Водоснабжение населенного пункта

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство Образования и науки Российской Федерации

Иркутский Государственный Национальный Технический Университет

Кафедра «Водоснабжение, водоотведение, охрана и рациональное использование водных ресурсов».

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему «Водоснабжение населенного пункта»

Содержание

Введение

1. Основные исходные данные необходимые для создания систем водоснабжения.

2. Расходы воды и режимы водопотребления

2.1 Определение расчетных расходов от населения

2.2 Определение расчетных расходов от зданий общественного назначения

2.2.1 Определение водопотребления промышленным предприятием

2.2.1.1 Определение расходов на хозяйственно-питьевые нужды на промышленном предприятии

2.2.1.2 Определение душевых расходов на промышленном предприятие

2.2.1.3 Определение расходов воды на технологические (производственные) нужды на промышленном предприятие

2.2.2 Определение водопотребления коммунальными предприятиями

2.2.3 Определение расходов на поливку улиц

2.2.4 Расход воды на пожаротушение

3. График водопотребления и подачи воды насосами

4. Трассировка сети и водоводов

5. Подготовка водопроводной сети к расчету

5.1 Подготовка водопроводной сети к расчету в час максимального водопотребления

5.2 Подготовка водопроводной сети к расчету в час максимального водопотребления и пожаротушения

5.3 Подготовка водопроводной сети к расчету в час максимального транзита воды в бак ВБ

5.4 Определение величин узловых отборов воды из сети

6. Гидравлический расчет водопроводной сети

6.1 Начальное потокораспределение

6.2 Определение диаметров труб

6.3 Определение глубины заложения водопроводной сети

6.4 Определение потерь напора на участках водопроводной сети и увязка колец

7. Определение диктующей точки

8. Построение графиков пьезометрических линий

9. Деталировка сети

Список литературы

водоснабжение сеть напор

Введение

В настоящее время в мире построено, строится и эксплуатируется огромное многообразие систем водоснабжения. Системы водоснабжения представляют собой комплекс инженерных сооружений и устройств, обеспечивающих получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям. Эти системы являются результатом деятельности людей и направлены на удовлетворение их потребностей в воде. Эти системы проектировались, строились и эксплуатировались по определенным правилам и нормам выработанными опытом людей, относящихся к определенным временным интервалам. Они создавались из оборудования и материалов, выпускаемых промышленностью в этот интервал времени. Таким образом, системы водоснабжения тесно связаны с историческим процессом. Известно, что общество придет к эпохе, когда действия человека будут основываться на способностях человека предвидеть результаты своей деятельности. Таким образом, человек сможет предвидеть результат работы создаваемых систем. Для того чтобы встать на научный уровень знаний в этом вопросе, необходимы исследования уже созданных систем.

1. Основные исходные данные необходимые для создания систем водоснабжения

Система водоснабжения - комплекс взаимосвязанных сооружений, обеспечивающих потребителей водой в требуемом количестве и заданного качества с необходимым напором. Система водоснабжения включает в себя сооружения для забора воды из источника водоснабжения, ее транспортирования, обработки, хранения, регулирования подачи и распределения между потребителями.

Системы водоснабжения должны проектироваться в соответствии с требованиями СНиП [1] по проектированию наружных сетей и сооружений водоснабжения, ГОСТ 2874, СанНПиН, а также других нормативно-технических рекомендаций и требований, предъявляемых к воде потребителем. При этом необходимо учитывать местные условия, многообразие которых приводит к тому, что система водоснабжения любого объекта по-своему уникальна и неповторима.

Необходимо наметить наиболее целесообразную для данных конкретных условий схему водоснабжения, наметить места устройства водопроводных сооружений.

2. Расходы воды и режимы водопотребления

При проектировании системы водоснабжения объекта, прежде всего, должно быть определено, сколько воды и какого качества требуется подавать данному объекту.

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Использование воды сведено к следующим категориям:

а) хозяйственно- питьевые потребности людей;

б) производственные потребности (использование в технологических процессах различных производств);

в) расходы, связанные с обеспечением благоустройства населенных пунктов и промышленных предприятий - поливка;

г) расходы воды на пожаротушение.

Требования, предъявляемые к категориям, различны. Для хозяйственно питьевых целей, предъявляются высокие санитарные и вкусовые требования. Требования для нужд различных отраслей промышленности определяются характером технологических процессов. А качеству воды используемой для поливки проездов и зеленых насаждений, а также для нужд пожаротушения, специальных требований не предъявляется.

Системы водоснабжения должны обеспечивать также наиболее высокие экономические показатели своей работы. Поэтому, при проектировании таких систем необходимо тщательно анализировать требования предъявляемые потребителями к режиму их водообеспечения.

