Гидравлика → Расчет водоснабжения сельского населенного пункта
Артикул: гидр111
Автор решения: admin
Работа состоит из 20 листов расчета на формате А4 2 чертежа(план населенного пункта в масштабе 1:2000, график пьезометрических напоров по участкам магистральных…
Работа состоит из 20 листов расчета на формате А4 + 2 чертежа(план населенного пункта в масштабе 1:2000, график пьезометрических напоров по участкам магистральных трубопроводов.
ниже рассмотрен пример расчета.
Решение задачи
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Ижевская государственная сельскохозяйственная академия»
Кафедра «Электротехника, электрооборудование
и электроснабжение»
Расчетно-графическая работа
по дисциплине «Технологические энергосистемы
предприятий» на тему:
ВОДОСНАБЖЕНИЕ СЕЛЬСКОГО
НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА
Выполнил студент ____ гр. _________________ __________________
(подпись) (фамилия, и., о.)
Проверил ___________________ __________________
(подпись) (фамилия, и., о.)
Расчетно-графическая работа защищена с оценкой ____________
______________ ___________________ ___________________
(дата) (подпись) (фамилия, и., о.)
Ижевск 2015
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА..................................................................3
2. Расчет средних и максимальных суточных расходов воды....................................3
3. Определение расчетных и максимальных секундных расходов воды......................4
4. Выбор режима работы насосной станции и построение графиков водопотребления и водоподачи............................................................................................................7
5. Определение вместимости бака водонапорной башни по интегральным кривым подачи и потребления воды для населенного пункта................................................8
6. Трассировка наружной водопроводной сети населенного пункта........................11
7. Расчет водовода..................................................................................................12
8. Определение расходов на участках водопроводной сети.....................................12
9. Расчет потерь напорана участках водопроводной сети.....................................15
10. Расчет высоты водонапорной башни................................................................17
11. Расчет мощности оборудования насосной станции..........................................17
12. Построение линий пьезометрических высот.....................................................19
13. Проверка водопроводной сети на пропуск воды при тушении пожара.............19
Список литературы...............................................................................................21
2. Расчет средних и максимальных суточных расходов воды
Исходные данные по составу и количеству водопотребителей необходимо занести в таблицу 2:
3. Определение расчетных и максимальных секундных расходов воды
Для того чтобы правильно рассчитать параметры основных элементов системы водоснабжения, нужно с достаточной точностью определить максимальные секундные расходы секторов, всего населенного пункта и отдельных объектов водоснабжения. С этой целью определяют максимальный часовой расход и затем, разделив его на количество секунд в часе, вычисляют максимальный секундный расход qмакс.с. Часовые колебания водопотребления в течение суток весьма значительны. Среднечасовой расход равен:
Отклонение его от максимального часового учитывает коэффициент часовой неравномерности Кчас, который показывает, во сколько раз максимальный часовой расход превышает среднечасовой. Тогда максимальный часовой расход равен:
Расчет максимальных секундных расходов секторов и всего населенного пункта проводим по данным таблицы 3 для заданного населенного пункта, заполнив колонки 3, 5, 7, 8 и 9. Для этого рассчитываем коэффициенты секторов βк, βж и βпр:
Выделяем строку, в которой часовой расход населенного пункта максимальный . Для выделенной строки определим максимальный (расчетный) секундный расход населенного пункта в целом и соответствующие ему расходы по секторам.
Все расходы, входящие в указанную строку, являются расчетными расходами. После определения расчетных расходов производим их проверку:
Для отдельных потребителей определяем максимальный расход, по которому выбираются диаметры труб ответвлений, подающих воду из магистральной сети непосредственно к потребителю. Результаты сводим в таблицу 4.
4. Выбор режима работы насосной станции и построение графиков водопотребления и водоподачи по часам суток для населенного пункта
Режим работы насосной станции (НС) выбираем с учетом почасового водопотребления населенного пункта (столбец 8 таблицы 3). Анализируя данные водопотребления, принимаем два расчетных режима работы НС. Первый режим минимальная подача воды в период с 0 до 4 часов и с 23 до 24 часов, т.е.
а по значениям суммарной ординаты часового водопотребления - суточный график водопотребления населенного пункта
5. Определение вместимости бака водонапорной башни
Вместимость бака водонапорной башни (ВБ) определяем, как сумму регулирующего объема и запасного объема воды на пожаротушение. Регулирующий объем определим, сопоставляя приток воды в ВБ (подача НС) и отбор воды из ВБ (потребление воды СНП). Расчет проводим табличным способом (таблица 5).
В столбец 2 таблицы 5 вписываем часовую подачу воды НС в %, в столбец 3 записываем интегральные значения подачи воды НС на каждый час суток. В столбцы 4 и 5 таблицы 5 заносим значения суммарной ординаты часового водопотребления СНП и значения ординаты интегральной кривой водопотребления СНП из столбцов 8 и 9 таблицы 3. Интегральные кривые подачи и потребления воды для СНП приведены на рис.2.
где n - число пожаров, которые одновременно могут возникнуть в населенном пункте; при числе жителей до 5 тыс. человек (соответствует исходным данным) число пожаров n = 1;
t = 10 мин. время, в течение которого необходимо включить основные пожарные насосы;
qпож = 10 л/с расход воды на тушение пожара при застройке зданиями высотой до 3 этажей;
60 - переводной коэффициент минут в секунды;
1000 - переводной коэффициент литров в кубометры.
