Водопроводная сеть

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства»

Кафедра коммунальное и промышленное водопользование

Пояснительная записка к курсовому проекту

«ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ»

Выполнил: студент Хаустова М.М

Шифр: ВВ 07-068

Проверил: профессор Животнев В.С.

Москва 2011



СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные

1. Характеристика объекта и проектируемой системы водоснабжения

2. Определение расходов воды и свободных напоров

2.1 Нормы и коэффициенты неравномерности водопотребления

2.1.1 Хозяйственно-питьевое водопотребление населения

2.1.2 Поливное водопотребление

2.1.3 Хозяйственно-бытовое водопотребление рабочих предприятия

2.1.4 Производственное водопотребление предприятия

2.1.5 Противопожарное водопотребление

2.2 Расходы воды по видам потребления и в целом по городу

2.2.1 Хозяйственно - питьевое водопотребление населения

2.2.2 Поливное водопотребление

2.2.3 Хозяйственно - бытовое водопотребление рабочих предприятия

2.2.4 Производственное водопотребление предприятия

2.2.5 Противопожарное водопотребление

2.2.6 Суммарное водопотребление

2.3 Свободные напоры

3. Режим работы насосов станций 1-го и 2-го подъемов и определение вместимости баков водонапорной башни и резервуаров чистой воды 8

3.1 Режим работы насосов

3.2 Определение вместимости бака водонапорной башни

3.3 Определение вместимости резервуаров чистой воды

4. Гидравлический расчет водопроводной сети

4.1 Трассировка магистральной водопроводной сети и выбор расчетных случаев

4.2 Расчет сети на случай максимального водоразбора

4.2.1 Расчетная схема отбора воды

4.2.2 Определение расчетных расходов воды по участкам сети

4.2.3 Определение диаметров труб участков сети

4.2.4 Определение потерь напора на участках сети и величин невязок в кольцах

4.2.5 Увязка сети

4.3 Поверочный расчет сети на случай пожара при максимальном водоразборе

4.3.1 Определение расчетных расходов воды по участкам

4.3.2 Определение потерь напора на участках сети и величин невязок в кольцах

4.3.3 Увязка сети

5. Построение пьезометрической линии

6. Гидравлический расчет водоводов

7. Определение высоты водонапорной башни, напора насосов станции II подъема и подбор насосов

7.1 Определение высоты водонапорной башни

7.2 Определение напора насосов станции II подъема

7.3 Подбор насосов

8. Конструирование водопроводной сети и графическое оформление проекта

Список используемой литературы



Исходные данные

Вариант генплана	3
Число этажей	6
Плотность населения, Р чел./га	280
Степень благоустройства районов жилой застройки	Здания с внутренним водопроводом и канализацией с ваннами и централизованным ГВС
Удельное хозяйственно-питьевое водопотребление на одного жителя (среднесуточное) в течение года, л/сут	230 - 350
Глубина промерзания грунта Н, м	2,5
Площадь полива городских улиц, % (от площади города)	27
Число дней полива в году	150
Норма машинного полива, л/м2 • сут	1,6
Экономический фактор Э	0,5
Стоимость электроэнергии, руб. / кВт / ч.	0,02
Площадь города, га	388,1
Для промышленных предприятий
Число работающих в каждой смене, чел: I II III	800 1100 400
Число человек, пользующихся душем за смену, % (от числа работающих в смене)	28
Число человек на одну душевую сетку	15
Расход воды на производственные нужды (при Кч.макс = I), м3/ч	20
Число работающих в горячих цехах, % (от числа работающих)	25
Число пожаров на предприятии	1
Расход воды на тушение пожара на предприятии, л/с	25

Примечание: на производственные нужды требуется вода питьевого качества.



1. Характеристика объекта и проектируемой системы водоснабжения

Объектом водоснабжения является город, расположенный на берегу реки. Генплан города представлен в проекте.

Местность, на которой расположен город, характеризуется перепадом отметок земли от 53 до 58 м.

Площадь селитебной части города составляет F_гор = 388,1 га (определяется по генплану города). Плотность населения Р = 280 чел./га (приведена в исходных данных). При заданной плотности населения и площади территории города расчетная численность населения города составит:

N = Р • F_гор = 280 • 388,1 = 108668 чел.

Жилая застройка состоит из 6 - этажных зданий, оборудованных водопроводом, канализацией с ваннами и централизованным ГВС.

Площадь зеленых насаждений, улиц и площадей, подлежащих поливу, равна 27% от площади города, согласно исходным данным:

F_пол = 0,27 • F_гор = 0,27 • 388,1 = 104,787 га

На территории города расположено промышленное предприятие с общим числом работающих 800 + 1100 + 400 = 2300 чел. Предприятие работает в три смены. Согласно исходным данным, вода на производственные нужды подается из городского водопровода.

В качестве источника водоснабжение принята река. Расположение водозаборных и очистных сооружений показано на генплане города. Водозаборные сооружения располагаются в 1,5 км выше города по течению реки. Вблизи водозаборных сооружений расположены очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосная станция 2-го подъема. От насосной станции 2-го подъема вода по двум водоводам протяженностью 0,73 км подается в водопроводную сеть.

Противопожарный водопровод проектируем низкого давления [3, п.2. 29].

В соответствии с принятой системой водоснабжения из городского водопровода обеспечиваются:

- хозяйственно-питьевые нужды населения;

- хозяйственно-бытовые нужды промышленного предприятия;

- производственные нужды промышленного предприятия;

- полив зеленых насаждений, улиц и площадей;

- противопожарные нужды.

водопроводная сеть жилая застройка



2. Определение расходов воды и свободных напоров

2.1 Нормы и коэффициенты неравномерности водопотребления

2.1.1 Хозяйственно-питьевое водопотребление населения

При заданной степени благоустройства жилых зданий (ВК - 3) норма хозяйственно-питьевого водопотребления на 1-го жителя (среднесуточная за год) составит

q_ср = 290 л /сут [2, п.3.2.].

Для определения максимального суточного и часового расходов воды находим коэффициенты суточной неравномерности.

Коэффициент суточной неравномерности принимаем равным:

К_{сут.макс} = 350 / 290 ? 1,2;

К_{сут.мин} = 230 / 290 ? 0,8.

Коэффициенты часовой неравномерности определяются по формулам:

К_{час.мин} = б_мин ? в_мин = 0,5 • 0,7 = 0,35;

К_{час.макс} = б_макс ? в_макс = 1,3 • 1,1 = 1,43,

где б - коэффициент, учитывающий степень благоустройства жилых зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаем: б_мин = 0,5, б_макс = 1,3;

в - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте: в_мин = 0,7, в_макс = 1,1.



2.1.2 Поливное водопотребление

Норму на полив зеленых насаждений, улиц и площадей принимаем 1,6 л / м²; число поливов в сутки - один; число дней полива в году - 150 в соответствии с данными.