2.1 Определение расчетных расходов от населения

Водопроводная сеть населенного пункта предназначена для подачи воды непосредственно потребителям (населению, проживающему в данном населенном пункте, промышленным предприятиям, зданиям коммунально-бытового и общественного назначения).

Под хозяйственно-питьевыми нуждами понимается та вода, которая расходуется на нужды связанные с хозяйственной деятельностью населения и быта людей (питье, стирка, мытье посуды и т. д.) и для благоустройства населенного пункта и промышленных предприятий.

Зная расход, приходящийся на 1чел/сут (удельное хозяйственно-питьевое водопотребление), можно определить суточное потребление воды, для этого надо знать количество жителей в населенном пункте.

Удельное водопотребление зависит от благоустройства районов, жилой застройки, от климатических условий. При проектировании систем водоснабжения населенных пунктов удельное водопотребление определяется по СНиП [1] пункт 2.1.

Среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды города определяется по формуле:

, где

- удельное водопотребление на 1 жителя, для районов застройки зданиями, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и местными водонагревателями составляет от 160 до 230л/сут;

- расчетное число жителей в районах жилой застройки, имеющих разную плотность населения, чел.

Количество жителей населенного пункта определяется по формуле:

, где

F - площадь населенного пункта, составляет 262 Га (согласно Генплана);

P - плотность населения, составляет 118чел/га (по заданию).

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления определяется по формуле:

;

Расчетный расход воды в сутки наименьшего водопотребления определяется по формуле:

- коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятия, степень благоустройства здания и изменение водопотребления по сезонам года; принимается 1,1-1,3 для максимального водопотребления и 0,7-0,9 для минимального водопотребления.

Расчетные часовые расходы воды определяются по формуле:

;

, где

- коэффициент часовой неравномерности водопотребления, определяется по формуле:

;

, где

- коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и др. условия. Принимается равный , ;

- коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте. Определяется по [1] табл. 2.

2.2 Определение расчетных расходов от зданий общественного назначения

2.2.1 Определение водопотребления промышленным предприятием

Суммарный суточный расход на промышленном предприятии складывается из технологического и хозяйственно-питьевого расхода, а также расхода воды на прием душа.

2.2.1.1 Определение расходов на хозяйственно-питьевые нужды на промышленном предприятии

В зависимости от характера технологического процесса для холодных цехов установлены нормы 25 л/смену на одного работающего, для горячих цехов 45 л/смену на человека и коэффициенты водопотребления в холодных и горячих цехах .

Расход воды, потребляемой промышленным предприятием на хозяйственно-питьевые нужды определяются по формуле:

;

,где

- число работающих в смену в холодном цеху, равно 270чел. в первую смену и 220 чел. во вторую смену по заданию);

- число работающих в смену в горячем цеху, равно 200чел. в первую смену и 100 чел. во вторую смену по заданию).

Расход воды потребляемый промышленным предприятием на хозяйственно-питьевые нужды, в максимальный час смены, определяется по формуле:

и - число работающих в сменах с наибольшим числом рабочих при соответствующих нормах водопотребления.

2.2.1.2 Определение душевых расходов на промышленном предприятии

Расход воды на душевые нужды определяется с учетом числа устанавливаемых душевых сеток, количество которых определяется в зависимости от санитарной характеристики производственных процессов в цехах предприятия.

Расход воды на одну душевую сетку групповых душевых в течение 45 мин. (продолжительность работы одной сетки) составляет 500 л/с. Таким образом, душевой расход на промышленном предприятие определяется по формуле:

.

- количество душевых сеток, составляет 15 шт. (по заданию);

-коэффициент часовой неравномерности

.

2.2.1.3 Определение расходов воды на технологические (производственные) нужды на промышленном предприятии

Расходы на производственные нужды предприятия зависят от вида технологического процесса и определяются по формулам:

среднесуточный расход воды

Расход воды в первую смену

Расход воды во вторую смену

расчетный секундный расход

, где

- норма водопотребления на единицу выпускаемой продукции,6000л (по заданию);

- объем выпускаемой продукции в сутки, 350т (по заданию);

- объем выпускаемой продукции в смену, 240т (по заданию);

- коэффициент часовой неравномерности потребления воды на технологические нужды, составляет 2,1(по заданию);

- число часов работы в смену, 8 ч. (по заданию).

2.2.2 Определение водопотребления коммунальными предприятиями

Из общегородского водопотребления выделяются сосредоточенные расходы для зданий коммунально-бытового и общественного назначения (бани, прачечной, больницы, школы и т.д.).

