Система водоснабжения населенного пункта

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Смоленский государственный университет»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение»

на тему: «Система водоснабжения населенного пункта»

Смоленск 2017



Содержание

Введение

Исходные данные

1. Расчет внешнего трубопровода поселка и предприятия

1.1 Расчет необходимых расходов воды для поселка и предприятия

1.2 Построение графика водопотребления по часам суток для населенного пункта

2. Определение расхода воды на пожаротушение

3. Гидравлический расчет водопроводной сети

3.1 Гидравлический расчёт водопроводной сети для случая максимального хозяйственно-производственного потребления

3.2 Гидравлический расчет водопроводной сети с учетом пожаротушения

4. Гидравлический расчет закольцованной сети в случае максимального хозяйственно-производственного водоснабжения без учета пожара

5. Гидравлический расчет закольцованной сети в случае максимального хозяйственно-производственного водоснабжения с учетом пожара

6. Определение режима работы НС-II

7. Гидравлический расчет водоводов

8. Расчет водонапорной башни

9. Расчет резервуаров чистой воды

10. Подбор насосов для НС-II

Заключение

Список литературы

Приложение



Введение

гидравлический сеть хозяйственный водоснабжение

Для обеспечения поселка выбираем кольцевой вид сети. В этой сети трубопровод образует два контура. Благодаря такой конфигурации каждый получает питание от двух или нескольких линий, что значительно повышает надежность работы сети и создает ряд других преимуществ. Кольцевые сети обеспечивают бесперебойную подачу воды даже при авариях на отдельных участках. Они меньше подвержены авариям, т. к. в них не возникает сильных гидравлических ударов. Вода в сети не замерзает, так как даже при небольшом водозаборе она циркулирует по всем линиям, неся с собой тепло. Кольцевые сети обычно несколько длиннее тупиковых, но устроены из труб меньшего диаметра. Стоимость кольцевых сетей немного выше тупиковых. Благодаря высокой надежности они находят широкое применение в водоснабжении. Они полностью отвечают требованиям противопожарного водоснабжения.

Для данного поселка предлагаем принять объединенную систему водоснабжения, когда одна система водоснабжения обеспечивает все нужды водопотребления (х-п. нужды, технические нужды на предприятии, пожаротушении и т. д.). Такое решение даст значительный экономический эффект, т. к. эксплуатационная стоимость объединенного водопровода ниже, чем аналогичные затраты отдельных систем для каждого объекта. Подобное кооперирование позволяет надежно и экономично решать сложные проблемы водоснабжения.

Работа водопроводной сети неразрывно связана с водоводами. Поэтому для обеспечения требуемой надежности системы водоснабжения прокладываем водопровод в две нитки, при этом снижение подачи воды при аварии будет не более чем 30%.



Исходные данные

Спроектируем систему водоснабжения для населённого пункта, по следующим заданным параметрам:

Таблица 1

Номер зачетки	14-04126
Число жителей в населенном пункте, чел.	26000
Тип общественного здания	Прачечная механизированная объемом 9000 м3
Измеритель	1200кг сухого белья
Этажность зданий	2
Степень благоустройства районов жилой застройки	Внутренний водопровод, канализация без ванны
Материал труб магистральных участков	Пластмасса
Длина водопровода от НС-II до водонапорной башни, м	500
Категория помещений и зданий по пожарной опасности	В
Степень огнестойкости здания производственного корпуса	III
Объем 1-го производственного корпуса,	300 тыс.
Объем 2-го производственного корпуса,	до 200 тыс.
Ширина здания, м	До 60
Площадь территории предприятия,	До 150
Число рабочих смен	2
Количество рабочих в смену, чел.	200
Расход воды на производственные нужды,	350
Количество рабочих в смену, принимающих душ, %	90



1. Расчет внешнего трубопровода поселка и предприятия

1.1 Расчет необходимых расходов воды для поселка и предприятия

В соответствии с п. 5.1 табл.1 [2] норму водопотребления на одного человека принимаем

Суточный расход:

(1.1)

Суточный расход с учетом водопотребления на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы увеличиваются на 10-20% (п. 5.1, примечание 3, [2])

(1.2)

Расчетный расход наибольшего водопотребления в сутки составляет:

(1.3)

где - коэффициент суточной неравномерности водопотребления определяется по п. 5.2 СП 31.13330.2012 ( = 1,1 - 1,3.). учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели. Для зданий, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и ванными с местными водонагревателями, = 1,2;

Определим расчетный часовой расход воды:

(1.4)

где - коэффициент часовой неравномерности водопотребления, определяется из выражения:

(1.5)

где - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местный условия, принимается по п. 5.2 [2]. Для зданий, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и ванными с местными водонагревателями, = 1,3;

- коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по табл. 2, п. 5.2 [2].

= 1,35;

рассчитывается, а затем принимается ближайшее табличное значение по приложению 1 методических указаний.