2.1.3 Хозяйственно-бытовое водопотребление рабочих предприятия

Норму расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды принимаем на 1-го рабочего в смену (для цехов с тепловыделением более 20 ккал на 1 м³ / ч) - 45 л / смену, (для цехов с тепловыделением менее 20 ккал на 1 м3 / ч ) - 25 л / смену.

Число рабочих, обслуживаемых одной сеткой - 15, число пользующихся душем - 28% работающих в смену.

Часовой расход на 1 душевую сетку принимаем 500 л, продолжительность пользования душем после окончания смены - 45 мин (0,75 ч).

2.1.4 Производственное водопотребление предприятия

Количество воды, подаваемой на производственные нужды предприятия - 20 м³ / ч, коэффициент часовой неравномерности К_ч = 1.

2.1.5 Противопожарное водопотребление

Расчетное количество воды на наружное пожаротушение и число одновременных пожаров для жилой застройки принимаем в соответствии с [3. п. 2, табл. 5].

Расчетное число одновременных пожаров (при расчетной численности населения 108668 чел.) принимаем равным 3; расход воды на один пожар Q_пож = 40 л / с (жилая застройка свыше 3-х этажей).

В соответствии с исходными данными число одновременных пожаров на промышленном предприятии - 1, Q_пож^пр = 25 л / с. Время тушения пожара - 3 ч.

2.2. Расходы воды по видам потребления и в целом по городу

2.2.1 Хозяйственно - питьевое водопотребление населения

Средний за год суточный расход воды определяется по формуле:

Q_сут.ср=(q_ср • N)/1000 = (290 • 108668) / 1000 = 31513,72 ? 31513,7 м³/сут,

где q_ср - принятая средняя норма водопотребления, л / чел. / сут;

N - расчетное число жителей, чел.

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления определяем по формуле:

Q_{сут.макс} = К_{сут.макс} • Q_сут.ср = 1,2 • 31513,72 = 37816,464 ? 37816,5 м³ / сут;

Q_{сут.мин} = К_{сут.мин} • Q_сут.ср = 0,8 • 31513,72 = 25210,976 ? 25211 м³ / сут.

Расчетные часовые расходы воды определяем по формуле:

q_ч.макс = (К_ч.макс • Q_{сут.макс}) / 24 = (1,43 • 37816,464) / 24 ? 2253,23 м³ / сут;

q_ч.мин = (К_ч.мин • Q_{сут.мин}) / 24 = (0,35 • 25210,976) / 24 ? 367,66 м³ / сут.

2.2.2 Поливное водопотребление

Максимальный суточный полив:

Q_{сут.макс}^пол = (10000 • F_пол • q_пол) / 1000 = (10000 • 104,787 • 1,6) / 1000 ? 1676,6 м³ / сут,

где F_пол - площадь полива, га; q_пол - норма полива, л / м² • сут.

Средний суточный расход воды за год на полив:



Q_сут.ср^пол = (Q_{сут.макс}^пол • n) / 365 = (1676,6 • 150) / 365 ? 689 м³ / сут.

где n - число дней полива в году.

Принимаем, что полив совпадает с днем максимального водопотребления, но не совпадает с часом максимального водопотребления данных суток.

2.2.3 Хозяйственно - бытовое водопотребление рабочих предприятия

Учитывая исходные данные и принятые нормы водопотребления, определяем расход воды (м³) на хозяйственно - бытовые нужды рабочих в смену.

Таблица 1

Смена	Хозяйственно - питьевое водопотребление	Расход воды на пользование душем	Всего в смену
1	(800 • 0,25 • 45 + 800 • 0,75 • 25) / 1000 = 24		29,6
2	(1100 • 0,25 • 45 + 1100 • 0,75 • 25) / 1000 = 33		40,7
3	(400 • 0,25 • 45 + 400 • 0,75 • 25) / 1000 = 12		14,8
Итого	69	16,1	85,1

2.2.4 Производственное водопотребление предприятия

Суточный расход:

Q_сут^пр = 20 • 24 = 480 м³ / сут.



2.2.5 Противопожарное водопотребление

Q_пож = Q_пож^гор + 0,5 • Q_пож^пр = 3 • 40 + 0,5 • 25 = 132,5 л / с.

2.2.6 Суммарное водопотребление

Таблица 2

Потребители	Суточный расход, м3
	средний	максимальный
Население	31513,7	37816,5
Полив	689	1676,6
Промпредприятие:
Хозяйственно - бытовые	85,1	85,1
Производственные нужды	480	480
Общий	32767,8	40058,2

Суммарное распределение воды всеми потребителями

Часы суток	Хозяйственно-питьевое водопотребление населения (Кч = 1,45)	Полив, м3	Хозяйственно-бытовое водопотребление рабочих	Производственные нужды промпредприятия	Суммарное водопотребление
			Хозяйственно-питьевые нужды	Пользование душем, м3
	% Qсут.макс	м3		% Qсмены	м3			м3	% Qсут.макс
0-1	2,00%	756,33	209,575	15,65%	3,756	2,80	20,00	992,461	2,48%
1-2	2,10%	794,15	209,575	12,05%	2,892	-	20,00	1026,617	2,56%
2-3	1,85%	699,61	209,575	12,05%	2,892	-	20,00	932,077	2,33%
3-4	1,90%	718,51	209,575	12,05%	2,892	-	20,00	950,977	2,37%
4-5	2,85%	1077,77	209,575	12,05%	2,892	-	20,00	1310,237	3,27%
5-6	3,70%	1399,21	209,575	12,05%	2,892	-	20,00	1631,677	4,07%
6-7	4,50%	1701,74	-	12,05%	2,892	-	20,00	1724,632	4,31%
7-8	5,30%	2004,27	-	12,05%	2,892	-	20,00	2027,162	5,06%
8-9	5,80%	2193,36	-	15,65%	5,168	5,60	20,00	2224,128	5,55%
9-10	6,05%	2287,90	-	12,05%	3,976	-	20,00	2311,876	5,77%
10-11	5,80%	2193,36	-	12,05%	3,976	-	20,00	2217,336	5,54%
11-12	5,70%	2155,54	-	12,05%	3,976	-	20,00	2179,516	5,44%
12-13	4,80%	1815,19	-	12,05%	3,976	-	20,00	1839,166	4,59%
13-14	4,70%	1777,38	-	12,05%	3,976	-	20,00	1801,356	4,50%
14-15	5,05%	1909,73	-	12,05%	3,976	-	20,00	1933,706	4,83%
15-16	5,30%	2004,27	-	12,05%	3,976	-	20,00	2028,246	5,06%
16-17	5,45%	2061,00	-	15,65%	1,878	7,70	20,00	2090,578	5,22%
17-18	5,05%	1909,73	-	12,05%	1,446	-	20,00	1931,176	4,82%
18-19	4,85%	1834,10	-	12,05%	1,446	-	20,00	1855,546	4,63%
19-20	4,50%	1701,74	-	12,05%	1,446	-	20,00	1723,186	4,30%
20-21	4,20%	1588,29	-	12,05%	1,446	-	20,00	1609,736	4,02%
21-22	3,60%	1361,40	-	12,05%	1,446	-	20,00	1382,846	3,45%
22-23	2,85%	1077,77	209,575	12,05%	1,446	-	20,00	1308,791	3,27%
23-24	2,10%	794,15	209,575	12,05%	1,446	-	20,00	1025,171	2,56%
Всего	100,00%	37816,50	1676,60	300,00%	69,00	16,10	480,00	40058,20	100,00%

Таблица 3

На основании таблицы 3 строим ступенчатый график водопотребления города (рис. 1).