Расход воды для этих зданий определяется по формуле:

, где

- среднесуточные расходы воды зданий коммунально-бытового и общественного назначения;

- норма расхода воды соответственно на одного моющегося, на 1кг сухого белья, на одну койку и на одного учащегося, принимается по СНиП [2]

- соответственно число посетителей бань, килограмм сухого белья в прачечной, коек в больнице, число учащихся в школе и т.д., принимается по заданию;

Расчетные секундные расходы воды зданий коммунально-бытового и общественного назначения определяются по формуле:

, где

- коэффициент неравномерности водопотребления;

- продолжительность работы в часах.

Коэффициенты неравномерности водопотребления зданий коммунально-бытового и общественного назначения, входящие в норму водопотребления, можно принять следующие: для бань и прачечных - 1; больниц - 2,5; для школ - 2,0 и т.д., а продолжительность работы в часах -8, 10, 12, 16, 24 и т.д.

Данные по определению расходов воды необходимых зданиям коммунально-бытового и общественного назначения сводим в таблицу 1.

Определение максимальных секундных и суточных расходов от зданий коммунально-бытового и общественного

назначения

Таблица 1.

Водопотребители	Измеритель	Нормы водопотребления, л/сут	Продолжительность работы, час.	Суточный расход воды, м3/сут	Расчетный средний расход, л/с	Коэффициент неравномерности
баня	100 чел/сутки	180	10	18	0,50	1
больница	500 коек/сутки	200	24	100	2,89	2,5
аптека	17 рабоч/сут	16	10	0,272	0,01	1
столовая	2400условных блюд/сутки	12	8	28,8	1,50	1,5
школа	1300 уч/сутки	14	12	18,2	0,84	2
не входящие в норму водопотребления
гараж автобусов	70маш/сутки	2000	16	140	2,43	1
гостиница	100 чел/сутки	230	24	23	0,45	1,7

2.2.3 Определение расходов на поливку улиц

При отсутствие данных по видам благоустройства, норма потребления воды на поливку, согласно примечанию 1 к п. 2.3 [1], следует принимает 50-90 л/сут.

Тогда расход на поливку улиц для рассматриваемого населенного пункта определяется из формулы:

Предусматривается поливка автомашинами в течение 5 ч. (2 раза в день) в часы минимального водопотребления (c 0 до 4и с 23 до 24).

Часовой поливочный расход определится по формуле:

.

Общий поливочный расход распределяется на ручную и механизированную поливку, как 30 и 70 % соответственно.

Общий расход на ручную поливку составляет 463,7, на механизированную - 1082,1.

2.2.4 Расход воды на пожаротушение

В зависимости от требуемой интенсивности тушения, длительности, числа пожаров в зависимости от характера застройки, огнестойкости зданий, числа жителей, характера производства устанавливают расчётную интенсивность подачи воды для тушения одного пожара, а также расчётное число возможных пожаров на территории города или промышленного предприятия.

Расходы воды на тушение пожаров назначают в зависимости от пожарной опасности объекта и его значимости.

Расход воды на наружное пожаротушение (на один пожар) и количество одновременных пожаров в населенном пункте для расчета магистральных (расчетных кольцевых) линий водопроводной сети должны приниматься по таблице 5 или 6 СНиПа [1] пункт 2 «расчётные расходы воды» в зависимости от числа жителей в населенном пункте, этажности застройки и объёма здания.

В расчетное число одновременных пожаров в населенном пункте следует включать пожары на промышленных предприятиях, расположенных в пределах населенного пункта, а в расчетный расход воды - соответствующие пожарные расходы воды на этих предприятиях.

Расход воды на наружное пожаротушение на промышленных предприятиях на один пожар должен приниматься для здания, требующего наибольшего расхода воды согласно таблице 7 или 8 СНиПа [1] пункт 2 «расчётные расходы воды» в зависимости от категории пожарной опасности производства, огнестойкости здания и его объема

Расчетное количество одновременных пожаров принимается в соответствии со СНиПом [1] пункт 2 «расчётные расходы воды» (п. 2.22.).

Дополнительно определяется расход воды для зданий, оборудованных внутренними пожарными кранами.

3. График водопотребления и подачи воды насосами

После определения городского водопотребления по всем статьям затрат составляется таблица распределения расходов воды по часам в сутки максимального водопотребления (табл. 2). Расход воды по часам суток распределяется в соответствии с рекомендациями [8]. По данной табл.2 строится ступенчатый график водопотребления по часам суток. По этому графику намечается режим работы насосов.

График строится с учетом расходов воды на нужды населения, на поливку, на нужды промышленных предприятий и общественных зданий

При этом необходимо учесть, что разным потребителям соответствуют разные коэффициенты часовой неравномерности.

