Расчет тупикового водопровода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Рассчитать водопроводную сеть, определить высоту напорной башни, емкость ее резервуара, распределение расхода на участках с параллельным соединением, напряжение при внезапном закрытии трубопровода на участке 9 - 10, подобрать насос.

Схема водопроводной сети, геометрическая высота узловых точек относительно плоскости сравнения и длины участков показаны на рисунок 1.

Число жителей живущих вдоль линии 1-5, 4-6, 2-8= 4000 чел. В точке 3 имеется МТМ с расходом Q3= 18 л/с. В пункте 10 расположена ферма с поголовьем 1600 коров, в пункте 11 - 10000 кур-несушек, в п. 9 - мясоперерабатывающий завод с Q9=7 т/сут. В тю7 - консервный завод с Q7=12 т/сут., в т. 2 - хлебопекарня с Q2=2,5 т/сут.

Для системы применить стальные трубы.

Рисунок 1 - Схема тупиковой сети

1. Определяем среднесуточное хозяйственное водопотребление:

м3/сут

где: n - количество жителей, n = 4000 чел.;

m - норма на одного жителя, m = 160 л/сут.

Расход на полив улиц и насаждений 40%:

м3/сут

Хозяйственное водопотребление:

м3/сут

Среднесуточное водопотребление на животноводческий сектор.

При норме потребления на 1 молочную корову в сутки m1 = 100 л/сут, количестве коров на ферме n1 = 1600 потребление на ферме молочных коров:

м3/сут

При норме потребления на 1 курицу-несушку в сутки m2 = 1 л/сут, количестве кур-несушек на ферме n2 = 10000 потребление на ферме:

м3/сут

Среднесуточное водопотребление на животноводческий сектор.

м3/сут

Среднесуточное потребление МТМ:

м3/сут

где mМТМ - секундный расход МТМ, mМТМ = 18 л/с.

Среднесуточное потребление мясоперерабатывающего завода:

м3/сут

где m9 - суточное производство завода, m9 = 7 т/сут.

Среднесуточное потребление хлебопекарни:

м3/сут

где m2 - суточное производство хлебозавода, m2 = 2,5 т/сут.

Среднесуточное потребление консервного завода:

м3/сут

где m7 - суточное производство завода, m9 = 12 т/сут.

Среднесуточное потребление на промышленность:

м3/сут

2. Находим максимальное суточное потребление воды для всех групп потребителей при коэффициенте неравномерности б = 1,3.

Максимальный суточный расход на хозяйственный сектор:

м3/сут

Максимальный суточный расход на животноводческий сектор:

м3/сут

Максимальный суточный расход на промышленный сектор:

м3/сут

Максимальный суточный расход:

м3/сут

3. Определяем часовое водопотребление по всем группам потребителей и записываем в таблицу 1.

Таблица 1 - Распределение суточного водопотребления группами потребителей по часам суток

Часы суток	Животноводство, м3	Промышленность, м3	Хозяйственное потребление, м3	Всего, м3	Всего, %
1	2	3	4	5	6
1	1,55	13,42	20,97	35,93	1,48
2	1,55	13,42	20,97	35,93	1,48
3	1,33	13,42	20,97	35,71	1,47
4	0,44	13,42	20,97	34,82	1,43
5	0,44	13,42	23,30	37,15	1,53
6	0,44	61,95	37,27	99,66	4,09
7	10,61	61,95	53,58	126,14	5,18
8	23,21	61,95	58,24	143,39	5,89
9	23,21	61,95	64,06	149,22	6,13
10	3,76	61,95	67,56	133,26	5,47
11	16,80	61,95	67,56	146,30	6,01
12	23,21	61,95	67,56	152,71	6,27
13	15,91	61,95	64,06	141,92	5,83
14	3,54	61,95	51,25	116,73	4,79
15	4,42	61,95	58,24	124,61	5,12
1	2	3	4	5	6
16	2,43	61,95	67,56	131,94	5,42
17	16,58	61,95	67,56	146,08	6,00
18	16,58	61,95	67,56	146,08	6,00
19	3,54	61,95	64,06	129,55	5,32
20	4,86	61,95	57,08	123,88	5,09
21	14,14	13,42	44,26	71,82	2,95
22	8,40	13,42	44,26	66,08	2,71
23	15,91	13,42	34,94	64,27	2,64
24	8,18	13,42	20,97	42,56	1,75
Всего	221,00	1049,95	1164,80	2435,75	100,00

4. Определяем секундный расход.

Из таблицы 1 видно, что максимальное водопотребление в 12 часов.

, л/с.

, л/с.

л/с.

Тогда:

 л/с

где: qхоз - максимальное хозяйственное водопотребление, л/с; qпром - максимальное промышленное водопотребление, л/с;

qжив - максимальное водопотребление на животноводческий сектор, л/с.

5. Проверяем водопроводную сеть на пропуск пожарного расхода одновременно с подачей наибольшего производственного расхода и половины максимального расчетного хозяйственного расхода.

л/с.

где qпож - норма расхода воды на пожаротушение, л/с.

6. Определяем удельный путевой расход.

Протяженность участков сети с путевым расходом УL = 1200 м.

л/(с*м)

7. Определяем путевые расходы для каждого участка.

 л/с;

л/с;

л/с;

л/с.

л/с.

л/с.

л/с.