Q _{сут макс}

Подача воды насосами

2-го подъема

Водопотребление городом

часы

суток

Рис. 1. Совмещенный ступенчатый график водопотребления городом и подачи воды насосами 2-го подъема.

2.3 Свободные напоры

Минимальный свободный напор в водопроводной сети определяем в соответствии с [3, п.2.26] при заданной этажности 6:

Н_св^х-п = 10 + (4 • 5) = 30 м.

Минимальный свободный напор при тушении пожара принимаем по [3, п.2.30]:

Н_св^пож = 10 м.



3. Режим работы насосов станций 1-го и 2-го подъемов и определение вместимости баков водонапорной башни и резервуаров чистой воды

3.1 Режим работы насосов

Режим подачи воды насосной станцией 1-го подъема, а также поступление воды с очистных сооружений в резервуары чистой воды принимаем равномерными в течение суток, т.е. 4,17% Q_{сут.макс}. Режим работы насосов 2-го подъема принимаем равномерным ступенчатым, по возможности приближенным к графику водопотребления и с учетом подбора наименьшего числа типов и числа насосов:

с 0 до 5 ч. - 2,6%; с 5 до 20 - 5%; с 20 до 24 - 3% Q_{сут.макс} (см. рис.1).

Таким образом, за сутки насосы 2-го подъема подают в город воды:

(5 • 2,6%) + (15 • 5%) + (4 • 3%) = 100%.

3.2 Определение вместимости бака водонапорной башни

Таблица 4

Часы суток	Хозяйственно-питьевое водопотребление города, %	Подача насосами 2-го подъема, %	Режим водопотребления, %
			Поступление	Расход	Остаток
1	2	3	4	5	6
0-1	2,48	2,6	0,12	-	0,87
1-2	2,56	2,6	0,04	-	0,91
2-3	2,33	2,6	0,27	-	1,18
3-4	2,37	2,6	0,23	-	1,41
4-5	3,27	2,6	-	0,67	0,74
5-6	4,07	5	0,93	-	1,67
6-7	4,31	5	0,69	-	2,36
7-8	5,06	5	-	0,06	2,30
8-9	5,55	5	-	0,55	1,75
9-10	5,77	5	-	0,77	0,98
10-11	5,54	5	-	0,54	0,44
11-12	5,44	5	-	0,44	0
12-13	4,59	5	0,41	-	0,41
13-14	4,50	5	0,50	-	0,91
14-15	4,83	5	0,17	-	1,08
15-16	5,06	5	-	0,06	1,02
16-17	5,22	5	-	0,22	0,80
17-18	4,82	5	0,18	-	0,98
18-19	4,63	5	0,37	-	1,35
19-20	4,30	5	0,70	-	2,05
20-21	4,02	3	-	1,02	1,03
21-22	3,45	3	-	0,45	0,58
22-23	3,27	3	-	0,27	0,31
23-24	2,56	3	0,44	-	0,75

W_{рег.бака} = (Q_{сут.макс} • 2,36) / 100 = (40058,20 • 2,36) / 100 ? 945,4 м³.

Противопожарный запас воды W_пож на 10-минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров:

где q_{пож.нар.} - пожарный расход на тушение одного наружного пожара в городе = 40 л / с;

q_{пож.внутр} - расход внутри здания из пожарного крана = 5 л / с.

Полная вместимость бака:

W_б = W_{рег.бака} + W_пож = 945,4 + 27 = 972,4 м³

К установке принимаем железобетонную башню, с вместимостью бака - 1000 м³.



Размеры бака принимаем с таким расчетом, чтобы отношение высоты слоя воды к диаметру было в пределах 0,7. Тогда диаметр бака равен:

D = м, а высота слоя воды Н = 8,8 м.

3.3 Определение вместимости резервуаров чистой воды

Полная вместимость резервуаров:

W_р = W_рег.р + W_пож.р + W_ф, м³,

где W_рег.р - регулирующий запас воды;

W_пож.р - противопожарный запас;

W_ф - запас воды на промывку фильтров, принимаемый равным 200 м³, согласно расчету очистных сооружений.

Регулирующую вместимость резервуара определяем путем совмещения графиков работы насосов 1-го и 2-го подъемов (рис. 2). Для определения величины вместимости используем интегральный график поступления воды в резервуар и подачи ее насосами 2-го подъема (рис. 3).

Регулирующий запас воды находим как сумму абсолютных величин максимальных положительной и отрицательной ординат: 7,85 + 4,6 = 12,45%

W_рег.р = 0,1245 • 40058,20 ? 4987,2 м³.

Неприкосновенный пожарный запас воды определяем из расчета подачи воды на тушение пожара в течении З-х часового периода наибольшего водопотребления по формуле:



где Q_пож - расход воды на тушение наружных пожаров;

3Q_ч.макс - расход воды за три смежных часа наибольшего водопотребления, т.е. с 8 до 11 ч;

3Q_ч.ср - приток воды в резервуар, принимаем равным трем среднечасовым расходам, т.е. 4,17% от Q_{сут.макс}, умноженное на 3.

Полная вместимость резервуаров чистой воды:

W_р = 4987,2 + 3173 + 200 = 8360,2 м³.

Принимаем два типовых железобетонных резервуара, вместимостью по 5000 м³ каждый. Размеры резервуара в плане 30 • 36 м, высота слоя воды - 3,9 м.

Рис. 2. Совмещенный ступенчатый график поступления воды в резервуар и подачи насосами 2-го подъема.



Рис. 3. Совмещенный интегральный график поступления воды в резервуар и подачи насосами 2-го подъема

4. Гидравлический расчет водопроводной сети

4.1 Трассировка магистральной водопроводной сети и выбор расчетных случаев

Прежде, чем приступить к трассировке сети, намечаем место расположения водонапорной башни, т.е. самую высокую отметку в западной части города - 58 м.

Водонапорная башня располагается между насосной станцией 2-го подъема и водопроводной сетью по ходу движения воды, т.е. в начале сети.