Принимаем = 1,7

(1.6)

Рассчитаем расход воды на нужды бани:

(1.7)

где - норма расхода воды потребителями в сутки для общественных зданий принимается по приложению А [1]; - количество измерителей.

Общий расход воды по поселку в целом составил:

(1.8)

Промышленное предприятие. Водопотребление в смену:

(1.9)

где - норма водопотребления на одного человека в смену принимается согласно п. 5.4 [2] и приложения А табл.3 [1]; - количество работающих в смену (по заданию);



Суточное водопотребление:

(1.10)

где - количество смен (по заданию).

Расход воды на душевые установки в смену:

(1.11)

где= 1 ч - продолжительность действия душа после смены (приложение А [1]); - норма расхода воды через одну душевую сетку (приложение А [1]); - количество душевых сеток, шт.

(1.12)

где - количество рабочих, принимающих душ после смены (по заданию). Одной душевой сеткой в течение часа, исходя из санитарных норм, пользуется 5 человек;

Суточное водопотребление на душ:

(1.13)

Расход воды на производственные нужды в смену составляет: (по зданию)

Часовой расход воды на производственные нужды:

(1.14)

где - рабочее время

Суточное водопотребление на производственные нужды:

(1.15)

Суммарный расход воды по предприятию равен:

(1.16)

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен:

(1.17)

Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток, необходимой для построения графика водопотребления в течении суток.

Таблица 2

Часы суток	Поселок	Предприятие	Всего за сутки
	На х-п нужды	Общественное здание(баня)	На х-п нужды	,	,	,	Суточ-ное водопотребление %
	% от Qсут мах К=1,7	,	% от Qсут тек Кч=2,5	,	% от Qсм ч х-п Кч=2	,
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
0-1	1,0	24,84	-	-	-	-	28	0	52,84	1,39
1-2	1,0	24,84	-	-	-	-	0	0	24,84	0,65
2-3	1,0	24,84	-	-	-	-	0	0	24,84	0,65
3-4	1,0	24,84	-	-	-	-	0	0	24,84	0,65
4-5	2,0	49,68	-	-	-	-	0	0	49,68	1,31
5-6	3,0	74,52	-	-	-	-	0	0	74,52	1,96
6-7	5,0	124,20	-	-	-	-	0	0	124,20	3,27
7-8	6,5	161,46	-	-	-	-	0	0	161,46	4,25
8-9	6,5	161,46	6,25	2,25	12,5	1,25	0	75	239,96	6,32
9-10	5,5	136,62	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	214,50	5,65
10-11	4,5	111,78	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	189,66	5,00
11-12	5,5	136,62	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	214,50	5,65
12-13	7,0	173,88	6,25	2,25	18,75	1,875	0	75	253,01	6,67
13-14	7,0	173,88	6,25	2,25	37,5	3,75	0	75	254,88	6,71
14-15	5,5	136,62	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	214,50	5,65
15-16	4,5	111,78	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	189,66	5,00
16-17	5,0	124,20	6,25	2,25	12,5	1,25	28	75	230,70	6,08
17-18	6,5	161,46	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	239,34	6,30
18-19	6,5	161,46	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	239,34	6,30
19-20	5,0	124,20	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	202,08	5,32
20-21	4,5	111,78	6,25	2,25	18,75	1,875	0	75	190,91	5,03
21-22	3,0	74,52	6,25	2,25	37,5	3,75	0	75	155,52	4,10
22-23	2,0	49,68	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	127,56	3,36
23-24	1,0	24,84	6,25	2,25	6,25	0,625	0	75	102,72	2,71
ИТОГО	100		100	36	200	20	56	1200	3796	100

1.2 Построение графика водопотребления по часам суток для населенного пункта



2. Определение расхода воды на пожаротушение

В населенных пунктах число одновременных пожаров и расход воды на один пожар зависят от количества жителей и этажности застройки.

На промышленных предприятиях число одновременных пожаров зависит от площади территории предприятий, а расчетный расход воды на наружное пожаротушение - от степени огнестойкости зданий, категорий зданий по пожаро- и взрывоопасности, объема зданий, наличия фонарей, ширины здания, наличия автоматических установок пожаротушения.

Расчетное количество одновременных пожаров для объединенных водопроводов, обслуживающих населенные пункты и промышленные предприятия, зависит от площади территории предприятия и количества жителей в населенном пункте 

Определим расчетные расходы воды для пожаротушения по исходным данным. Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно [3], п. 6.2 при количестве жителей 9000 человек и площади предприятия до 150 га принимаем один пожар на предприятии или в населенном пункте по наибольшему расходу воды (п. 5.1, табл. 1 [3]) при трехэтажной застройке с расходом воды 15 л/с на один пожар:

(2.1)

Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии бани, объемом 3000, согласно [5], п. 4.1.1, табл. 1 принимаем одну струю производительностью 2,5 л/с.

(2.2)



Согласно [3], п. 6.1, на предприятии принимаем один пожар, так как площадь предприятия до 150 га.

