Гидравлический расчет объединенного наружного водопровода промышленного предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru

Пензенский региональный центр высшей школы (филиал) Московского государственного университета технологий и управления им. К.Г. Разумовского (Первый казачий университет)

Контрольная работа

по дисциплине «Пожарное водоснабжение»

Тема: «Гидравлический расчет объединенного наружного водопровода промышленного предприятия»

выполнил: Абакумов СС

проверил: Таранцев К.Р.

Пенза 2015



Содержание

1.Исходные данные для расчета

2.Генеральный план текстильного комбината

3.Определение расчетных расходов воды

4. Гидравлический расчет водопроводной сети

на пропуск воды (до пожара)

4.1 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск воды "до пожара"

5. Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск воды "при пожаре"

(Проверочный расчет)

6. Расчет водоводов

7. Расчет запасных и запасно - регулирующих емкостей

7.2 Расчет объема бака водонапорной башни

7.3 Расчет высоты расположения дна бака водонапорной башни

8. Подбор насосов

8.1 Подбор хозяйственно-производственных насосов

Список литературы



1. Исходные данные для расчета

Произведем гидравлический расчет объединенного наружного водопровода текстильного комбината площадью 35 га. Водопровод - объединенный, низкого давления. Источник водоснабжения - река.

Характеристика основных зданий комбината заносим в таблицу № 1.

Таблица 1

№ п/п	Наименование зданий	Степень огнестойкости здания	Объем здания, м3	Высота здания, м	Высота расположения пожарного крана, м	Категория производства
1	Механический цех	II	20000	10	6	Д
2	Прядильный цех	II	150000	20	16	В
3	Ткацкий цех	II	45000	18	15	В
4	Отделочный цех	II	28000	8	5	В
5	Котельная	II	10000	12	1,5	Г

Таблица 2

№ п/п	Наименование зданий	Число рабочих в смену	Число рабочих, принимающих душ	Расходы воды на производственные нужды, л/с
1	Механический цех	120	100	4,3
2	Прядильный цех	300	290	6,0
3	Ткацкий цех	210	200	3,9
4	Отделочный цех	180	170	6,0
5	Котельная	40	40	8,2

2.Генеральный план текстильного комбината

№ п/п	Наименование
1	Водоприемники
2	Самотечные линии
3	Береговой колодец
4	Насосная станция 1-го подъема
5	Очистные сооружения
6	Резервуар чистой воды
7	Насосная станция II-го подъема
8	Водоводы
9	Водонапорная башня
10	Водопроводная сеть



3.Определение расчетных расходов воды

Так как водопровод объединенный (хозяйственно-питьевой - производственный - противопожарный), то расчетные расходы воды определяем в соответствии с п.2.14;2.22 [1]:

при первом периоде - (до пожара) - Qрасч;

при втором периоде - (при пожаре) - Q1расч.

Для определения расчетных расходов воды составляем таблицу расходов (таблица №2).

Средне-хозяйственный питьевой расход:

Для цехов №1,2,3,4: [л/с] ,

Для котельной: [л/с] ,

где,

q1,2 - норма водопотребления на одного человека в смену (прил.3,поз.31[2]);

q1=25 [л/с];q2=45 [л/с];

N1- количество рабочих в смену;

фсм - время работы одной смены.

Максимальный хозяйственно-питьевой расход воды:

Qмакс.х. = К·Qср.х. [л/с],

К - коэффициент неравномерности водопотребления (п.2.4 [1]).

Количество человек на одну душевую сетку необходимо принимать:

для прядильного и ткацкого цехов - 15;

для механического цеха - 7;

для котельной и отделочного цеха - 5.

Расход воды на пожаротушение:

Qпож. = Qнп+ Qвн.п [л/с],

где,

Qн.п. - расход воды на наружное пожаротушение (от пожарных гидрантов) (п.2.22, табл.7[1]);

Qвн.п. - расход воды на внутреннее пожаротушение (от пожарных кранов) (табл.2 [2] ).