Трассы магистралей намечаем с таким расчетом, чтобы вода подавалась ко всем основным потребителям кратчайшим путем, и число магистралей было не менее двух. Расстояние между магистралями принимаем равным 650 м, что соответствует рекомендуемым 400 - 800 м. Расстояние между перемычками 750 м, что также отвечает рекомендуемым 500 - 1000 м.

В результате трассировки схема сети принята кольцевой, с башней в начале.

Нумеруем узлы и определяем по генеральному плану длину всех участков магистральной сети.

Учитывая, что водопроводная сеть принята с башней в начале ее, принимаем за основной расчетный случай работы сети период максимального водоразбора. Кроме этого, выполняем поверочные расчеты сети на период тушения пожара при максимальном водоразборе и на период подачи воды при аварийном выключении участка сети.

Гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети производим в такой последовательности: составляем расчетную схему отбора воды, делаем предварительное распределение расходов воды по участкам, определяем диаметры труб участков, потери напора в них и величину невязок в кольцах, производим увязку сети.

4.2 Расчет сети на случай максимального водоразбора

4.2.1 Расчетная схема отбора воды

При расчете сети принимаем условную схему отбора воды. Предполагается, что расчетный расход воды городом равномерно располагается по длине магистральной сети. При этом из общего расхода воды отдаваемой сетью, вычитаем расходы промышленного предприятия, так как их величины и точка, где они отбираются, известны.

Максимальное водопотребление (т.е. расчетный расход) с 9 до 10 часов (см. табл. 3). В этот час город потребляет 5,77 % Q_{сут.макс}, т.е. 2311,9 м³/ч = 642,2 л/с, в том числе предприятие - Q_пр = 24 м³/ч = 6,7 л/с.

В нашем случае величина расхода, равномерно распределенного по длине сети равна:

Q = Q_расч - Q_пр = 642,2 - 6,7 = 635,5 л / с.

Удельный отбор, т.е. отдача воды сетью на 1 м ее длины, определяется по формуле:

q_уд = Q / ? l = 635,5 / 8400 = 0,0756 л / с / м,

где ? l - сумма длин участков сети, м.

Найдя q_уд, определяем путевые расходы участков:

Q_пут = q_уд • l_уч,

которые заменяем узловыми расходами

Q_узл = 0,5?Q_пут =0,5? q_уд • l = 0,5 q_уд?l_узл = 0,5 • 0,0756?l_узл,



где ?l_узл - сумма длин участков, примыкающих к узлу.

Результаты определения узловых расходов приведены в табл. 5 и рис. 5.

Таблица 5

Номер узла	Номер участка, примыкающего к узлу	Сумма длин участков, примыкающего к узлу ?l, м	Узловой расход Qузл, л / с
1	1-2, 1-4	750 + 650 = 1400	53
2	1-2, 2-3, 2-5	750 + 750 + 650 = 2150	81,3
3	2-3, 3-6	750 + 650 = 1400	53
4	1-4, 4-5, 4-7	650 + 750 + 650 = 2050	77,5
5	2-5, 4-5, 5-6, 5-8	650 + 750 + 750 + 650 = 2800	105,9
6	3-6, 5-6, 6-9	650 + 750 + 650 = 2050	77,5
7	4-7, 7-8	650 + 750 = 1400	53
8	5-8, 7-8, 8-9	650 +750 +750 = 2150	81,3
9	6-9, 8-9	650 + 750 = 1400	53
	635,5

Рис. 4. Схема водопроводной сети с узловыми расходами на случай максимального водоразбора.



Кроме указанных в табл. 5 узловых расходов, будет иметь место сосредоточенный расход, отдаваемый промышленным предприятием в узле 8, равный 6,7 л / с, что в сумме составляет 635,5 + 6,7 = 642,2 л / с, т.е. полный расход в час максимального водопотребления.

4.2.2 Определение расчетных расходов воды по участкам сети

Для определения расчетных расходов в участках сети 2-3; 5-6; 8-9 проводим сечение II-II (Рис. 4). Через это сечение вода транспортируется к трем узлам: 3, 6, 9, сумма расходов в которых составляет:

Q_II-II = Q₃ + Q₆ + Q₉ = 53+ 77,5 + 53= 183,5 л / с.

Соответственно принятому варианту распределения, по участку 5-6 пропускаем расход, равный половине общего расхода воды в сечении II-II, т.е.

q_5-6 = Q_II-II / 2 =183,5 / 2 = 91,7 л / с.

Расход по крайним участкам примем равным:

q_2-3 = q_8-9 = (Q_II-II - q_5-6) / 2 = (183,5 - 91,7) / 2,

или

q_2-3 = 45,9 л / с, q_8-9 = 45,9 л / с.

Расчетные расходы воды по участкам 3-6 и 6-9 определим исходя из баланса расходов воды в узлах. Расход воды по участку 3-6:

q_3-6 = Q₃ - q_2-3 = 53 - 45,9 = 7,1 л / с;

по участку 6-9:

q_6-9 = Q₉ - q_8-9 = 53 - 45,9 = 7,1 л /с.

Для определения расчетных расходов воды по участкам 1-2, 4-5, 7-8 проводим сечение I-I (Рис. 5); через это сечение вода транспортируется к узлам 2, 5, 8, 3, 6, 9, сумма расходов в которых составит:

Q_I-I = 81,3 + 105,9 + 81,3 + 6,7 + 53+ 77,5 + 53 = 458,7 л / с.

По участку 4-5 пропустим расход, равный:

q_4-5 = Q_I-I / 2 = 458,7 / 2 = 229,4 л / с.

По участкам 1-2, 7-8 расходы примем равными: q_1-2 = 111,3 л / с, q_7-8 = 118,0 л / с.

Расчетные расходы на участках 2-5, 5-8, 1-4, 4-7 определим с учетом баланса расходов воды в узлах:

q_2-5 = (Q₂ + q_2-3) - q_1-2 = (81,3 + 45,9) - 111,3 = 15,9 л / с;

q_5-8 = (Q₈ + q_8-9) - q_7-8 = (81,3 + 6,7 + 45,9) - 118,0 = 15,9 л / с;

q_1-4 = Q₁ + q_1-2 = 53+ 111,3 = 164,3 л / с;

q_4-7 = Q₇ + q_7-8 = 53+ 118,0 = 171,0 л / с.

Проверим общий баланс расходов воды в сети:

Q_рас = Q₄ + q_1-4 + q_4-7 + q_4-5 = 77,5 + 164,3 + 171,0 + 229,4 = 642,2 л / с,

т.е. баланс расходов воды в сети выполнен (см. рис. 4.).

4.2.3 Определение диаметров труб участков сети

Диаметр труб участков сети выбираются с учетом требований экономичности водоводов сети и насосных станций, которые характеризуются экономическим фактором Э.