Согласно п. 5.6, табл.3 [3], расчетный расход воды для здания объемом 90 тыс. м3 =15 л/с,а для здания объемом свыше 200 тыс. м3 =20 л/с.

Таким образом:

(2.3)

Согласно [5], п. 4.1.1, табл. 2 расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета 2х струй производительностью 5 л/с каждая и 3х струй производительностью 5 л/с каждая, тогда:

(2.4)

Таким образом:

(2.5)

(без учета предприятия)

(2.6)

поэтому согласно [3], п. 6.2, расход воды на цели пожаротушения в посёлке и на предприятии определяем как сумму расхода воды на предприятии и 50% расхода воды в поселке:

(2.7)



3. Гидравлический расчет водопроводной сети

Гидравлический расчёт водопроводной сети выполняется дважды:

с учетом пожаротушения;

для случая максимального хозяйственно-производственного потребления.

3.1 Гидравлический расчёт водопроводной сети для случая максимального хозяйственно-производственного потребления

Анализируя данные таблицы видим, что максимальное водопотребление по поселку приходится на время с 13 до 14 часов и составляет 254,88

В это время расход воды составляет:

(3.1)

По предприятию в расчетный период расход составляет:

(3.2)

Расчетный расход для общественного здания составляет:

(3.3)

Поселок расходует:

(3.4)

Схема:

Определим равномерно распределенный расход воды

(3.5)

Удельный расход воды:

(3.6)

Определяем путевые расходы по участкам:

(3.7)



Результат представим в виде таблицы.

Таблица 3

Номер участка	Длина участка, м	Путевой расход л/с
1-2	1000	4,47
2-3	1500	6,71
3-4	1000	4,47
4-5	1300	5,81
5-6	1500	6,71
6-7	500	2,24
7-1	2000	8,94
7-4	2000	8,94

Определяем узловые расходы

(3.8)

Результаты сведем в таблицу

Таблица 4

Номер узла	Узловой расход л/с
1	6,71
2	5,59
3	5,59
4	9,61
5	6,26
6	4,47
7	10,06

Выберем узлы в которых разместим предприятие и общественное здание. В узле 3 - общественное здание, в узле 5 - предприятие

Тогда:

(3.9)

(3.10)

Получим следующую схему

Выберем предварительное распределение расходов воды по участкам

Начнем с узла ввода (1):

(3.11)

На основании первого закона Кирхгофа в данном выражении 2 неизвестных, задаемся значением одного из них

Примем



Для узла (2):

(3.12)

Для узла (3):

(3.13)

Для узла (7):

Примем

(3.14)

Для узла (4):

(3.15)

Для узла (6):



(3.16)

Для узла (5):

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов воды на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п. 5.12 [3]), если эти расходы вошли в расход в час максимального водопотребления. Для водопроводной сети, расход воды для пожаротушения следует добавить к узловому расходу в точке 5, как к наиболее удаленной и наиболее нагруженной точке.

Анализируя данные таблицы по часовому расходу воды по часам суток делаем вывод, что максимальная нагрузка на систему приходится на время 13-14 часов

Расход воды составит

В том числе сосредоточенный расход воды на предприятии



Сосредоточенный расход общественного здания

При гидравлическом расчете сети с учетом пожара расход расчетный определяется

(3.17)

3.2 Гидравлический расчет водопроводной сети с учетом пожаротушения

Аналогично предыдущему расчету (без учета нужд на пожаротушение) определим узловые расходы с учетом пожара

Равномерно распределенный расход в данном случае будет равен:

(3.18)

Схема:



Определим равномерно распределенный расход воды

(3.19)

Удельный расход воды:

(3.20)

Определяем путевые расходы по участкам:

(3.21)

Результат представим в виде таблицы



Таблица 5

Номер участка	Длина участка, м	Путевой расход л/с
1-2	1000	4,47
2-3	1500	6,71
3-4	1000	4,47
4-5	1300	5,81
5-6	1500	6,71
6-7	500	2,24
7-1	2000	8,94
7-4	2000	8,94

Определяем узловые расходы

(3.22)

Результаты сведем в таблицу

Таблица 6

Номер узла	Узловой расход л/с
1	6,71
2	5,59
3	5,59
4	9,61
5	6,26
6	4,47
7	10,06

Выберем узлы в которых разместим предприятие и общественное здание. В узле 3 - общественное здание, в узле 5 - предприятие

Тогда:

(3.22)

(3.23)

Выберем предварительное распределение расходов воды по участкам

Начнем с узла ввода (1):

(3.24)

На основании первого закона Кирхгофа в данном выражении 2 неизвестных, задаемся значением одного из них

Примем

(3.25)

Для узла (2):

(3.26)

Для узла (3):

(3.27)

Для узла (7):

Примем

(3.28)

Для узла (4):

(3.29)

Для узла (6):

(3.30)

Для узла (5):



По полученному распределению расходов воды на участках с учетом пожара определяем диаметры труб на этих участках в соответствии с материалом труб и экономическим фактором.