Расчетный расход воды при первом периоде (до пожара):

Qрасч.= Qмакс.х.+ Qдуш.+ Qпр. ,

Определяем число одновременных пожаров на комбинате (п.2.22 [1]). Так как площадь территории по заданию составляет 35 га, что меньше 150 га, то количество одновременных пожаров принимаем - 1.

Расчетный расход воды при пожаре [л/с]:

Q1расч. = Qмакс.х.+ Qпр.+ Qпож. или

Q1расч.= Qмакс.х. + Qпр. + Qвн.п. + Qн.п. ,

Расход воды на пожаротушение прибавляем только один раз (так как по условию задания на территории предприятия возможен один пожар) для здания, где требуется наибольший расход воды. В нашем случае: здание №2.

Расход воды на нужды пожаротушения составляет:

Qпож.= Qн.п.+ Qвн.п. = 30 + 10 = 40 л/с ,

Определяем (рассчитываем) расходы воды для каждого здания отдельно.

Механический цех:

л/с ,

Qмакс.х. = К · Qср.х.= 3 · 0,104 = 0,312л/с

л/с ,

Qн.п. = 10 л/с; Qвн.п. - не предусмотрено (табл.2.[2])

Qрасч. = Qмакс. + Qдуш. + Qпр.= 0,312 + 1,98 +5,0 =7,29/с

Q1расч. = Qмакс. + Qпр.= 0,312 + 5,0 = 5,312 л/с

Прядильный цех:

л/с ,

Qмакс.х.= К · Qср.х. = 3 · 0,26 = 0,78 л/с

л/с ,

Qн.п. = 30 л/с; Qвн.п.= 2 · 5 =10 л/с

Qрасч. = Qмакс.х. + Qдуш. + Qпр.= 0,78 + 2,68 + 7,1 = 10,71 л/с

Q1расч. = Qмакс.х.+ Qпр. + Qн.п. + Qвн.п.=0,78 + 7,1 + 30,0 + 10 = 47,88 л/с

Ткацкий цех:

л/с ,

Qмакс.х. = К · Qср.х. = 3 · 0,18=0,54л/с

л/с ,

Qн.п. = 20 л/с; Qвн. п. = 2 · 5 = 10 л/с

Qрасч. = Qмакс.х. + Qдуш. + Qпр. = 0,54+ 1,85+3,4 = 5,79л/с

Q1расч.= Qмакс.х. + Qпр. = 0,54+ 3,4 = 3,94л/с

Отделочный цех:

л/с ,

Qмакс.х. = К · Qср.х. = 3 · 0,156=0,46л/с

л/с ,

Qн.п. = 20 л/с; Qвн.п. = 2 · 5 = 10 л/с

Qрасч. = Qмакс.х. + Qдуш. + Qпр.= 0,46+ 4,72+ 5,0 = 10,18 л/с

Q1расч. = Qмакс.х.+ Qпр. = 0,46+ 5,0 = 5,46л/с

Котельная:

л/с ,

Qмакс.х. = К · Qср.х.= 2,5 · 0,07 = 0,18 л/с

л/с ,

Qн.п. = 10 л/с; Qвн.п. . - не предусмотрено (табл.2.[2])

Qрасч. = Qмакс.х.+ Qдуш. + Qпр.= 0,18 + 1,11 + 7,0 = 8,29 л/с

Q1расч.= Qмакс.х.+ Qпр. = 0,18 + 7,0 = 7,18 л/с

Полученные расходы воды для каждого здания заносим в таблицу №2 и подсчитываем графу "ВСЕГО".

Таблица № 2

№№ здания	Наименование здания	N1, чел	q1,2	Qср.х. л/с	К	Qмакс.х л/с	N2, чел.	q3	Qдуш, л/с	Qпр., л/с	Qлож.	Qрасч., л/с	Q1расч. л/с
											Qн.п	Qвн.п
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	Механический цех	120	25	0,104	3	0,312	100	500	1,39	5,0	10	-	7,29	5,312
2	Прядильный цех	300	25	0,26	3	0,78	290	500	3,2	7,1	30	10	10,71	47,88
3	Ткацкий цех	210	25	0,18	3	0,54	200	500	1,48	3,4	20	10	5,79	3,94
4	Отделочный цех	180	25	0,156	3	0,46	170	500	4,17	5,0	20	10	10,18	5,46
5	Котельная	40	45	0,07	2,5	0,18	40	500	1,11	7,0	10	-	8,29	7,18
	ВСЕГО:			0,77		2,27			11,35	27,5			42,26	69,77

4. Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск воды (до пожара)

4.1 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск воды "до пожара"

производят с целью:

определить расходы воды на участках сети;

подобрать диаметры труб;

определить потери напора в сети.