Значение Э определяем по формуле:

Э = А • (у ? г) / (з ? в),

где А - коэффициент, учитывающий материал труб: для чугунных 2800;

у - стоимость электроэнергии: 0,02 руб / кВт / ч;

г - коэффициент неравномерности расходования энергии на подачу воды (0,6-0,8), принимаем 0,65;

з - КПД насосов, принимается в пределах 0,7 - 0,8;

в - коэффициент стоимости строительства, зависит от материала труб: чугунные - 107 для водоводов и 130 для сети.

Э = 2800 • (0,02 • 0,65) / (0,7 • 130) = 0,4

Наиболее выгоднейшие диаметры участков сети находим методом приближенного технико-экономического расчета, с учетом роли каждого участка в работе сети, используя таблицу предельных экономических расходов.

Предельные расходы вычисляем по формуле:

где Э и Э_т - соответственно экономические факторы для данного случая 0,4 и 0,5;

Q - полный расчетный расход воды: 642,2 л / с;

x_ik - коэффициент, учитывающий роль участка в работе сети;

q_ik - расчетный расход рассматриваемого участка.

Величину x_ik при приближенном технико-экономическом расчете определяем как часть полного расхода воды, подаваемой в сеть, путем проведения поперечных сечений по основным направлениям движения воды, т.е. , где n - число пересекаемых участков.

На схеме сети (рис. 4) линии 1-4; 4-7; 1-2; 4-5; 7-8; 2-3; 5-6; 8-9 - это постоянно нагруженные транзитные участки сети, через которые и проводим сечения. Для линии 2-5; 5-8 сечений не проводим, так как они являются перемычками и диаметры их принимают конструктивно из условия обеспечения подачи воды при аварии на магистрали. Диаметры конечных участков 3-6; 6-9 принимаем с учетом пропуска противопожарного расхода воды равными 250 мм.

Таблица 6

Номер участка	qik	xik				q'ik	Dэк
1-4	164,3	0,33	1,29	1,09	0,93	166,33	400
4-7	171,0	0,33	1,24	1,07	0,93	170,82	400
1-2	111,3	0,33	1,90	1,24	0,93	128,29	350
4-5	229,4	0,33	0,92	0,97	0,93	207,78	450
7-8	118,0	0,33	1,80	1,22	0,93	133,39	350
2-3	45,9	0,33	4,62	1,67	0,93	71,08	250
5-6	91,7	0,33	2,31	1,32	0,93	112,75	350
8-9	45,9	0,33	4,62	1,67	0,93	71,08	250
2-5	15,9	0	-	-	-	-	350
5-8	15,9	0	-	-	-	-	350
3-6	7,1	0	-	-	-	-	250
6-9	7,1	0	-	-	-	-	250



4.2.4 Определение потерь напора на участках сети и величин невязок в кольцах

Потери напора в трубах определяем по формуле:

h = S₀ • l • Q² = S • Q²,

где S₀ - удельное сопротивление трубопровода (по табл. Шевелева) При скорости движения воды в трубах < 1,2 м / с, вводится поправочный коэффициент у, который также определяется по таблицам Шевелева;

l - длина трубопровода;

Q - расчетный расход трубопровода;

S - полное сопротивление трубы длиной l.

Результаты определения потерь напора на участках сети показаны на рисунке 5.

Истинное определение расходов воды по сети характеризуется тем, что в каждом кольце сумма потерь напора на участках, где вода движется по часовой стрелке, равна сумме потерь напора на участках, где вода движется против часовой стрелки, т.е. невязка в кольце Для практических целей величина невязок допустима до 0,5 м, а по внешнему контуру - до 1,5 м.

Величины невязок в кольцах равны:

Дh_I = h_1-2 - h_2-5 - h_4-5 + h_1-4 = 4,1 - 0 - 4,7 + 3,8 = 3,2;

Дh_II = h_2-3 - h_3-6 - h_5-6 + h_2-5 = 4 - 0 - 2,8 + 0 = 1,2;

Дh_III = h_4-5 + h_5-8 - h_7-8 - h_4-7 = 4,7 + 0 - 4,6 - 4,2 = - 4,1;

Дh_IV = h_5-6 + h_6-9 - h_8-9 - h_5-8 = 2,8 + 0 - 4,0 - 0 = - 1,2;

Вывод: величины невязок во всех кольцах при первоначальном распределении расходов воды по участкам сети получились выше допустимых.

Для уменьшения невязок до допустимой величины производим перераспределение расходов (при условии соблюдения во всех узлах), т.е. выполним увязку сети.

4.2.5 Увязка сети

Знак невязки показывает, какие участки перегружены, а какие недогружены. Если , то перегружены участки, по которым воды движется по часовой стрелке, а если , то наоборот.

Для получения следует перераспределить потоки воды таким образом, чтобы уменьшить расход на перегруженных участках и увеличить на недогруженных.

Это достигается путем проведения по контуру кольца поправочного расхода Дq в направлении, обратном невязке.

Гидравлическую увязку сети производим по методу Лобачева-Кросса.

Поправочный расход (в м) определяем по формуле:

где - невязка при первой попытке расчета сети;

- произведение сопротивления S на расчетный расход q участка.

Расчет производим путем повторных попыток до достижения допустимой невязки потерь напора в кольцах, равной 0,5 м, в следующем порядке:

1) по уточненным расходам для каждого участка сети находим скорость в трубах, удельное сопротивление и поправочный коэффициент скорости по таблицам Шевелева;

2) для каждого участка сети вычисляем , произведение и потери напора ;

3) для каждого кольца определяем сумму (без учета знаков) и величину невязки .

Результаты расчета приведены в таблице 7.

В участках сети, которые являются смежными для двух колец, учитываем поправочные расходы, проводимые по этим двум кольцам.

В результате второй попытки получены допустимые невязки во всех кольцах.

Невязку по контуру определяем так:

Дh_к = h_1-4 + h_1-2 + h_2-3 - h_3-6 + h_6-9 - h_8-9 - h_7-8 - h_4-7 = 3,8 + 4,1 + 4 - 0 + 0 - 4 - 4,6 - 4,2 = -0,9 м.

Величина этой невязки получилась допустимой: 0,9 м.

Результаты увязки сети приведены в таблице 7 и на рис. 5.

Рис. 5. Схема увязки водопроводной сети на случай максимального водоразбора.