8. Определяем расчетные расходы для каждого участка, равные транзитному расходу воды, проходящей через участок плюс половина путевого расхода на этом участке.

, л/с.

где: qп - путевой расход участка, л/с;

Т - транзитный расход, л/с.

10 участок: л/с;

9 участок: л/с;

8 участок: л/с;

7 участок: л/с;

6 участок: л/с;

5 участок: л/с;

4 участок: л/с;

3 участок: л/с;

2 участок: л/с;

1 участок: л/с;

9. Принимаем предварительно скорость движения воды в трубопроводе в пределах 0,5…1,2 м/с и из уравнения расхода определяем диаметры трубопроводов на участках.

1 участок: м.

Принимаем по ГОСТ 10704-76 d1-2=175 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

2 участок: м.

Принимаем по ГОСТ 10704-76 d2-3=175 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

3 участок: м.

Принимаем по ГОСТ 10704-76 d3-4=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

4 участок: м.

Т. к. хозяйственный трубопровод объединен с противопожарным, то диаметр трубопровода на участках с хозяйственным расходом назначается не менее 100 мм. Поэтому принимаем d4-5=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

5 участок: м.

Т. к. хозяйственный трубопровод объединен с противопожарным, то диаметр трубопровода на участках с хозяйственным расходом назначается не менее 100 мм. Поэтому принимаем d4-6=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

6 участок: м.

Т. к. хозяйственный трубопровод объединен с противопожарным, то диаметр трубопровода на участках с хозяйственным расходом назначается не менее 100 мм. Поэтому принимаем d3-7=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

7 участок: м.

Т. к. хозяйственный трубопровод объединен с противопожарным, то диаметр трубопровода на участках с хозяйственным расходом назначается не менее 100 мм. Поэтому принимаем d2-8=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

8 участок: м.

Принимаем по ГОСТ 10704-76 d1-9=50 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

9 участок: м.

Принимаем по ГОСТ 10704-76 d9-10=50 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

10 участок: м.

Принимаем по ГОСТ 10704-76 d9-11=50 мм и уточняем значение скорости на этом участке.

м/с.

10. Определяем потери напоров на участках по формуле.

1 участок:

где: А - коэффициент удельного сопротивления, выбирается из приложения в зависимости от диаметра трубопровода и материала, из которого изготовлен трубопровод (см. приложение 3);

в - поправочный коэффициент, зависящий от скорости движения воды в трубопроводе и от материала, из которого изготовлен трубопровод (см. приложение 4);

L - длина участка, на котором определяются потери, м;

q - расчетный расход этого участка, м3/с.

1 участок:

м

2 участок:

м

3 участок:

м

4 участок:

м

5 участок:

 м

6 участок:

м

7 участок:

м

8 участок:

м

9 участок:

м

10 участок:

м

Таблица 2 -Расчетные данные

Участок	Длина участка, м	Расчетный расход, л/с	Диаметр трубы, м	Диаметр по ГОСТ, м	Скорость воды, м/с	А, м2/с6	в	Потери hw, м
1	150	25,68	0,18	0,175	1,07	20,8	1	2,06
2	250	21	0,164	0,175	0,87	20,8	1,045	2,4
3	250	9,01	0,107	0,1	1,15	173	1	3,51
4	270	0,78	0,032	0,1	0,1	173	1,5	0,04
5	150	2,75	0,059	0,1	0,35	173	1,3	0,26
6	100	2,08	0,051	0,1	0,27	173	1,4	0,11
7	200	0,78	0,032	0,1	0,1	173	1,5	0,03
8	150	0,99	0,036	0,05	0,5	3686	1,085	0,59
9	250	1,85	0,049	0,05	0,94	3686	1,04	3,28
10	300	0,12	0,012	0,05	0,1	3686	1,5	0,02

11. Найдем так называемую диктующую точку, напор в которой определяет максимальную высоту положения пьезометрической линии на всех частях водопровода и у напорной башни. Исходя из расчетной схемы, отдаленными от напорной башни являются точки водопровода 5 и 6.

Необходимое положение пьезометрического уровня в т.4 из уравнения подачи воды по линии 4-5 определяется равенством:

м.

Аналогично, участок 4-6:

м;

Следовательно, диктующей точкой является точка 5 по линии 4-5.

12. Определение необходимой высоты и объема напорной башни:

Высота башни определяется из равенства:

 м.

Определим объем башни . Для этого найдем регулирующий объем и запас воды на пожаротушение.

м3;

м3;

Тогда:

м3.

Принимаем водонапорную кирпичную бесшатровую башню со стальным баком типа 901-5-21/70 с объемом бака W= 50 м3, высотой расположения бака Н = 15 м.

13. Определим производительность насоса и подберем по приложению 7 насос.

л/с.

Принимаем насосную станцию, состоящую из трех насосов типа КМ 45/55 с подачей Q=18 л/с, напором Н=40 м, и соединяем их параллельно.

14. Расчет напряжения при гидроударе.

Определим скорость распространения волны при гидроударе.

водопроводный напорный башня насос

м/с.

Тогда повышение давления перед затвором:

Па.

Напряжение стенки трубопровода:

Па=7,14 МПа.



Рисунок 2 - Потребление и подача воды по часам в сутки

1 - кривая среднесуточного водопотребления

2 - график непрерывной работы насосов.

3 - график автоматической работы насосов.

Размещено на Allbest.ru