Время поливки не должно совпадать с часами максимального водопотребления.

График подачи воды насосами строится по данным расчета на ЭВМ.

4. Трассировка сети и водоводов

Трассировка водопроводной сети, т.е. геометрическое начертание ее в плане. При трассировке сети должны учитываться перспективы развития объекта водоснабжения, возможности снижения строительных и эксплуатационных затрат.

Количество линий водоводов принимается с учетом категории надежности подачи воды системой и очередности строительства.

Системы водоснабжения по надежности делятся на три категории и принимаются для объединенных хозяйственно-питьевых и производственных водопроводов населенных пунктов с числом жителей более 50 000 чел. I категории.

Напорные линии прокладывают в две нитки с устройством переключений между ними. В случае отключения одного водовода или его участка общую подачу воды на хозпитьевые нужды допускается снижать не более чем на 30% расчетного расхода, на производственные нужды по аварийному графику.

Конфигурация сети зависит от формы территории объекта, его планировки, расположения наиболее крупных потребителей воды.

Трассировка зависит от расположения населенного пункта относительно источника воды, от рельефа местности, наличия естественных и искусственных препятствий для укладки труб.

Главные магистральные линии направлены по кратчайшему расстоянию к наиболее крупным потребителям воды

Магистральные линии расположены равномерно по всей территории объекта водоснабжения. С целью обеспечения надежности системы основных магистралей должно быть не менее двух на расстоянии 500-700 м друг от друга и они должны соединяться перемычками, расположенными на расстоянии 600-900 м друг от друга по длине магистралей.

Магистральные линии для обеспечения достаточных напоров прокладываются по наиболее возвышенным отметкам местности вдоль проездов и дорог параллельно линиям застройки. Различные преграды пересекаются трубопроводами под прямым углом в наиболее узких местах.

5. Подготовка водопроводной сети к расчету

Для выполнения гидравлического расчета водоводов и магистральной водопроводной сети расчетные часовые расходы воды в час максимального водопотребления переводят в секундные.

Поливка в час максимального водопотребления не производится.

Воду из магистральной водопроводной сети потребляют в местах подключения распределительных линий, домовых ответвлений и крупных потребителей, а также в точках установки пожарных гидрантов и водоразборных колонок.

После трассировки магистральную водопроводную сеть разбивают на расчетные участки. Начало и конец каждого участка нумеруют (номер узлов). Узлы сети намечают в точках подключений водоводов от насосной станции и от водонапорной башни, а также в местах отбора воды крупными водопотребителями и местах устройства пересечений и ответвлений магистральных линий.

На практике принимают условную схему водоотбора, предлагающую равномерную отдачу воды магистральной водопроводной сетью. Если имеет место путевой обор воды вдоль участков, его условно заменяют эквивалентным узловым.

При подготовке сети к гидравлическому расчету устанавливают длины участков в соответствии с масштабом плана сети, определяют величины и места отбора сосредоточенных расходов, определяют узловые и расчетные расходы воды по всем участкам и указывают их на расчетной схеме.

Таблица 3.

Номера участков	Длина (м)
1-2	980
1-5	730
2-6	730
5-6	980
4-5	900
3-4	470
3-7	810
4-8	810
5-9	810
6-10	810
7-8	470
8-9	900
9-10	980
Итого:	10380

Для каждого расчетного случая работы сети определяют узловые отборы.

В расчетной схеме, состоящей из участков с транзитным расходом и участков с непрерывной водоотдачей, считается, что в каждом узле сети потребляется расход, состоящий из половины расходов, попутно отбираемых из участков, прилегающих к данному узлу, и полного собственного сосредоточенного расхода.

Подготовительным этапом расчета водопроводной сети является определение путевых расходов всех участков сети для каждого случая расчета. Для определения путевых расходов определяется суммарная длина всех участков, а затем удельный расход. Далее определяются узловые расходы сети и выполняется первоначальное потокораспределение.

5.1 Подготовка водопроводной сети к расчету в час максимального водопотребления

По таблице 2 в час максимального водопотребления (9…10 час) выписываем часовые расходы и переводим их в секундные. Результаты представлены в
Таблице 4.

Таблица 4.

Вид расхода
Расход от населения	3219,0	894,17
Сосредоточенные расходы
Больница	2,57	0,713
Школа	3,01	0,836
Детский сад	0,63	0,175
Парикмахерская	-	-
Общежитие	1,52	0,42
Гараж гр. машин	-	-
Промышленное предприятие	81,8	22,72
Подача воды
НС II	2782,63	772,95
ВБ	520,5	144,58

Удельный расход определяется по формуле:

, где

- общий расчетный расход, л/с;

- сумма сосредоточенных расходов, л/с;

- суммарная длина участков водопроводной сети, м.