Номер кольца	Номер участка	Длина участка, м	Диаметр трубы, мм	Удельное сопротивление S0 • 103	Расход q, л / с	Скорость х, м / с	Поправочный коэффициент у	Сопротивление (S = S0 • l • у)	S • q	Потери напора h = S • q2, м	Поправочный расход Дq, л / с	Расход q', л / с	Скорость х', м / с	Поправочный коэффициент у '	Сопротивление (S ' = S0 • l • у' )	S' • q'	Потери напора h = S' • q'2, м
Исходные данные	Предварительное распределение расходов	Первое исправление расходов
I	1-2	750	350	0,0004365	111,3	1,15	1	0,00033	0,036	+ 4,1	- 20,3	91	0,93	1,04	0,00034	0,0310	+ 2,8
	2-5	650	350	0,0004365	15,9	0	0	0	0	- 0	+ 20,3; - 5,1	31,1	0,318	1,28	0,00036	0,0112	- 0,3
	4-5	750	450	0,0001186	229,4	1,44	1	0,00009	0,02	- 4,7	+ 20,3; + 24,4	274,1	1,73	1	0,00009	0,0247	- 6,8
	1-4	650	400	0,0002189	164,3	1,3	1	0,00014	0,023	+ 3,8	- 20,3	144	1,14	1,015	0,00014	0,0201	+ 2,9
	У S • q = 0,079	Дh = +3,2		У S • q = 0,087	Дh = - 1,4
II	2-3	750	250	0,002528	45,9	1,43	1	0,0019	0,087	+ 4,0	- 5,1	40,8	0,82	1,06	0,00201	0,0820	+ 3,3
	3-6	650	250	0,002528	7,1	0	0	0	0	- 0	+ 5,1	12,2	0,244	1,33	0,00219	0,0267	- 0,3
	5-6	750	350	0,0004365	91,7	1,26	1	0,00033	0,03	- 2,8	+ 5,1; + 5,1	101,9	1,05	1,015	0,00033	0,0339	- 3,5
	2-5	650	350	0,0004365	15,9	0	0	0	0	+ 0	+ 20,3; - 5,1	31,1	0,318	1,28	0,00036	0,0113	+ 0,4
	У S • q = 0,117	Дh = +1,2			Дh = - 0,1
III	4-5	750	450	0,0001186	229,4	1,44	1	0,00009	0,02	+ 4,7	+ 20,3; + 24,4	274,1	1,73	1	0,00009	0,0244	+ 6,7
	5-8	650	350	0,0004365	15,9	0	0	0	0	+ 0	+ 24,4; - 5,1	35,2	0,359	1,2	0,00034	0,0120	+ 0,4
	7-8	750	350	0,0004365	118	1,21	1	0,00033	0,039	- 4,6	- 24,4	93,6	0,96	1,03	0,00034	0,0316	- 3,0
	4-7	650	400	0,0002189	171	1,36	1	0,00014	0,025	- 4,2	- 24,4	146,6	1,15	1	0,00014	0,0209	- 3,1
	У S • q = 0,084	Дh = - 4,1		У S • q = 0,089	Дh = + 1
IV	5-6	750	350	0,0004365	91,7	1,26	1	0,00033	0,03	+ 2,8	+ 5,1; + 5,1	101,9	1,05	1,015	0,00034	0,0350	+ 3,6
	6-9	650	250	0,002528	7,1	0	0	0	0	+ 0	+ 5,1	12,2	0,244	1,33	0,00219	0,0267	+ 0,3
	8-9	750	250	0,002528	45,9	1,43	1	0,0019	0,087	- 4,0	- 5,1	40,8	0,82	1,06	0,00201	0,0820	- 3,3
	5-8	650	350	0,0004365	15,9	0	0	0	0	- 0	+ 24,4; - 5,1	35,2	0,359	1,2	0,00034	0,0120	- 0,4
	У S • q = 0,117	Дh = - 1,2			Дh = +0,2

Номер кольца	Номер участка	Длина участка, м	Диаметр трубы, мм	Удельное сопротивление S0 • 103	Расход q', л / с	Скорость х', м / с	Поправочный расход Дq', л / с	Расход q'', л / с	Скорость х'', м / с	Поправочный коэффициент у ''	Сопротивление (S '' = S0 • l • у'' )	S '' • q''	Потери напора h = S'' • q'2, м
Исходные данные		Второе исправление расходов
I	1-2	750	350	0,0004365	91	0,93	+ 8,0	99,0	1,02	1,03	0,000337	0,0334	+ 3,3
	2-5	650	350	0,0004365	31,1	0,318	- 8,0	23,1	0,236	1,33	0,000377	0,0087	- 0,2
	4-5	750	450	0,0001186	274,1	1,73	- 8,0; - 5,6	260,5	1,63	1	0,000089	0,0232	- 6,0
	1-4	650	400	0,0002189	144	1,14	+ 8,0	152,0	1,2	1	0,000142	0,0216	+ 3,3
			Дh = +0,4
II	2-3	750	250	0,002528	40,8	0,82	-	40,8	0,82	1,06	0,002010	0,0820	+ 3,3
	3-6	650	250	0,002528	12,2	0,244	-	12,2	0,244	1,33	0,002185	0,0267	- 0,3
	5-6	750	350	0,0004365	101,9	1,05	-	101,9	1,05	1,015	0,000332	0,0339	- 3,4
	2-5	650	350	0,0004365	31,1	0,318	- 8,0	23,1	0,236	1,33	0,000377	0,0087	+ 0,2
			Дh = - 0,2
III	4-5	750	450	0,0001186	274,1	1,73	- 8,0; - 5,6	260,5	1,63	1	0,000089	0,0232	+ 6,0
	5-8	650	350	0,0004365	35,2	0,359	- 5,6	29,6	0,30	1,28	0,000363	0,0107	+ 0,3
	7-8	750	350	0,0004365	93,6	0,96	+ 5,6	99,2	1,02	1,03	0,000337	0,0334	- 3,3
	4-7	650	400	0,0002189	146,6	1,15	+ 5,6	152,2	1,2	1	0,000142	0,0216	- 3,3
			Дh = - 0,3
IV	5-6	750	350	0,0004365	101,9	1,05	-	101,9	1,05	1,015	0,000332	0,0339	+ 3,4
	6-9	650	250	0,002528	12,2	0,244	-	12,2	0,244	1,33	0,002185	0,0267	+ 0,3
	8-9	750	250	0,002528	40,8	0,82	-	40,8	0,82	1,06	0,002010	0,0820	- 3,3
	5-8	650	350	0,0004365	35,2	0,359	- 5,6	29,6	0,30	1,28	0,000363	0,0107	- 0,3
			Дh = +0,1

4.3 Поверочный расчет сети на случай пожара при максимальном водоразборе

4.3.1 Определение расчетных расходов воды по участкам

Расчет сети на случай пожара при максимальном водоразборе является поверочным расчетом. Диаметры труб участков сети, определенные с учетом экономических требований на случай максимального водоразбора, проверяют на пропуск увеличенных расходов. При пожаре допускается повышение расчетных расходов воды больше предельных экономических, т.к. пожар продолжается сравнительно недолго, и это не отражается на экономике сети.

Выбор предполагаемых точек пожара производим из соображений подачи воды на тушение пожара в самые отдаленные точки сети. Принимаем, что тушение пожара осуществляется в узлах 3, 6 и 9.