Для каждого здания выбираем расход воды «до пожара» (табл.2 графа 14)

Qрасч.- сумма расходов воды для всех зданий "до пожара".

Точки 1,2,3,4,5,6 - узловые точки отбора воды. Вода движется из точки 1 в

двух направлениях. Место, где встречаются потоки воды, называется диктующей точкой (в нашем примере - точка 4). Получили два полукольца:

I полукольцо: 1 - 2 - 3 - 4;

II полукольцо: 1 - 6 - 5 - 4.

Составляем расчетную схему водопроводной сети "до пожара".

Определяем расходы воды на участках полукольца.

I полукольцо:

участок 4 - 3: л/с

участок 3 - 2: q3-2= q3+ q4-3= 5,35 + 5,79 = 11,14 л/с

участок 2 - 1: q2-1= q4+ q3-2= 10,18 + 11,14 = 21,32 л/с

II полукольцо:

участок 4 - 5: л/с

участок 5 - 6: q5-6= q1+ q4-5 = 7,29+ 5,61 = 12,9л/с

участок 6 - 1: q6-1= q5+ q5-6= 8,29 + 12,9 = 21,19 л/с

Проверка: Qрасч.= q2-1+ q6-1= 21,32 + 21,19 = 42,51л/с

Рассчитав расходы воды на участках, подбираем диаметры труб на этих

участках. (табл. 33 [1]).

I полукольцо: II полукольцо:

d4-3= 100 мм d4-5= 100 мм

d3-2= 125 мм d5-6= 125 мм

d2-1= 150 мм d6-1= 150 мм

Полученные результаты заносим в таблицу 4.

Таблица 4

Полу-кольцо	участок	длина участка	d, мм	q, л/с	Сопротив-ление участка	h = S · q2	Первое исправление	Ско-рость, м/с
							S ·q	Дq, л/с	q1=q±Дq	?h1=S•q2
	1-2	150	150	21,32	0,00556	2,52	0,118	+0,3	21,63	2,6	1,15
I	2-3	400	125	11,14	0,03868	4,8	0,43	+0,3	11,45	5,071	0,89
	3-4	650	100	5,35	0,20260	5,79	1,08	+0,3	5,66	6,49	0,71
УhI= 13,12 м вод. ст Уh1I= 15,14 м вод. ст
	1-6	250	150	21,19	0,00927	4,16	0,194	-0,3	20,87	4,03	1,12
II	6-5	350	125	12,9	0,03385	5,63	0,436	-0,3	12,58	5,35	0,94
	5-4	600	100	5,35	0,18702	5,35	1	-0,3	5,04	4,75	0,66
УhII= 14,16 м вод. ст Уh1II= 14,6 м вод. ст

q - расход воды на участке

S- сопротивление участка определяем из методического пособия

Определяем потери напора на участках.

I полукольцо:

участок 4 - 3: h4-3= S · q24-3= 0,20260 ·(5,35)2= 5,79 м вод. ст

участок 3 - 2: h3-2= S · q23-2= 0,03868 · (11,14)2= 4,8 м вод. ст

участок 2 - 1: h2-1= S · q22-1= 0,00556 · (21,32)2= 2,52 м вод. ст

II полукольцо:

участок 4 - 5: h4-5= S · q24-5= 0,18702 · (5,35)2= 5,35 м вод. ст

участок 5 - 6: h5-6= S · q25-6= 0,03385 · (12,9)2= 5,63 м вод. ст

участок 6 - 1: h6-1= S · q26-1= 0,00927 · (21,19)2= 4,162 м вод. Ст

Проверка:

УhI= h4-3+ h3-2+ h2-1= 5,79 + 4,8 + 2,52 = 13,12м вод. ст

УhII= h4-5+ h5-6+ h6-1= 5,35 + 5,63 + 4,162 = 15,14 м вод. ст

Дh = УhI- УhI= 13,12 - 15,14 = -2,02м вод. Ст

Дh =-2,02 м вод.ст - невязка водопроводной сети

При расчете водопроводной сети "до пожара" допустимая невязка составляет

Дh ? 0,5 м вод. ст.