Путевые расходы на каждом участке определяются по формуле:

, где

- удельный расход в л/с на 1м;

- длина участка, м.

Для удобства определение путевых расходов сводим в таблицу 6.

5.2 Подготовка водопроводной сети к расчету в час максимального водопотребления и пожаротушения

Согласно пункту 2.12 [1] для населенного пункта с количеством жителей 185000 человек одновременное расчетное количество пожаров будет три. Расход воды на один пожар при застройке зданиями высотой три этажа и выше независимо от степени их огнестойкости составляет 40л/с. При расчете системы водоснабжения необходимо так же учитывать норму расхода воды на внутреннее пожаротушение, которая принимается согласно [2] - 5 л/с. Поэтому расход на один пожар составляет 45л/с.

Следовательно, расход воды на три пожара будет составлять 135л/с. Расчетные точки пожаров следует намечать в наиболее удаленных от НС и наиболее высоко расположенных местах (узлы 3,7 и 8).

Следует помнить, что через 10 минут после возникновения пожара ВБ отключается. Поэтому НС подает расход в количестве:

.

Значения удельного расхода, а также путевых и узловых расходов будут идентичны первому режиму. За исключением узлов в которых намечаем пожары.

5.3 Подготовка водопроводной сети к расчету в час максимального транзита воды в бак ВБ

По таблице 2 максимальный транзит воды в бак ВБ осуществляется с 22 до 23ч. По этой же таблице выписываем значения часовых расходов и переводим их в секундные. Результаты представлены в таблице 5.

Таблица 5.

Вид расхода
Расход от населения	2053,5	570,42
Сосредоточенные расходы
Больница	0,44	0,122
Школа	-	-
Детский сад	-	-
Парикмахерская	-	-
Общежитие	18,3	5,083
Гараж гр. машин	-	-
Промышленное предприятие	54,29	15,08
Подача воды
НС II	2782,63	772,95
ВБ	-653,95	181,65

Удельный расход определяется по формуле:

.

Путевые расходы определяются аналогично первому режиму.

Значения путевых расходов сводим в таблицу 6.

Таблица 6.

Номера участков	Длина участка, м	Значение путевых расходов, л/с
		1 режим	2 режим	3 режим
1	2	3	4	5
1-2	980	84.3	84.3	53.9
1-5	730	62.8	62.8	40.2
2-6	730	62.8	62.8	40.2
5-6	980	84.3	84.3	53.9
4-5	900	77.4	77.4	49.5
3-4	470	40.4	40.4	25.9
3-7	810	69.7	69.7	44.6
4-8	810	69.7	69.7	44.6
5-9	810	69.7	69.7	44.6
6-10	810	69.7	69.7	44.6
7-8	470	40.4	40.4	25.9
8-9	900	77.4	77.4	49.5
9-10	980	84.3	84.3	53.9
Сумма	10380	892.6	892.6	570.9

5.4 Определение величин узловых отборов воды из сети

Для каждого расчетного случая работы сети определяют узловые отборы.

В расчетной схеме состоящей из участков с транзитным расходом и участков с непрерывной водоотдачей, считается, что в каждом узле сети потребляется расход, состоящий из половины расходов, попутно отбираемых из участков, прилегающих к данному узлу, и полного собственного сосредоточенного расхода.

В таблице приведены узловые расходы только для населения. При составление схемы сети необходимо также учитывать расходы воды от зданий коммунально-бытового и общественного назначения, а также расходы воды для пожаротушения.

Для удобства сводим значения узловых расходов в Таблицу 7.

Таблица 7.

Номер узла	Узловой расход (л/с) 1 режим	Узловой расход (л/с) 2 режим	Узловой расход (л/с) 3 режим
1	74,336	74,336	47.0
2	73.5	73.5	47.0
3	55.0	100,0	35.2
4	93.7	93,7	60.0
5	147.42	147.42	99,183
6	108.3	108.3	69.3
7	55.0	100,0	35.2
8	93.7	138,7	60.0
9	138,595	138,595	89,08
10	77.713	77.713	230,97
Сумма	917,26	1052,264	772,95

Для каждого из расчетных режимов составляют схему сети.

6. Гидравлический расчет водопроводной сети

В результате гидравлического расчета определяют диаметры труб, скорости движения воды, потери напора и равенство их по полукольцам. Вычисленные потери напора используют затем для расчета высоты напорной башни и требуемого напора насосов, питающих водопроводную сеть.

