНиП діапазонів швидкостей (0,8 ... 2) м / с, тому трубопровід обраний правильно.

Визначаємо втрати напору в трубопроводі. Попередньо знаходимо коефіцієнт гідравлічного тертя:

;

де А, c, m - коефіцієнти для визначення величини λ (таблиця 8.1 [1]).

l = 0,0159 / d0, 3 = 0,0159 / 1,490,3 = 0,01 м,

де α - коефіцієнт, що враховує місцеві втрати напору α = 1,1 ... 1,2; приймаємо α = 1,1;

l, d - довжина і діаметр трубопроводу, м.

ν - швидкість води в трубопроводі м / с.

λ - коефіцієнт гідравлічного тертя.

h = 1,1 · 0,01 · (246 / 0,145) · (1,132 / (2 ∙ 9,8)) = 1,22 м

Визначаємо розрахунковий необхідний натиск насосної установки:

м;

де Hг - геометричний напір насосної установки, м;

P2, P1 - тиск на поверхні рідини в приймальному і напірному резервуарах;

P2, = P1 = Pатм

Hг = Hр + hб + (-) = 3 +19 +693-500 = 215 м.

Hн.у. = 215 +0 +1,22 = 216,22 м.

Наносимо розрахункову крапку (Qр = 67,18 м3 / ч = 18,66 л / с; Hр = 216,22 м.) на зведений графік подач і напорів заглибних насосів ([2] стор 206) і по найближчій вишерасположенной характеристиці визначаємо марку насоса: ЕЦВ 10-63-270 Будуємо графік робочих характеристик вибраного насоса з допомогою (таблиці 5,8 [2])

Будуємо гідравлічну характеристику насосної установки на тих же осях що і напірна характеристика насоса. Для цього визначаємо натиск насосної установки при заданій витраті і заповнюємо таблицю:

м;

де В - постійна для даної установки при турбулентному режимі руху рідини, м / (л / с) 2

м / (л / с) 2;

де hp - втрати напору в трубопроводах насосної установки при розрахунковій витраті, м;

В = 1,2 / 67,182 = 0,0003 м / (м3 / ч) 2;

Таблиця 5.1

Q, л / с	0	20	40	60	80	100	110
Hн.у.м	215	215,12	215,48	216,08	216,92	218	218,63

Hн.у = 215 +0 +0,0003 ∙ 202 = 215,12 м.

На перетині напірної характеристики насоса і гідравлічного характеристикою насосної установки знаходитися робоча точка насоса А, яка визначає його робочі параметри.

QА = 22,22 л / с = 80 м3 / год; HА = 218 м; η А = 77%; NА = 64 кВт;

Або потужність на привід насоса (точніша):

кВт;

де γ - питома вага води Н/м3

N = (9800 Н/м3 ∙ 0,02222 м3 / с ∙ 218 м) / 0,77 = 62 кВт;

6. Деталировка мережі

Одним з етапів проектування водопровідної мережі є складання деталювальних схеми, на якій зазначаються діаметри труб (у чисельнику) і відстань між колодязями (у знаменнику), намічаються місця встановлення засувок і іншої арматури. Для монтажу фасонних деталей влаштовуються колодязі, кількість яких і відстань між ними визначаються за деталювальних схемою.

7. Конструкція оглядового колодязя

Колодязі виконуються з цегли, бутового каменю і збірного залізобетону. Розміри колодязів визначаються діаметром труб і габаритами розміщуються фасонних частин. Висота засипки колодязів від поверхні землі до перекриття не повинна бути менше 0,5 м. У люків колодязів, якщо вони розміщені не в межах дорожніх покриттів, повинна передбачатися вимощення з каменю шириною 1 м з ухилом від люків вище прилеглої території на 5 см. Люки колодязів, розміщені на незабудованій території, повинні розташовуватися вище поверхні землі на 20 см, на дорогах з удосконаленим покриттям - на одному рівні з поверхнею проїзної частини.

Таблиця 2.2.

Результати розрахунку максимального добового водоспоживання

Вид споживача	N,	q,	Qсут.ср.,		Qсут.мах.,
	чол.,	л / гол,	л / сут.	Ксут.мах.	м3/сут
	гол.	л / чол.
Комунальний сектор
Населення	1280	250	320000	1,3	416,00
Школа	420	20	8400	1,3	10,92
Дитсадок	140	75	10500	1,3	13,65
Стадіон	1250	3	3750	1,3	4,88
Торговий центр	14	25	350	1,3	0,46
Клуб	350	10	3500	1,3	4,55
Тваринництво
Свиноферма отк.	200	15	3000	1,3	3,90
Виробництво
Спиртзавод	500	110	55000	1,3	71,50
Разом по всім споживачам:					525,86

Список літератури

1. Методичні вказівки. Сільськогосподарське водопостачання -1999 р. ротопрінт БАТУ 1998 Лохмаков В.С.; Лаптєв В.І.; Мурашко О.О.

2. Практикум з гідравліки та гідромеханізації сільськогосподарських процесів 1991 Е.В. Костюченко, В.І. Лаптєв, Л.А. Холодок.

3. Методичні вказівки до вирішення практичних завдань з гідравліки. Частина 1. (Розділи «гідростатика» і «Гідродинаміка») ротопрінт бгати Лаптєв В.І., Крук І.С.

4. Основи гідравліки, сільськогосподарського водопостачання та каналізації - 1976 р. Карасьов Б.В., Дечев В.І.

5. Насоси та насосні станції - 1979 р. Карасьов Б.В.

6. Пожежна техніка - М.: 1965 р. Ф.В. Сухоруков.