В расчете невязка водопроводной сети получилась больше допустимой.

Поэтому производим перераспределение потока (расхода) по участкам на величину поправочного расхода Дq.

л/с ,

Для расчета поправочного расхода определяем (S·q) в каждом полукольце.

I полукольцо:

участок 4 - 3: S·q4-3= 0,20260 · 5,35 = 1,08

участок 3 - 2: S·q3-2= 0,03868 · 11,14 = 0,43

участок 2 - 1: S·q2-1= 0,00555 · 21,32 = 0,118

II полукольцо:

участок 4 - 5: S·q4-5= 0,18702 · 5,35 = 1

участок 5 - 6: S·q5-6= 0,03385 · 12,9= 0,436

участок 6 - 1: S·q6-1= 0,00927 · 21,19 = 0,194

и получим: УS·q = 1,08 + 0,43 + 0,118 + 1 + 0,436 + 0,194 = 3,258

Определяем расходы воды по участкам водопроводной сети с учетом величины поправочного расхода. На недогруженных участках I полукольца, где потери напора меньше, к расходам воды прибавляем величину поправочного расхода, т. е. Дq = + 0,3 л/с. На перегруженных участках ILполукольца, где потери напора больше, от расходов воды вычитаем величину поправочного расхода, т.е. Дq = - 0,3 л/с.

Определяем расходы воды на участках водопроводной сети с учетом величины поправочного расхода.

I полукольцо:

участок 4 - 3: q1= q4-3+ Дq = 5,35 + 0,3 = 5,66 л/с

участок 3 - 2: q1 = q3-2+ Дq = 11,14 + 0,3 = 11,45 л/с

участок 2 - 1: q1= q2-1+ Дq = 21,32 + 0,3 = 21,63 л/с

II полукольцо:

участок 4 - 5: q1= q4-5- Дq = 5,35 - 0,3 = 5,04л/с

участок 5 - 6: q1= q5-6- Дq = 12,9 - 0,3 = 12,58 л/с

участок 6 - 1: q1= q6-1- Дq = 21,19 - 0,3 = 20,87л/с

Определяем потери напора на участках водопроводной сети с учетом новых расходов.

I полукольцо:

участок 4 - 3: hll= S·q21= 0,20260 · (5,66)2= 6,49 м вод. ст

участок 3 - 2: hll= S·q21= 0,03868 · (11,45)2= 5,071 м вод. ст

участок 2 - 1: hll= S·q21= 0,00556 · (21,63)2= 2,6 м вод. ст

II полукольцо:

участок 4 - 5: = S·q21= 0,18702 · (5,04)2= 4,75 м вод. ст

участок 5 - 6: = S·q21= 0,03385 · (12,58)2= 5,35 м вод. ст

участок 6 - 1: = S·q21= 0,00927 · (20,87)2= 4,03 м вод. ст

Проверка:

Уh1I= 6,49 + 5,071 + 2,6 = 14,16 м вод. ст

Уh1II= 4,75 + 5,35 + 4,03= 14,2 м вод. ст

Дh1= Уh1I- Уh1II= 14,16 - 14,2 = -0,04 м вод. ст

Таким образом, после введения поправочных расходов невязка водопроводной сети получилась в пределах допустимого значения, т.е. 0,04 < 0,5.

Потери напора в сети:

м вод. ст.



5. Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск воды "при пожаре"

(Проверочный расчет)

Расчет проводится для проверки подобранных диаметров труб "до пожара" и пропуска по ним расчетных расходов воды "при пожаре". Если на каком-либо участке водопроводной сети скорость движения воды "при пожаре" будет больше допустимой, т.е. 2,5 м/с, то на этом участке диаметр трубы должен быть увеличен. Проверочный расчет ведется в том же порядке, как и расчет "до пожара".

Составляем расчетную схему водопроводной сети "при пожаре".

Q1расч.= 69,77 л/с - расход воды "при пожаре".

Точки 1,2,3,4,5,6,7 - точки (узлы) отбора воды, т.е. узловые расходы.

Точка 4 - пожарный гидрант, от которого производим наружное пожаротушение с расходом Qн.п.= 30 л/с. Это диктующая точка, т.е. точка встречи потоков воды. Получили два полукольца: I полукольцо - 1-2-3-4, II полукольцо - 1-7-6-5-4.

Определяем расходы воды на участках водопроводной сети "при пожаре".

I полукольцо:

участок 4 - 3: л/с

участок 3 - 2: q3-2= q3+ q4-3= 3,94 + 15,0 = 18,94 л/с

участок 2 - 1: q2-1= q4+ q3-2= 5,46 +18,94 = 24,4 л/с

II полукольцо:

участок 4 - 5: л/с

участок 5 - 6: q5-6= q2+ q4-5= 12,9 + 15,0 = 27,09 л/с

участок 6 - 7: q6-7 = q1+ q5-6= 5,35 + 27,09 = 32,44 л/с

участок 7 - 1: q7-1= q5+ q6-7= 12,9 + 32,44 = 45,37 л/с

Проверка: Q1 расч.= q2-1 + q7-1 =24,4 + 45,37 = 69,77л/с

Диаметры труб на участках принимаем те же, которые были приняты при расчете "до пожара", т.е.:

участок 4 - 3: d4-3= 100 мм

участок 3 - 2: d3-2= 125 мм

участок 2 - 1: d2-1= 150 мм

участок 4 - 5: d4-5 = 100 мм

участок 5 - 6: d5-6= 100 мм

участок 6 - 7: d6-7= 125 мм

участок 7 - 1: d7-1= 150 мм

Определяем потери напора в водопроводной сети "при пожаре". Для этого составляем таблицы 5,6.

Таблица 5

Полу-кольцо	Участок	длина участка, L (м)	d, мм	q, л/с	сопротивление	Уh = S · q2	Первое исправление
							S · q	Дq	q1= q +Дq	Уh1=S · q21
I	1-2	150	150	24,4	0,00556	3,31	0,135	+3,68	28,08	4,97
	2-3	400	125	18,94	0,03868	13,87	0,732	+3,68	22,62	23,18
	3-4	550	100	15	0,17143	38,57	2,571	+3,68	18,68	72,1
УhI= 55,75 м вод. ст УhII= 107,29 м вод ст
II	1-7	250	150	45,37	0,00927	19,08	0,420	-3,68	41,69	14,77
	7-6	350	125	32,44	0,03385	35,62	1,098	-3,68	28,76	36,26
	6-5	600	100	27,09	0,05803	45,58	1,572	-3,68	23,41	43,95
	5-4	100	100	15,0	0,03117	7,01	0,465	-3,68	11,32	2,81
УhlI= 96,42 м вод. ст Уh1II= 83,98 м вод. ст

Определяем потери напора на участках.

I полукольцо:

участок 4 - 3: h4-3= S·q24-3= 0,17143 · (15,0)2= 38,57 м вод. ст и т.д.

УhI= h4-3+ h3-2+ h2-1= 38,57 + 13,87 + 3,31 = 55,75 м вод. ст

II полукольцо:

участок 4 - 5: h4-5= S·q24-5= 0,03117 · (15)2= 7,01 м вод. ст и т.д.

УhII= h4-5+ h5-6+ h6-7+ h7-1= 7,01 + 45,58 + 35,62 + 19,08 =107,29 м вод. ст

Проверка:

ДhI= УhI- УhII= 55,75 - 107,29 = - 51,54 м вод. ст.

Для данного периода, т.е. "при пожаре", допустимая невязка водопроводной сети составляет:Дh ? 1,0 м вод. ст. В расчете допустимая невязка получилась больше.