Диаметры трубопроводов определяют с помощью таблиц гидравлического расчета водопроводных труб Шевелева Ф. А., в которых указаны экономичные скорости движения воды.

Порядок выполнения гидравлического расчета:

-намечается направление потоков воды во всех участках сети;

-определяются удельные и путевые расходы по линиям, путевые расходы заменяются расходами в узлах сети, где учитывают имеющиеся в них крупные сосредоточенные расходы;

-по предварительным расчетным расходам подбирают диаметры
труб для отдельных участков сети;

-вычисляют потери напора на преодоление сопротивлений движению воды в трубах;

-определяют невязку кольца, сравнивают ее величину с допустимой и при необходимости производят увязку сети

В процессе увязки сети предварительные расчетные расходы соответственно уменьшают или увеличивают (соблюдая при этом баланс воды в узлах сети), так чтобы невязка изменилась в нужную сторону.

После исправлений вновь определяют потери напора и невязки потерь напора в кольцах до тех пор пока невязки станут меньше допустимых величин (примерно 0,3-0,5 м для одного кольца и 1-1,5 м для общего контура сети).

6.1 Начальное потокораспределение

В кольцевой сети в отличие от разветвленной, заданные отборы воды в узлах могут быть обеспечены неограниченным числом вариантов распределения потоков воды по ее участка. Поэтому, первой подготовительной операцией, предшествующей гидравлическому расчету кольцевой сети, является ориентировочное распределение потоков воды по линиям сети.

Характер потокораспределения в сети в большой степени зависит от ее конфигурации, расположения водопитателей и напорных емкостей, а также крупных водопотребителей.

Начальное потокораспределение для каждого расчетного случая производят с учетом баланса расходов в узлах сети (первый закон Кирхгофа): количество воды, притекающей к узлу должно быть равно количеству воды вытекающей или отбираемой из узла.

Схемы начального потокораспределения для выбранных расчетных случаев позволяют установить значения расчетных расходов отдельных участков и определить по ним диаметры труб. Естественно, для различных расчетных случаев расходы воды на тех же участках сети будут различными.

6.2 Определение диаметров труб

Назначение диаметра каждого участка водопроводной сети следует производить с учетом экономического фактора, учитывающего строительные и эксплутационные затраты, и значений предельных экономических расходов.

Принимаем значение экономического фактора Э=0,5.

От НС II до сети и от сети до ВБ вода попадает по двум ниткам водоводов. Водоводы проектируются из стальных труб. Выбор диаметров водоводов следует также производить с учетом экономического фактора. Расход по одному водоводу определится, как половина общего расхода. Потери напора в водоводах определяются по формуле:

Определение потерь напора в водоводах представлено в таблице 8.

Таблица 8.

Параметр	1 случай	2 случай	3 случай	Диаметр (мм)	Экономические расходы (л/с)
Водоводы от насосной станции до сети
Расход воды по одному водоводу	386,34	526,1	386,48	700	507-676
Потери напора, м	0,102	0,189	0,102
Водоводы от ВБ до сети
Расход воды по одному водоводу	72,3	-	90,83	250	53-82
Потери напора, м	0,756	-	1,2

Назначение диаметров труб участков водопроводной сети

Таблица 9.

Номера участков	Значения расходов на участках сети по первоначальному потокораспределению, л/с	d, мм	Предельные экономические расходы для стальных труб, Э = 0,5
	1 случай	2 случай	3 случай
	Q	v	q	v	q	v
1*2	0.33322	0.87	0.44416	1.15	0.37448	0.97	700	507-676
2*6	0.25972	0.68	0.37059	0.96	0.32748	0.85	700	507-676
6*5	0.08352	0.66	0.09887	0.79	0.06741	0.54	400	161-211
1*5	0.36512	1.29	0.53384	1.89	0.35097	1.24	600	360-507
6*10	0.06790	0.54	0.16341	1.30	0.15537	1.24	400	161-211
10*9	0.13477	0.85	0.08570	0.54	0.11078	0.70	450	211-268
5*9	0.09792	0.62	0.18582	1.17	0.19461	1.22	450	211-268
9*8	0.09409	0.98	0.13293	1.38	0.03042	1.22	350	118-161
5*4	0.20331	1.04	0.29947	1.53	0.15998	0.32	500	268-360
4*8	0.02472	0.50	0.04930	1.00	0.03511	0.82	250	53-82
8*7	0.02511	0.80	0.04353	1.39	0.00553	0.72	200	35-53
4*3	0.08489	0.88	0.15647	1.63	0.06487	0.18	350	118-161
3*7	0.02989	0.61	0.05647	1.15	0.02967	0.67	250	53-82

6.3 Определение глубины заложения водопроводной сети

Глубина заложения труб, считая от низа должна быть на 0,5м больше глубины промерзания грунта, но не менее 0,7м, считая до верха труб, для предупреждения нагревания воды в летнее время. Допускается принимать меньшую глубину заложения водоводов или участков водопроводной сети при условии обоснования теплотехническими расчетами.