Во время тушения пожара в сеть необходимо подавать расход:

Первоначальное распределение потоков воды при пожаре осуществляется с учетом тех же требований, что и при максимальном водоразборе. Схема сети с первоначальным распределением потоков воды показана на рис. 6.



Рис. 6. Схема увязки водопроводной сети методом М. М. Андрияшева на случай пожара при максимальном водоразборе.

4.3.2 Определение потерь напора на участках сети и величин невязок в кольцах

Потери напора на участках сети определяем по формуле: h = i • l,

где i - гидравлический уклон, принимаем по табл. Шевелева; l - длина участка.

Значения потерь при первоначальном распределении расходов воды, а также величины невязок в кольцах показаны на рис. 6.

При первоначальном распределении расходов воды невязки во всех кольцах получились выше допустимых, следовательно, необходима увязка сети.



4.3.3 Увязка сети

Увязку колец осуществляем методом М.М. Андрияшева. Этот метод заключается в том, что поправочные расходы могут производиться не по отдельным кольцам (как в методе Лобачева-Кросса), а по контуром, охватывающим несколько колец. Величину поправочного расхода определяют как интуитивно, так и по формуле:

где q_ср - средняя величина расхода воды для всех входящих в контур участков.

В результате анализа невязок (их величины и знака) выявляем, какие участки колец перегружены, а какие недогружены и намечаем контуры, по которым следует произвести поправочные расходы. Вся запись расчета ведется на схеме сети.

Увязка сети по методу М.М. Андрияшева показана на рис. 6.

Проводим поправочный расход 6,6 л /с по контурам: 4-1; 1-2; 2-3; 3-6; 6-5; 5-4, и 4-5; 5-6; 6-9; 9-8; 8-7; 7-4. После первого исправления невязка по кольцам I и III осталась больше допустимой. Поэтому проводим еще один поправочный расход 3,0 л/с по этим двум кольцам, после чего все кольца окажутся увязанными. После второго исправления величина невязок контура составила -0,9, что соответствует допустимым невязкам.



5. Построение пьезометрической линии

В целях определения высоты водонапорной башни, при условии обеспечения во всех точках сети требуемых свободных напоров, вычисляем пьезометрические отметки в узлах сети и строим профиль пьезометрической линии для двух расчетных случаев работы сети.

Пьезометрические отметки вычисляем следующим способом. На генплане города намечаем самую неблагоприятную точку на сети в части обеспечения требуемым напором, т.е. самую удаленную или расположенную на самой высокой отметке.

Пьезометрическая отметка в этой точке равна:

где z - отметка земли в диктующей точке;

Н_тр - требуемый свободный напор. При максимальном водоразборе равен 30 м, а при

пожаре - 10 м.

За диктующую точку принимаем: при максимальном водоразборе - точку 1. как расположенную на самой высокой отметке, а при пожаре - точку 9.

Затем определяем пьезометрическую отметку П_i для точки, расположенной на противоположном конце участка:

,

где П - пьезометрическая отметка в диктующей точке;

- потери напора на участке.

Пьезометрические отметки для всех других точек определяем по формуле:

,

где П_i - вычисленная ранее пьезометрическая отметка для точки, находящейся на противоположном конце участка от искомой точки.

При вычислении пьезометрических отметок учитываем направление движения воды на участке: если вода движется от диктующей точки или от точки, на которой определена пьезометрическая отметка, к точке на противоположном конце участка, для которой определяем П, то потери напора вычитаются. Если же вода движется от точки, для которой определяем П, то потери напора прибавляются. Направление движения воды по участкам определяем по расчетным схемам сети (см. рис. 5 и 6).

Свободный напор в узлах сети определяем по формуле:

где П_i - пьезометрическая отметка; z - отметка земли

Результаты вычислений пьезометрических отметок и свободных напоров, приведенные в таблице 8, показывают, что диктующие точки приняты правильно и во всех точках сети обеспечиваются требуемые напоры.

По данным таблицы 8 строим профиль пьезометрических линий. Для этого вычерчиваем профиль поверхности земли.

Под профилем земли записываем числовые данные, необходимые для вычисления пьезометрических отметок и свободных напоров, а также показываем направление движение воды в участках сети (рис. 7).



Таблица 8

Номер точки	Отметка земли	Пьезометрическая отметка Пi = П ± h	Свободный напор
Максимальный водоразбор
Первая ветвь
1	56,8	86,6 + 3,4 = 90	90 - 56,8 = 33,2
2	55,5	83,3 + 3,3 = 86,6	86,6 - 55,5 = 31,1
3	53,3	83,6 - 0,3 = 83,3	83,3 - 53,3 = 30
6	53,3	83,3 + 0,3 = 83,6	83,6 - 53,3 = 30,3
9	53,3	53,3 + 30 = 83,3	Нсв = 30
Вторая ветвь
1	56,8	90	90 - 57 = 33
4	56,5	90 + 3,3 = 93,3	93,3 - 56,5 = 36,8
7	56,3	93,3 - 3,3 = 90	90 - 56 = 34
8	54,8	90 - 3,3 = 86,7	86,7 - 54,5 = 32,2
9	53,3	86,7 - 3,3 = 83,4	83,4 - 53 = 30,4
Пожар при максимальном водоразборе
Первая ветвь
1	56,8	72,2 + 5,3 = 77,5	77,5 - 56,8 = 20,7
2	55,5	63,3 + 8,9 = 72,2	72,2 - 55,5 = 16,7
3	53,3	64,4 - 1,1 =63,3	63,3 - 53,3 = 10
6	53,3	63,3 + 1,1 = 64,4	64,4 - 53,3 = 11,1
9	53,3	53,3 + 10 = 63,3	Нсв = 10
Вторая ветвь
1	56,8	77,5	77,5 - 56,8 = 20,7
4	56,5	77,5 + 4,6 = 82,1	82,1 - 56,5 = 25,6
7	56,3	82,1 - 4,6 = 77,5	77,5 - 56,3 = 21,2
8	54,8	77,5 - 5,3 = 72,2	72,2 - 54,8 = 17,4
9	53,3	72,2 - 8,9 = 63,3	63,3 - 53,3 = 10



6. Гидравлический расчет водоводов

В соответствии с принятой схемой водоснабжения необходимо рассчитать: водоводы, соединяющие водонапорную башню с сетью; водоводы, соединяющие насосную станцию II подъема с водонапорной башней (водоводы II подъема).

Для обеспечения надежности работы принимаем два водовода. Материал труб - чугун. Длину водоводов определяем по генплану города. Диаметр водоводов принимаем с учетом экономического фактора Э = 0,5.

Водоводы должны быть рассчитаны на характерные случаи их работы, соответствующие режимам расходования воды из сети:

- водоводы, соединяющие водонапорную башню с сетью: максимальный водоразбор, пожар при максимальном водоразборе;

- водоводы II подъема: максимальный водоразбор, пожар при максимальном водоразборе, минимальный водоразбор, авария на одном из водоводов.