Для стальных труб с внутренним пластмассовым покрытием (Э=1)

Соответствующие расчетные диаметры составляют:



4. Гидравлический расчет закольцованной сети в случае максимального хозяйственно-производственного водоснабжения без учета пожара

Таблица7

Номер участка	Длина участка, м	Диаметр трубы, м	Предварительное распределение расходов	1-е исправление
			q, л/с	i, 10-3	h=i*L, м	h/q, (м*с)/л, 10-3	Дq=Дh/(?hi/qi)	q1=q±Дq, л/с	i1,10-3	h1=i*L, м
1-2	1000	0,26	35	2,95	2,95	0,084	-2,11	32,89	2,62	2,62
2-3	1500	0,26	29,41	2,12	3,18	0,108	-2,11	27,3	1,84	2,76
3-4	1000	0,26	23,19	1,35	1,35	0,058	-2,11	21,08	1,13	1,13
4-7	2000	0,17	10	2,39	-4,77	0,477	-1,91	8,09	1,59	-3,19
7-1	2000	0,311	29,09	0,83	-1,67	0,057	2,11	31,2	0,95	-1,90
		6,51 м 5,09 м
2-е исправление	3-е исправление
h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	q2=q±Дq, л/с	I2	h2=i*L, м	h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	Q3=q±Дq, л/с	I3	H3=i*L, м
4-е исправление	5-е исправление
h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	Q4=q±Дq, л/с	I4	H4=i*L, м	h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	Q5=q±Дq, л/с	I5	H5=i*L, м



Таблица 8

Номер участка	Длина участка, м	Диаметр трубы, м	Предварительное распределение расходов	1-е исправление
			q, л/с	i, 10-3	h=i*L, м	h/q, (м*с)/л, 10-3	Дq=Дh/(?hi/qi)	q1=q±Дq, л/с	i1,10-3	h1=i*L, м
4-5	1300	0,311	23,58	0,56	0,73	0,031	-4,02	19,56	0,39	0,51
5-6	1500	0,209	4,56	0,19	-0,28	0,062	4,02	8,58	0,62	-0,93
6-7	500	0,209	9,03	0,69	-0,34	0,038	4,02	13,05	1,38	-0,69
4-7	2000	0,17	10	2,39	4,77	0,477	-1,91	8,09	1,59	3,19
		3,7 м 1,62 м м

2-е исправление	3-е исправление
h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	q2=q±Дq, л/с	I2	h2=i*L, м	h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	Q3=q±Дq, л/с	I3	H3=i*L, м
4-е исправление	5-е исправление
h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	Q4=q±Дq, л/с	I4	H4=i*L, м	h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	Q5=q±Дq, л/с	I5	H5=i*L, м



Потери напора на расчетных участках определим по формуле:

(4.1)

где j - номер участка, i - потери напора по ее длине (гидравлический уклон).

Гидравлический уклон с учетом гидравлического сопротивления стыковых соединений можно определить по формуле:

(4.2)

где q - расчетный расход воды,

d - расчетный внутренний диаметр труб, м

Для стальных труб:

По таблице Шевелева (табл. 10)

(4.3)

При определении потерь на участках необходимо учесть направления движения жидкости по участкам

Определим сумму потерь напора с учетом знаков:



Определим увязочный расход:

Далее по формулам рассчитываем исправления до значения



5. Гидравлический расчет закольцованной сети в случае максимального хозяйственно-производственного водоснабжения с учетом пожара

Таблица 9

Номер участка	Длина участка, м	Диаметр трубы, м	Предварительное распределение расходов	1-е исправление
			q, л/с	i, 10-3	h=i*L, м	h/q, (м*с)/л, 10-3	Дq=Дh/(?hi/qi)	q1=q±Дq, л/с	i1,10-3	h1=i*L, м
1-2	1000	0,26	65	9,57	9,57	0,147	2,18	67,18	10,19	10,19
2-3	1500	0,26	59,41	8,07	12,10	0,204	2,18	61,59	8,64	12,96
3-4	1000	0,26	53,19	6,54	6,54	0,123	2,18	55,37	7,06	7,06
4-7	2000	0,17	25	13,60	-27,21	1,088	-8,32	16,68	6,31	-12,61
7-1	2000	0,311	67,84	4,16	-8,33	0,123	2,18	70,02	4,42	-8,85
		30,21 м 21,46 м м
2-е исправление	3-е исправление
h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	q2=q±Дq, л/с	I2	h2=i*L, м	h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	Q3=q±Дq, л/с	I3	H3=i*L, м
	Таблица 10
Номер участка	Длина участка, м	Диаметр трубы, м	Предварительное распределение расходов	1-е исправление
			q, л/с	i, 10-3	h=i*L, м	h/q, (м*с)/л, 10-3	Дq=Дh/(?hi/qi)	q1=q±Дq, л/с	i1,10-3	h1=i*L, м
4-5	1300	0,311	68,58	4,25	5,53	0,081	-6,14	62,44	3,56	4,62
5-6	1500	0,209	28,31	6,01	-9,01	0,318	6,14	34,45	8,73	-13,09
6-7	500	0,209	32,78	7,94	-3,97	0,121	6,14	38,92	11,00	-5,5
4-7	2000	0,17	25	13,60	27,21	1,088	-8,32	16,68	6,31	12,61
		17,23 м 18,59 м
2-е исправление	3-е исправление
h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	q2=q±Дq, л/с	I2	h2=i*L, м	h/q, (м*с)/л	Дq=Дh/(?hi/qi)	Q3=q±Дq, л/с	I3	H3=i*L, м

С учетом пожара



6. Определение режима работы НС-II

Вариант 1.