Глубина заложения данной водопроводной сети равна:

.

6.4 Определение потерь напора на участках водопроводной сети и увязка колец

После назначение начального потокораспределения в водопроводной сети и определение диаметров линий производится внутренняя увязка сети, т. е. нахождение действительного распределения подаваемой воды по линиям сети.

Потери в трубах можно определять по удельным сопротивлениям труб или пользуясь потерями напора на 1 км трубопровода - 1000i, определяемыми по таблицам в зависимости от материала труб и их диаметра.

Распределение потоков по веткам кольцевой сети происходит таким образом, что потери напора по одной ветви равны потерям напора по другой.

Для уменьшения «невязки» производят перераспределение расходов по недогруженным и перегруженным веткам кольца.

Увязку сети повторяют до достижения значения «невязки» на случай хозяйственных режимов , на случай режима пожаротушения и по контуру всей водопроводной сети соответственно , и .

Вся запись расчета ведется на расчетных схемах сети. Для каждого участка сети записи производятся в следующем виде: расход - потери напора - скорость - диаметр - длина.

7. Определение диктующей точки

После выполнения гидравлического расчета сети строят пьезометрический график, по которому можно определить высоту водонапорной башни и напор насосов.

Прежде чем приступить к составлению графика пьезометрических линий, необходимо найти так называемую «диктующую точку» сети, которая должна быть самой удалённой, иметь самые большие потери напора, требует наибольших напоров насосов или определяет высоту водонапорной башни.

В сети с контррезервуаром за диктующую точку принимают точку на границе питания сети от башни и от насосов, имеющую максимальную геодезическую отметку и свободный напор.

В нашем случае такой точкой является узел 10.

8. Определение производительности, ориентировочного напора и емкости резервуара ВБ

По совмещенному ступенчатому графику устанавливаются расчетные расходы воды для всех расчетных режимов работы сети. При схеме с контррезервуаром расчетными режимами являются:

час максимального водопотребления;

пожар в час максимального водопотребления;

максимальный транзит воды в бак водонапорной башни.

Потребный напор, создаваемый насосами II-го подъема ориентировочно определяется по формуле:

, где

- отметка поверхности земли у ВБ, м;

- отметка минимального уровня воды в резервуарах чистой воды, ориентировочно может быть принята ниже поверхности земли у НС II на 2,5-3м;

- расчетная высота ствола водонапорной башни до дна резервуара, м;

- расчетная глубина воды в резервуаре ВБ, ориентировочно может быть принята 5-6м;

- потери напора на внутренних коммуникациях НС, принимаемые предварительного равными 2,0-2,5м;

- потери напора в водоводах и водопроводной сети от НС до ВБ, м, 2-3м на 1 км.

Расчетная высота ствола ВБ до дна резервуара определяется по формуле:

, где

- отметка поверхности земли в диктующей точке, питающейся в час максимального водоразбора от ВБ

- свободный напор в диктующей точке, определяемый в соответствии с этажностью застройки;

- сумма потерь напора на участке от башни до диктующей точки, ориентировочно определяется из расчета потери напора на 1км длины трубопровода, 2-3м.

При выборе диктующей точки следует иметь в виду, что она должна находиться в наибольшем удалении от башни и на наивысшей отметки. Для сети с контррезервуаром эта точка находится на границе встречи потоков, идущих от насосов и от башни.

Свободные напоры определяются во всех узлах магистральной водопроводной сети и водоводов на все расчетные режимы водопровода.

Значение свободного фактического напора в каждом узле, так называемый располагаемый напор, определяют как разность между пьезометрической отметкой и отметкой поверхности земли.

Окончательные размеры бака ВБ определяются из соотношения высоты бака и диаметра .

.

При определении производительности насосной станции второго подъема следует иметь в виду, что во время тушения пожара емкость водонапорной башни может оказаться быстро использованной. Поэтому следует отметить, что расчетный расход в этом случае целиком подается от насосной станции.

8. Построение графиков пьезометрических линий

На основание трех выполненных случаев расчета строится график пьезометрических линий. Для этого определяется диктующая точка, которая для обеспечения в ней необходимого напора потребует наибольшего полного напора насосов второго подъема, а также определяют необходимую высоту ВБ. График пьезометрических линий позволяет уточнить необходимый полный напор, создаваемый насосами.