ДhI? Дh = -51,54 м вод.ст ? 1,0 м вод. ст

В связи с этим производим перераспределение потока (расходов воды по

участкам) на величину поправочного расхода Дq:

л/с

Для определения величины поправочного расхода (Дq) определяем (S·q) в каждом полукольце.

I полукольцо:

участок 4 - 3: S·q4-3= 0,17143·15 = 2,57 и т.д.

II полукольцо:

участок 4 - 5: S·q4-5= 0,03117·15 = 0,47

Тогда УS·q = 0,135 + 0,732 + 2,57 + 0,42 + 1,09 + 1,57 + 0,46 = 6,99

На недогруженных участках I полукольца, где потери напора меньше, к расходам воды прибавляем величину поправочного расхода Дq = +3,68л/с.

На перегруженных участках II полукольца, где потери напора больше, от расходов вычитаем величину поправочного расхода Дq = - 3,68 л/с.

Определяем расходы воды по участкам сети с учетом величины поправочного расхода.

I полукольцо:

участок 4 - 3: q1= Q4-3+ Дq = 15,0 + 3,68 = 18,68л/с

участок 3 - 2: q1= Q3-2+ Дq = 18,94 + 3,68 = 22,62л/с

участок 2 - 1: q1= Q2-1+ Дq = 24,4 + 3,68 = 28,08л/с

II полукольцо:

участок 4 - 5: q1= Q4-5- Дq = 15,0 - 3,68 = 11,32 л/с

участок 5 - 6: q1= Q5-6- Дq = 27,09 - 3,68 = 28,76л/с

участок 6 - 7: q1= Q6-7- Дq = 32,44 - 3,68 = 32,73 л/с

участок 7 - 1: q1= Q7-1- Дq = 45,37 - 3,68 = 41,69 л/с

После перераспределения расходов воды определяем потери напора на

участках.

I полукольцо:

участок 4 - 3: h4-3= S·q21= 0,17143·(18,68)2= 59,81 м вод. ст и т.д.

УhIl= 4,38+19,79+ 59,81= 83,98 м вод. ст

IIполукольцо:

участок 4 - 5: h4-5=S·q2= 0,03117 · (11,32)2= 3,99м вод. ст и т.д.

У h1II = 16,11+ 44,5 + 31,8+ 3,99= 96,42 м вод. ст

Проверка:

Дhll = Уhll - Уh1II = 96,42 - 83,98 = 12,44 м вод. ст

Для данного периода, т.е. "при пожаре", допустимая невязка водопроводной сети составляет:Дh ? 1,0 м вод. ст. В расчете допустимая невязка получилась больше.

ДhI? Дh = 12,44 м вод.ст ? 1,0 м вод. ст

В связи с этим опять производим перераспределение потока (расходов воды по участкам) на величину поправочного расхода Дq:

л/с



Таблица 6

Полу-кольцо	Участок	длина участка, L (м)	d, мм	q1, л/с	Сопротив-ление	Уh = S · q12	Второе исправление	Ско-рость, м/с
							S · q1	Дq	q2 = q1+Дq	Уh2=S · q2 2
I	1-2	150	150	29,9	0,00556	4,97	0,17	-0,15	29,75	4,92	1,63
	2-3	400	125	24,48	0,03868	23,18	0,95	-0,15	24,33	22,9	1,92
	3-4	550	100	20,51	0,17143	72,1	3,52	-0,15	20,36	71,06	2,49
УhII= 100,25 м вод. ст УhIII= 97,79 м вод ст
II	1-7	250	150	39,91	0,00927	14,77	0,37	+0,15	40,06	14,88	2,19
	7-6	350	125	32,73	0,03385	36,26	1,11	+0,15	32,88	36,66	2,31
	6-5	600	100	27,52	0,05803	43,95	1,6	+0,15	27,67	44,43	-
	5-4	100	100	9,49	0,03117	2,81	0,3	+0,15	9,64	2,9	1,18
УhlII= 98,88 м вод. ст Уh1III= 98,81 м вод. ст

Для определения величины поправочного расхода (Дq) определяем (S·q) в каждом полукольце.