Полученный общий объем бака ВБ позволяет определить размеры бака. Определим диаметр (в метрах) и высоту бака ВБ, в котором находится регулирующий и пожарные объемы воды:
Строительный объем бака ВБ будет несколько больше за счет превышения стенок бака над уровнем воды и объема, предусмотренного для выпадения осадка из воды. Строительная высота бака (в метрах) будет равна:
где 0,2 - величина, предусматривающая превышение бортов бака над уровнем воды, м; 0,25 - величина, предусматривающая осадок в баке, м.
Строительный объем бака ВБ (в м3) определяем по формуле:
6. Трассировка наружной водопроводной сети
С учетом заданной конфигурации СНП, расположения жилых, общественных, производственных зданий и источника водоснабжения, выбираем тупиковую разводящую водопроводную сеть. Трассировку наружной водопроводной сети начинаем с выбора места под ВБ. Это место в населенном пункте должно иметь наибольшую высотную отметку. В этом случае строительная высота ВБ будет минимальная, а следовательно, и стоимость её будет меньше. От ВБ вдоль длинной стороны СНП прокладываем магистральный трубопровод, а по улицам прокладываем тупиковые ответвления. Намечаем участки трубопроводов, подводящие воду к крупным водопотребителям. Все линии нанесенной на плане СНП сети труб для расчета разбиваем на отдельные участки. Начальные и конечные точки каждого расчетного участка (узлы) обозначаем порядковыми номерами. Узлы назначаем во всех точках, где имеются сосредоточенные расходы воды, а также во всех точках пересечения линий труб, изменения их направления и ответвлений от трубопроводов.
По результатам проведения трассировки водопроводной сети заполняем таблицу 6.
7. Расчет водовода
Количество линий водовода принимаем с учетом категории системы водоснабжения. Объединенные хозяйственно-питьевые и производственные водопроводы населенных пунктов с числом жителей до 5 тыс. чел. относят к III категории, поэтому принимаем одну линию водовода.
Диаметр трубы водовода по формуле (17) равен:
Полученный расчетный диаметр округляем до ближайшего стандартного. Выбираем для водовода стальные водогазопроводные трубы со стандартным диаметром
Определим удельный расход делением хозяйственного расхода на суммарную длину хозяйственных участков:
Зная удельный расход, определяем путевые расходы на соответствующих участках разводящей сети путем умножения удельного расхода на длину соответствующего хозяйственного участка. Результаты расчетов сводим в таблицу 7.
9. Расчет потерь напора на участках водопроводной сети
Общие потери напора (в метрах) на каждом из участков водопровода рассчитываем по формуле (22) с учетом величины удельного сопротивления трубопровода, расчетного расхода воды на участке, длины участка и величины скоростного коэффициента. Результаты расчетов сводим в таблицу 8.
где А - удельное сопротивление трубопровода, (с/л)2, принимается в зависимости от диаметра трубопровода и материала труб (см. приложение Д);
k - скоростной коэффициент, который определяется в зависимости от действительной скорости воды в трубопроводе (см. приложение Е);
Определим расчетную высоту ВБ, необходимую для подачи воды в удаленные от ВБ точки разводящей сети, по формуле:
-
Эффективная, или потребляемая насосом мощность, больше полезной мощности на величину потерь мощности в самом насосе, которые оцениваются полным КПД насоса. Полный КПД современных центробежных насосов составляет около 0,8.
Построение пьезометрических линий начинаем от диктующей точки, в которой свободный напор принимаем равным минимальному. Добавив к отметке поверхности земли в диктующей точке значения минимальных свободных напоров, получим начальные отметки линий пьезометрических высот. Двигаясь последовательно по участкам сети к водонапорной башне и добавляя к полученным ранее отметкам пьезометрических линий потери напора на каждом из участков (таблица 8), строим линию пьезометрических высот.
Свободный напор в точке расположения ВБ (в режиме максимального хозяйственно-питьевого водопотребления) определяет высоту водонапорной башни от поверхности земли до дна бака. В режиме максимального водопотребления пьезометрическая линия в створе водонапорной башни делает скачок вверх на высоту, равную наибольшей глубине воды в баке ВБ. Добавив к отметке пьезометрической линии в створе водонапорной башни соответствующие потери напора в водоводе, получим отметку пьезометрической линии в створе насосной станции.
После расчета водопроводной сети необходимо провести поверочные гидравлические расчеты её на случай пожара в час максимального водопотребления, то есть проверяются принятые диаметры участков сети на пропуск дополнительного количества воды, подаваемого для тушения пожара в намеченное место.
При поверочном расчете на случай пожара на каждом участке сети определяется скорость воды, которая будет в трубопроводе при пропуске по нему дополнительного пожарного расхода:
Скорости течения воды на участках сети при пожаре не должны превышать допустимых значений (2,5 м/с).
определение расчетного диаметра. При этом к расчетному расходу добавляем расход воды на пожаротушение
На трубопроводы хозяйственного назначения надбавку на пожаротушение не добавляем. Расположение магистрального трубопровода проходит в относительно близком расстоянии от домов.
ЛИТЕРАТУРА
1. СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М. : Стройиздат, 1985. 38 с.
2. Абрамов, Н.Н. Водоснабжение: учебник для вузов / Н.Н. Абрамов. М. : Стройиздат, 1974. 480 с.
3. Фетисов, В.Д. Проектирование и расчет системы водоснабжения сельского населенного пункта: учебное пособие / В.Д. Фетисов, И.В. Завгородняя. Краснодар : КубГАУ, 2004. 112 с.