Определение потерь напора приведено в табл. 9.

Таблица 9

Расчетный случай работы	Расчетный расход, л / с	Экономический диаметр, мм	Длина, м	Потери напора, м
Максимальный водоразбор	642,2 • 0,5 = 321,10* 554,3 • 0,5 = 277,15	500 500	420 730	2,9 3,8
Пожар при макс. водоразборе	774,7 • 0,5 = 387,35 774,7 • 0,5 = 387,35	500 500	420 730	4,2 7,3
Минимальный водоразбор	288,2 • 0,5 = 144,1	500	730	1,1
Аварийный случай	450,7 • 0,5 = 225,35	500	730	2,5

* В числителе приведены данные по водоводам, соединяющим водонапорную башню с сетью; в знаменателе - по водоводам II подъема.



Рис. 7. Профиль пьезометрических напоров в сети.



7. Определение высоты водонапорной башни, напора насосов станции II подъема и подбор насосов

7.1 Определение высоты водонапорной башни

Высоту башни определяем на два случая работы сети: на случай максимального водоразбора и на случай пожара при максимальном водоразборе.

Пользуясь результатами построения пьезометрических линий, определим высоту водонапорной башни, т.е. расстояние от уровня земли до дна бака:

где П - пьезометрическая отметка точки 4. При максимальном водоразборе

П_max = 93,3, а при пожаре П_пож = 82,1;

h_в - потери напора в водоводах, соединяющих водонапорную башню с сетью. При максимальном водоразборе h_{в 1} = 2,9, а при пожаре h_{в 2} = 4,2;

Z_б - отметка земли в точке расположения водонапорной башни: Z_б = 58 м.

Высота башни равна:

- при максимальном водоразборе

- при пожаре

Принимаем высоту водонапорной башни равной 38,2 м.

7.2 Определение напора насосов станции II подъема

Определение требуемого напора насосов производим с учетом трех случаев работы сети.

Определим высоту подъема воды насосами:

где Z_б и Z_рез - отметки уровня земли у водонапорной башни (58 м) и минимального уровня воды в резервуаре чистой воды (принимаем равным уровню земли у НС II подъема - 58 м);

Н_б - высота водонапорной башни, при максимальном, при пожаре и минимальном водоразборах, принята равной 38,2м

h_б - высота слоя воды в баке водонапорной башни равна 9 м (для первых двух случаев работы сети);

h'_в - потери напора в водоводах второго подъема (таблица 9):

I случай - h'_в = 3,8 м; II случай - h'_в = 7,3 м;

III случай - h'_в = 1,1 м; IV случай - h'_в = 2,5 м.

Высота подъема воды насосами при различных случаях работы сети должна быть равной:

I - ;

II - ;

III - ;

III - ;

Необходимый напор насосов определим по формуле:

где h_вс - расчетная высота всасывания, принимаем равной 2 м;

- потери напора во всасываемых и напорных трубопроводах, принимаем равными 3 м (при пожаре - 4,5 м).

Напор насосов на три расчетных случая работы сети должен быть равен:

I - ;

II - ;

III - .

7.3 Подбор насосов

В результате гидравлических расчетов и водоводов имеются все необходимые данные для выбора типа и числа насосов II подъема.

Подбор насосов осуществляем с учетом изменения расходов и напоров сети на основные расчетные случаи ее работы (таблица 10):

Таблица 10

Режим работы сети	Производительность насосов, л /с	Напор насосов, м	Число рабочих насосов
Водоразбор: максимальный	554,3	56	2
Водоразбор: минимальный	288,2	53,3	1
Пожар при макс. водоразборе	774,7	61	3

Насосы будут изменять подачу в зависимости от колебания напоров в сети и уровня воды в баке водонапорной башни. Поэтому предварительно намеченный график подачи воды насосами является приближенным.

Насосы будут работать при переменных величинах напора и производительности в соответствии с характерной для них зависимостью между Q и H. Наиболее близким по величинам расходов и напоров будут насосы марки Д 1250 - 65, n = 1450 об/мин. На рис. 8 показана характеристика насосов Q-H при параллельной работе двух и трех насосов.



Рис. 8. Характеристика насосов Q-H при параллельной работе двух и трех насосов.



8. Конструирование водопроводной сети и графическое оформление проекта

Конструирование водопроводной сети заключается в выборе материалов и класса прочности труб, фасонных частей, арматуры и сооружений на сети согласно принятой схеме и гидравлическому расчету сети.

В пределах населенного пункта принимаем для сети и водоводов чугунные трубы. Во всех остальных случаях прокладываются трубы неметаллические: асбестоцементные, железобетонные напорные. Стальные трубы применяются для устройства переходов под автодорогами, через водные преграды и овраги, в местах пересечения хозяйственно-питьевого водопровода с сетями канализации, при прокладке в труднодоступных местах: тоннелях, по эстакадам, а также в вечномерзлых грунтах.

В проекте для водопроводной сети города приняты чугунные напорные трубы под резиновую манжету класса А (ГОСТ 21063-75).

Глубина заложения, считая до низа труб, на 0,5 м больше расчетной глубины промерзания грунта. Трубы укладываются с уклоном не менее 0,001 по направлению к выпуску. Для выделения ремонтных участков, присоединения распределительных линий, а также регулирования подачи воды на водопроводных линиях устанавливаются задвижки с ручным приводом с таким расчетом, чтобы отключалось не более 5 пожарных гидрантов, и длина ремонтного участка не превышала 5 км.

В повышенных точках сети и водоводов, а также в верхних частях ремонтных участков, устанавливаются вантузы эксплуатационные для впуска и выпуска воздуха в целях исключения образования в трубах вакуума при их опорожнении и скоплении воздуха, выделяющегося из воды.

Тушение наружных пожаров осуществляется с помощью пожарных гидрантов, устанавливаемых на сети на расстоянии не более 150 м друг от друга. Фасонные части на трубопроводах приняты чугунные.

Водопроводные колодцы проектируются из сборного железобетона: до 2 м - круглые; свыше 2 м - прямоугольные. После установления типа труб, арматуры и соединений выполняется схема напорной сети (рис. 9).





Список используемой литературы

1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1982.

2. Абрамов Н.Н., Поспелова М.М., Сомов М.А. и др. Расчет водопроводных сетей. - М.: Стройиздат, 1983.

3. Губий И.Г., Животнев В.С. Водоснабжение. Задание и методические указания к курсовому проекту №1 для студентов V курса специальности «Водоснабжение и водоотведение». - М.: ВЗИСИ, 1983.

4. СНиП II - 31 - 74. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

5. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных и пластмассовых труб. - М.: Стройиздат, 1973.

Размещено на Allbest.ru