Примем к рассмотрению 2-х ступенчатый режим работы НС-II с подачей воды каждым насосом 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки обеспечивает подачу:

2,5% * 24 = 60%

Тогда второй насос должен обеспечить:

100 - 60 = 40%

Значит насос должен работать:

40 / 2,5 = 16ч

В соответствии с графиком суточного водопотребления второй насос целесообразно включать с 7 до 23 часов

Вариант 2.

Примем к рассмотрению 2-х ступенчатый режим работы НС-II с подачей воды каждым насосом 3% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки обеспечивает подачу:

3% * 24 = 72%

Тогда второй насос должен обеспечить:

100 - 72 = 28%



Значит насос должен работать:

28 / 3 = 9ч 20мин

В соответствии с графиком суточного водопотребления второй насос целесообразно включать с 8 до 18 часов

Таблица 11

Время суток	Часовое водопотребление в %	Вариант 1	Вариант 2
		Подача насосов	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке	Подача насосов	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке
0-1	1,39	2,5	1,11		1,11	3	1,61		1,61
1-2	0,65	2,5	1,85		2,96	3	2,35		3,96
2-3	0,65	2,5	1,85		4,81	3	2,35		6,31
3-4	0,65	2,5	1,85		6,66	3	2,35		8,66
4-5	1,31	2,5	1,19		7,85	3	1,69		10,35
5-6	1,96	2,5	0,54		8,39	3	1,04		11,39
6-7	3,27	2,5		-0,77	7,62	3		-0,27	11,12
7-8	4,25	5	0,75		8,37	3		-1,25	9,87
8-9	6,32	5		-1,32	7,05	6		-0,32	9,55
9-10	5,65	5		-0,65	6,4	6	0,35		9,9
10-11	5,00	5		0	6,4	6	1		10,9
11-12	5,65	5		-0,65	5,75	6	0,35		11,25
12-13	6,67	5		-1,67	4,08	6		-0,67	10,58
13-14	6,71	5		-1,71	2,37	6		-0,71	9,87
14-15	5,65	5		-0,65	1,72	6	0,35		10,22
15-16	5,00	5		0	1,72	6	1		11,22
16-17	6,08	5		-1,08	0,64	6		-0,08	11,14
17-18	6,30	5		-1,3	-0,66	4		-2,3	8,84
18-19	6,30	5		-1,3	-1,96	3		-3,3	5,54
19-20	5,32	5		-0,32	-2,28	3		-2,32	3,22
20-21	5,03	5		-0,03	-2,31	3		-2,03	1,19
21-22	4,10	5	0,9		-1,41	3		-1,1	0,09
22-23	3,36	5	1,64		0,21	3		-0,36	-0,29
23-24	2,71	2,5		-0,21	0	3	0,29		0

Регулирующая емкость бака равняется сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины остатка в баке +1% запаса

Для 1-го варианта: 8,39 - 2,31 + 1 = 5,08%

Для 2-го варианта: 11,39 - 0,29 + 1 = 10,1%

Выберем первый вариант (5,08% от суточного водопотребления) .



7. Гидравлический расчет водоводов

Водоводы рассчитываются аналогично расчету водопроводной сети на 2 режима:

на пропуск хозяйственно-питьевого потребления

с учетом пожаротушения

Учитывая неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей насосов 5% (из расчета по 2,5% - оптимальный вариант)

(7.1)

где p = 2,5% + 2,5% = 5%

Тогда

Принимаем прокладку водоводов в 2 параллельные нитки.

Тогда расход воды по каждой нитке составит:

Выполним гидравлический расчет потерь.

По таблице определим диаметр для каждого расхода:

Аналогично проведем расчет для 2-го режима с учетом пожаротушения.

(7.2)

где p = 2,5% + 2,5% = 5%

Тогда

Принимаем прокладку водоводов в 2 параллельные нитки.

Тогда расход воды по каждой нитке составит:

Выполним гидравлический расчет потерь.

По таблице определим диаметр для каждого расхода:



8. Расчет водонапорной башни

Высоту водонапорной башни определим по следующей формуле:

(8.1)

где 1,1 - коэффициент учитывающий потери напора в местных сопротивлениях

- потери напора в водопроводной сети, при ее работе в обычное время.

, - геодезические отметки в диктующей точке и в точке установки башни соответственно.

- напор в диктующей точке сети, при максимальном хозяйственно - питьевом водопотреблении на воде в здание.