I полукольцо:

участок 4 - 3: S·q4-3= 0,17143·18,68= 3,02и т.д.

II полукольцо:

участок 4 - 5: S·q4-5= 0,03117·11,32= 0,35

Тогда УS·q = 3,2 + 0,156 + 0,87+ 0,38 + 0,35 + 1,35 + 0,97 = 7,3

На перегруженных участках I полукольца, где потери напора больше, от расходов вычитаем величину поправочного расхода Дq = - 0,85 л/с.

На недогруженных участках IIполукольца, где потери напора меньше, к расходам воды прибавляем величину поправочного расхода Дq = +0,85 л/с.

Определяем расходы воды по участкам сети с учетом величины поправочного расхода.

I полукольцо:

участок 4 - 3: q2= Q4-3+ Дq = 18,68 - 0,85 = 17,83 л/с

участок 3 - 2: q2= Q3-2+ Дq = 22,62 - 0,85 = 21,77 л/с

участок 2 - 1: q2= Q2-1+ Дq = 28,08 - 0,85 = 27,23 л/с

II полукольцо:

участок 4 - 5: q2= Q4-5- Дq = 11,32 + 0,85 = 12,17л/с

участок 5 - 6: q2= Q5-6- Дq = 23,41 + 0,85 = 24,26л/с

участок 6 - 7: q2= Q6-7- Дq = 28,76+ 0,85 = 32,88 л/с

участок 7 - 1: q2= Q7-1- Дq = 41,69 + 0,85 = 42,54 л/с

После перераспределения расходов воды определяем потери напора на

участках.

I полукольцо:

участок 4 - 3: h4-3= S·q22= 0,17143·(17,83)2= 54,5 м вод. ст и т.д.

УhIII= 54,5+18,33+ 4,12 = 92,09 м вод. ст

IIполукольцо:

участок 4 - 5: h4-5=S·q22= 0,03117 · (10,47)2= 3,41м вод. ст и т.д.

У h1III = 3,41+ 42,44+ 29,53 + 16,77= 92,17 м вод. ст

Проверка:

ДhIII = УhlIl - Уh1III = 92,17 - 92,09= 0,08 м вод. ст

Так как Дh< 1,0 м, то невязка водопроводной сети допустимая. Потери напора в водопроводной сети:

h= (УhIII+УhIIII)/2 = (98,88 + 92,09)/2 = 92,13 м вод. ст

Скорость потока воды на участках определяется по таблице, зная диаметр и расход воды на участках. Скорость на участке 6 -5 превышает 2,94 м/с, поэтому необходимо увеличить диаметр трубы. Делаем перерасчет диаметра.



6. Расчет водоводов

Расчет водоводов производим по максимальному секундному расходу воды. От насосной станции второго подъема до текстильного комбината проложены два водовода длиной по 400 метров каждый. (см. генплан)

В часы максимального водопотребления насосы, установленные в насосной станции второго подъема, подают воду на хозяйственно-питьевые и производственные нужды в количестве 42,26 л/с. (табл.2 гр.14)

При аварии одного из водоводов и пожаре на комбинате, другой водовод должен обеспечить подачу воды в количестве 100 % для целей пожаротушения и 70 % на хозяйственно-питьевые цели, т.е.:

л/с

по расходу воды Q = 69,58 л/с выбираем диаметр водоводов по табл. 33[1]. Принимаем чугунные водоводы диаметром 300 мм. Скорость движения воды составляет 0,95 м/с.

Так как водоводы работают в две линии, то до пожара по каждому из них пройдет половина расчетного сменного расхода воды, т.е.:

л/с

Потери напора в водоводе составляют:

hвод=S · q2= 0,00037 · (21,13)2= 0,17 м вод. ст.

где,

S - сопротивление чугунного трубопровода (табл.34[1]).

Потери напора в одном водоводе при пожаре составляют:

hвод= S · q2= 0,00037 · (69,58)2= 1,79 м вод. ст.