Окончательная высота ВБ определяется:

, где

- отметка поверхности земли в диктующей точке, питающейся в час максимального водоразбора от ВБ

- свободный напор в диктующей точке, определяемый в соответствии с этажностью застройки;

- сумма потерь напора на участке от башни до диктующей точки.

Потребный напор, создаваемый насосами II-го подъема будет равен:

Напор определится после построения графиков пьезометрических линий. Сумма потерь напора от НС до ВБ для каждого режима будут различны.

9. Деталировка сети

Одним из важных вопросов, связанных с проектированием водопроводной сети, является ее деталировка.

Деталировка - выбор и размещение на сети арматуры, фасонных частей, водопроводных колодцев и других деталей.

Деталировка выполняется по принятому варианту схемы водоснабжения после гидравлического расчета сети, когда определены фактические расходы воды, диаметры и материалы труб по всем участка сети.

Для обеспечения надежности работы водопроводной сети, снижения ее себестоимости, удобства эксплуатации необходимо правильное конструирование узлов и рациональное использование существующего сортамента фасонных частей.

Деталировка дается на рабочих чертежах, где условными обозначениями показывают арматуру и фасонные части, из которых должны монтироваться отдельные узлы сети.

Фасонные части применяют для изменения направления и диаметра трубопровода, а также для устройства ответвлений.

Для управления работой трубопровода и наблюдения за его состоянием устанавливают арматуру (задвижки, обратные клапаны, вантузы и т.д.).

Конструирование сети начинают с расстановки пожарных гидрантов, задвижек, которыми отключаются отдельные участки сети в случае ремонта (разрешается отключать не более 5 гидрантов). Расстояние между гидрантами принимаем не более 150 м. Гидранты в колодцах устанавливают на пожарные подставки.

Для соединения фланцевых задвижек и другой фланцевой арматуры с раструбными трубами применяют патрубки.

Направление раструбов труб показывают на деталировке с учетом рельефа местности (трубы укладывают раструбами вверх навстречу уклону), так удобнее производить заделку стыков.

Уклон трубопроводов должен быть не менее 0,001 по направлению к выпуску. Выпуски предусматриваются в пониженных точках каждого ремонтного участка. Установку вантузов предусматривают в переломных точках профиля.

На основе деталировки узлов водопроводной сети с учетом размеров каждой детали определяют необходимые размеры колодцев в плане. Высоту колодцев назначают с учетом глубины укладки труб и размеров арматуры. После этого подбирают типовые колодцы. При необходимости горловины колодцев наращивают кирпичной кладкой.

В данном курсовом проекте предусмотрена деталировка одного из колец рассчитанной водопроводной сети.

Монтажную схему можно составлять в такой последовательности:

- Назначают места расположения пожарных гидрантов.

- Назначают колодцы с задвижками на всех ответвлениях в узлах водопроводной сети. Так же намечают места расположения задвижек для отключения ремонтных участков. Расстояние между отключающими задвижками должно быть таким, чтобы каждой задвижкой отключалось не более 5 пожарных кранов.

- Расставляют колодцы с задвижками в местах подключения распределительной и магистральной сетей. Диаметры труб распределительной сети принимают в зависимости от величины пожарного расхода.

- Выбирают необходимые для каждого узла фасонные части и вычерчивают все узлы, находящиеся в пределах рассматриваемого кольца.

Для размещения арматуры на водопроводной сети предусматривается устройство колодцев или камер.

Для уменьшения размеров колодцев и камер при значительных диаметрах фасонных частей рекомендуется при составление монтажной схемы располагать переходы, кресты, колена, отводы за пределами колодцев. При этом указанные фасонные части при укладке их за пределами колодцев должны иметь раструбные соединения.

Список литературы

1. СНиП 2.04.02-97* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1997.-134 с.

2. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий. МинстройРоссии.-М.:ГУП ЦПП, 1998.-60с.

3. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб.-М.:Стройздат, 1984.

4. Зацепина М. В. Курсовое и дипломное проектирование водопроводных сетей и сооружений. Л.: Стройиздат, 1981.

5. Николадзе Г. И., Сомов М. А. Водосналбжение: Учебник для вузов. - М.: Стройздат, 1995.

6. Абрамов Н. Н. Водоснабжение.-М.:Стройздат, 1982.

7. Перешивкин А. К. и др. Справочник. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации. - 4-е изд., перераб. и доп.-М.:Стройздат,1988.

8. Медиоланская М.М., Мезенева Е.А., Колобова С.В. Проектирование водопроводных сетей: Учеб. Пособие. Вологда. ВТУ,1999-150с.

Размещено на Allbest.ru