(8.2)

- потери напора по соответствующим направлениям движения воды к диктующей точке.

Примем окончательные данные (последняя итерация) по результатам увязки сети без пожара:

; ; ; ;

; ; ; ;

(8.3)

- число этажей жилого здания

Емкость водонапорной башни определяется в соответствии с формулой:

(8.4)

- регулирующая емкость бака

- объем неприкосновенного запаса

(8.5)

- запас воды, необходимый на 10 минут продолжения тушения внутреннего и внешнего пожара.

- запас воды на 10 минут, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые нужды.

Регулирующий объем в таких емкостях определяется на основании максимального остатка в баке, в данном случае К = 5,08%. Тогда:

(8.6)

Так как наибольший расчетный расход воды на тушение одного пожара требуется на предприятии, то следовательно определяем таким образом:

Зная емкость бака, определим его диаметр и высоту:

(8.7)

(8.8)

По найденным значениям принимаем типовую ж/б монолитную башню 901-5-12/70 высотой 20м со стальным баком ёмкостью 500м3.



9. Расчет резервуаров чистой воды

Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъемов и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения.

Объем резервуаров чистой воды определяется:

(9.1)

- регулирующая емкость бака

- объем неприкосновенного запаса

Регулирующая емкость резервуаров чистой воды может быть определена на основе анализа работы насосных станций I и II подъемов.

Режим работы НС-I обычно принимается равномерным. При этом НС-I должна подать все 100% суточного расхода воды в поселке.

Следовательно, часовая подача воды НС-I составит 100/24 = 4,167% от суточного расхода воды в поселке.

Режим работы НС-II был определен ранее.

Для определения воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-I и НС-II. 



Тогда регулирующий объем равен:

Суточный расход воды составляет 3796 м3 и регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:

Неприкосновенный запас воды определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов, а также обеспечение максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожаротушения:

(9.2)

При определении объема неприкосновенного запаса принимаем расчетную производительность тушения пожара 3 часа.

(9.3)

При определении расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды не учитываются расходы воды на поливку территории, прием душа, т.е. если эти параметры входили в расчет при пожаре, то их следует вычесть из общего расхода воды. Тогда:



(9.4)

Во время тушения пожара насосы НС-I продолжают работать и за время будет подано:

(9.5)

Тогда с учетом работы НС-I объем неприкосновенного запаса составит:

Тогда объем резервуаров составит:

Согласно требованиям по установке резервуаров чистой воды общее количество резервуаров должно быть не менее двух, причем уровни неприкосновенного запаса должны быть на одинаковых отметках. И при включении одного резервуара в остальных должно храниться не менее 50% неприкосновенного запаса. Оборудование резервуаров должно обеспечивать возможность независимого включения и опорожнения каждого резервуара.



10. Подбор насосов для НС-II

Из расчета следует, что расчетная станция НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней двух основных хозяйственно-питьевых насосов (2,5% и 5%), подача которых составляет:

(10.1)

Напор необходимый хозяйственно-питьевым насосам определяется:

(10.2)

где 1,1 - коэффициент учитывающий потери напора в местных сопротивлениях

- потери напора в водоводах

, - геодезические отметки НС-II и в точке установки водонапорной башни соответственно.

- высота водонапорной башни

- высота бака водонапорной башни

Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

(10.3)

- свободный напор у гидранта расположенного в диктующей точке.

Значит насосную станцию нужно строить по принципу низкого давления.

Таблица 12

Подбор насосов (каталог WILO EMU).

Тип насосных установок	Число насосов	Мощность электродвигателя, кВт	КПД Насоса	Напор, м	Подача, л/с	Число оборотов в минуту
TWI 8.80-02-B-SD	2+1	7,5	72%	30,3	26,6	2900
TWI 8.90-09-B-SD	2+1	45	74%	44	72,7	2900

Примечание: диаграмма характеристик насосов находится в приложении 7.



Заключение

В ходе курсового проекта был рассчитан необходимый расход воды для поселка и предприятия, определен расчетных расход воды на пожаротушение, гидравлический расчет водопроводной сети, увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении, режим работы станции II-го подъема, рассчитан гидравлический расчет водоводов и подобраны необходимые насосы.

Рассчитан необходимый размер водонапорной башни.

Определен необходимый объем резервуаров чистой воды. По найденному значению принято два резервуара.

Рассчитана внутренняя система холодного водоснабжения.



Список литературы

СП 30.13330.2012 Внутренний водопровод и канализация зданий.

СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

СП 8.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. 

СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические.

СП 10.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод.

Водоснабжение и водоотведение : учебник для [бакалавров], студентов вузов по спец. "Водоснабжение и водоотведение", Павлинова И.И., 2012.

Инженерные системы зданий и сооружений. И.И. Полосин, Б.П. Новосельцев, В.Ю. Хузин, М.Н. Жерлыкина, 2012.

Каталог оборудования 2011 бренда Wilo



Приложение 1

Распределение суточного расхода воды по часам суток, %

Часы суток	Расходы по населенным пунктам при коэффициенте часовой неравномерности водопотребления
	1,2	1,25	1,3	1,35	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,5
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
0-1	3,5	3,35	3,32	3,0	2,5	2,0	1,5	1,0	0,9	0,85	0,75	0,6
1-2	3,45	3,25	3,25	3,2	2,65	2,1	1,5	1,0	0,9	0,85	0,85	0,75
2-3	3,45	3,3	2,9	2,5	2,2	1,85	1,5	1,0	0,9	0,85	1,0	1,2
3-4	3,4	3,2	2,9	2,6	2,25	1,9	1,5	1,0	1,0	1,0	1,0	2,0
4-5	3,4	3,25	3,35	3,5	3,2	2,85	2,5	2,0	1,35	2,7	3,0	3,5
5-6	3,55	3,4	3,75	4,1	3,9	3,7	3,5	3,0	3,85	4,7	5,5	3,5
6-7	4,0	3,85	4,15	4,5	4,5	4,5	4,5	5,0	5,2	5,35	5,5	4,5
7-8	4,4	4,45	4,65	4,9	5,1	5,3	5,5	6,5	6,2	5,85	5,5	10,2
8-9	5,0	5,2	5,05	4,9	5,35	5,8	6,25	6,5	5,5	4,5	3,5	8,8
9-10	4,8	5,05	5,4	5,6	5,85	6,05	6,25	5,5	5,85	4,2	3,5	6,5
10-11	4,7	4,85	4,85	4,9	5,35	5,8	6,25	4,5	5,0	5,5	6,0	4,1
11 -12	4,55	4,6	4,6	4,7	5,25	5,7	6,25	5,5	6,5	7,5	8,5	4,1
12-13	4,55	4,6	4,5	4,4	4,6	4,8	5,0	7,0	7,5	7,9	8,5	3,5
13-14	4,45	4,55	4,3	4,1	4,4	4,7	5,0	7,0	6,7	6,35	6,0	3,5
14-15	4,6	4,75	4,4	4,1	4,6	5,05	5,5	5.5	5,35	5,2	5,0	4,7
15-16	4,6	4,7	4,55	4,4	4,6	5,3	6,0	4,5	4,65	4,8	5,0	6,2
16-17	4,6	4,65	4,5	4,3	4,9	5,45	6,0	5,0	4,5	4,0	3,5	10,4
17-18	4,3	4,35	4,25	4,1	4,6	5,05	5,5	6,5	5,5	4,5	3,5	9,4
18-19	4,35	4,4	4,45	4,5	4,7	4,85	5,0	6,5	6,3	6,2	660	7,3
19-20	4,25	4,3	4,4	4,5	4,5	4,5	4,5	5,0	5,35	5,7	6,0	1,6
20-21	4,25	4,3	4,4	4,5	4,4	4,2	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	1,6
21-22	4,15	4,2	4,5	4,8	4,2	3,6	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	1,0
22-23	3,9	3,75	4,2	4,6	3,7	2,85	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	0,6
23-24	3,8	3,7	3,5	3,3	2,7	2,1	1,5	1,0	1,0	1,0	1,0	0,6
Итого	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100



Приложение 2

Распределение суточного расхода воды по часам суток, %

Часы суток	Расходы воды по отдельным зданиям	Расходы воды по предприятиям
	Жилые дома, кч = 2,9	Больницы, гостинницы, к=2,5	Обшежития, интернаты, К=7.2	Бани, прачечные, кч = 2,5	Столовые, кч = 3	Детские сады, кч = 3.8	Фабрики-кухни, кч = 1.15	Холодные цеха, кч = 3	Горячие цеха, кч = 2.5
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0-1	0,6	0,2	0,15	-	-	-	4,5	-	-
1 -2	0,5	0,2	0,15	-	-	-	4,5	-	-
2-3	1,2	0,5	0,15	-	-	-	3,8	-	-
3-4	0,5	0,2	0,15	-	-	-	3,8	-	-
4-5	0,4	0,5	0,15	-	-	-	3,6	-	-
5-6	2,0	0,5	0,25	-	-	-	3,7	-	-
6-7	8,0	3,0	0,3	-	12,0	5,0	4,0	-	-
7-8	11,0	5,0	3,0	-	3,0	3,0	4,0	-	-
8-9	11,0	8,0	6,8	6,25	1,0	15,0	3,0	0	0
9-10	7,5	10,0	4,6	6,25	18	5,5	4,9	6,25	8,12
10- 11	2,5	6,0	3,6	6,25	18	3,4	4,6	6,25	8,12
11-12	5,0	10,0	2,0	6,25	2,0	7,4	4,0	6,25	8,12
12- 13	8,0	10,0	3,0	6,25	1,0	21,0	4,0	18,75	15,65
13- 14	5,0	6,0	3,0	6,25	1,0	2,8	4,8	37,6	31,25
14- 15	2,0	5,0	3,0	6,25	4,0	2,4	4,8	6,25	8,12
15- 16	2,0	8,5	3,0	6,55	4,0	4,0	4,5	12,5	12,5
16- 17	3,0	5,5	4,0	6,25	4,0	4,0	4,5	12,5	12,5
17- 18	3,0	5,0	3,6	6,25	6,0	16,0	4,0	-	-
18- 19	12,0	5,0	3,3	6,25	3,0	3,0	4,7	-	-
19 - 20	12,0	5,0	5,0	6,25	6,0	2,0	4,2	-	-
20 - 21	0,5	2,0	2,6	6,25	7,0	2,0	4,1	-	-
21-22	1,0	0,7	18,6	6,25	10,0	3,0	3,5	-	-
22-23	1,0	3,0	1,6	6,25	-	-	4,3	-	-
23-24	1,0	0,5	1,0	6,25	-	-	4,1	-	-
Итого	100	100	100	100	100	100	100	100	100



Приложение 3

Предельные экономические расходы

Условный проход, м	Материал труб	Наружный диаметр, м	Материал труб
(Железобетон)	сталь, Э=1	чугун, Э=1	асбестоцемент, Э = 0,75		пластмасса, Э = 0,75
1	2	3	4	5	6
0,075	5,2/0,083	-	-	0,075	3,7/0,0614
0,080	7,/0,095	5,/0,0826	-	0.090	5,9/0,0735
0,100	10,6/0.114	8,4/0,102	10,2/0,100	0.110	8,8/0,0901
0,125	15,1/0,133	13,3/0,1272	-	0,125	11,9/0,102
0,150	19,8/0,158	22,4/0,1524	22,1/0,141	0,140	13,7/0,115
0,175	26,5/0,170	-	-	0,160	18,2/0,131
0,200	42.0/0,209	40,6/0,2026	44,0/0,189	0,180	24,4/0,147
0,250	65,0/0,260	65,3/0,253	71,0/0.235	0,200	32,4/0,164
0,300	93,0/0,311	96,0/0,3044	103/0,279	0,225	41,8/0,184
0,350	128/0,0363	132/0,3524	144/0,322	0,250	55,4/0,204
0,400	167/0,412	175/0,4014	217/0,368	0,280	78,9/0,229
0;450	213/0,466	227/0,4506	-	0,315	105/0,280
0,500	286/0,516	313/0,5008	689/0,456	0.355	156/0,315
0,600	402/0,616	461/0,6002	-	0,400	208/0,355
0,700	537/0,706	642/0,6994	-	0,450	285/0,399
0,800	705/0,804	857/0,7998	-	0,500	378/0,461
0,900	897/0,904	1110/0,892	-	0,560	522/0,518
1,00	1213/0,004	1532/0,9984	-	0,630	1260/0,582

Примечание. В числителе - расход воды Q, л/с; в знаменателе - расчетный внутренний диаметр dp, мм.



Приложение 4

Основные параметры водонапорных башен

Тип башни и номер типового проекта	Емкость бака, м3	Высота башни до дна бака, м
Башни со сборным железобетонным стволом и стальным баком цилиндрической формы: 905-5-33.85 905-5-35.85	50 100	12; 15; 18; 21; 24; 27; 30
Бесшатровые кирпичные башни со стальным баком цилиндрической формы: 901-5-9/70 901-5-23/70 901-5-24/70	150 200 300	12; 15; 18; 21; 24; 30; 36
Железобетонные башни: 901-5-22/70 901-5-26/70 901-5-12/70 901-5-28/70	100 200 500 800	15; 17,5; 20; 22,5; 25; 27,5; 30; 32,5; 35; 37,5; 40



Приложение 5

Размеры пластиковых труб

Номинальный наружный диаметр, мм	Серия труб, S, мм	Стандартное соотношение размеров, SDR, мм	Номинальная толщина стенки, мм
25	25,0	51,0	0,5
32	32,0	65,0	0,5
40	40,0	81,0	0,5
50	50,0	101,0	0,5



Приложение 6

Эксплуатационные параметры скоростных водомеров

Диметр условного прохода счетчика, мм	Параметры
	Расход воды, мэ/ч	Порог чувствительности, м3/ч	Максимальный объем воды за сутки, м	Гидравлическое сопротивление счетчика м/(л2 /с2)
	минимальный	эксплуатационный	максимальный
15	0,03	1,2	3	0,015	45	14,39
20	0,05	2	5	0,025	70	5,18
25	0,07	2,8	7	0,035	100	2,64
32	0,1	4	10	0,05	140	1,3
40	0,16	6,4	16	0,08	230	0,51
50	0,3	12	30	0,15	450	0,142
65	1,5	17	70	0,6	610	0,082
80	2	36	110	0,7	1300	0,0259
100	3	65	180	1,2	2350	0,000765
150	4	140	350	1,6	5100	0,00013
200	6	210	600	3,0	7600	0,0000359



Приложение 7

Характеристики выбранных насосов

Размещено на Allbest.ru