7. Расчет запасных и запасно - регулирующих емкостей

7.1 Расчет объема резервуара чистой воды

Объем резервуара чистой воды определяется:

Wобщ= Wнпз+ Wрег+ Wс.н.,

где,

Wобщ- общий объем воды в резервуаре, м3

Wнпз- объем неприкосновенного противопожарного запаса воды, м3

Wрег- регулирующий объем воды (принимается 18% от сменного водопотребления), м3

Wс.н.- объем воды для собственных нужд (принимается 3% от сменного водопотребления), м3

Объем сменного водопотребленияWс.в.определяется:

Регулирующий объем воды определяется:

Wрег.= 0,18 · Wс.в.= 0,18 · 845,109 = 152,12 м3

Объем воды для собственных нужд определяется:

Wс.н.= 0,03 · Wс.в. = 0,03 · 845,109 = 25,35 м3

Объем неприкосновенного запаса воды определяется:

Следовательно:

Wобщ.= 753,63 +152,12 + 25,35 = 931,42 м3

В соответствии с п. 9.29 [1] количество резервуаров в одном узле должно быть не менее двух. Принимаем два типовых резервуара емкостью по 500 м3

каждый.( Типовой проект 901-4-15, размеры 5,1 х 12 м, монолитный, цилиндрический, железобетонный).

7.2 Расчет объема бака водонапорной башни

Объем бака водонапорной башни определяется:

Wб.в.б.= Wнпз + Wрег.

гидравлический водопровод напор водонапорный

где,

Wнпз- объем неприкосновенного запаса воды, м3

Wрег.- регулирующий объем, (принимается 6% от сменного водопотребления), м3

Объем неприкосновенного запаса воды определяется:

м3

Регулирующий объем воды определяется:

Wрег.= 0,06 · Wс.в.= 0,06 · 845,109 = 50,71 м3

Следовательно:

Wб.в.б.= 23,89 + 50,71 = 74,6 м3

Принимаем бак водонапорной башни объемом 100 м3. (Типовой проект

4-18-664, сборный железобетонный, цилиндрический).

Диаметр бака водонапорной башни определяется:

Высота бака водонапорной башни определяется:

где,

0,2 - запас высоты на случай переполнения бака водонапорной башни

7.3. Расчет высоты расположения дна бака водонапорной башни

Высота расположения бака водонапорной башни определяется, исходя из того, что для поддержания давления во внутренней сети требуемый напор должен быть обеспечен при самом низком уровне воды в баке.

Высота расположения дна бака водонапорной башни определяется:

Hб.в.б.= 1,05 · hс.+ Hсв.+ ДЖ

где,

hс. - потери напора в сети "до пожара" с учетом местных потерь, м

ДЖ- разность отметок диктующей точки и бака водонапорной башни, м

Зсв.- свободный напор на вводе в здание, м

Потери напора в сети "до пожара" определяются:

hс.= 1,05 · hIс.= 1,05 · 14,18 = 14,89 м

Разность отметок диктующей точки и бака водонапорной башни:

ДЖ = Жд.т.- Жб.в.б.= 19 - 23 = - 4 м

Жд.т.= 19 м, Жб.в.б.= 23 м (см. генплан)

Свободный напор на вводе в здание:

Нв.в.=hс+ Н +Zпк ,

где,

hс- потери напора во внутренней сети (можно принять 5 м);

Zпк- геометрическая высота подъема воды от уровня земли до наиболее

высоко расположенного и наиболее удаленного от ввода в здание нутреннего пожарного крана. (Z= 16 м - из задания)

Н- напор у внутреннего пожарного крана:

Нпк=hр+ Нст ,



где,

hр- потери напора в не прорезиненном пожарном рукаве длиной 20 м и диаметром 51 мм;

hр=n·Sр·q,

где,

n- количество пожарных рукавов (принимаем 1 рукав);

Sр- сопротивление пожарного рукава

q- расход воды из ствола

hр= 0,24 · 2,5 = 1,5 м вод. ст

Требуемый напор у ствола - Нст:

Нст= 7,8 м вод. ст (приR= 6 м,q= 2,5 л/с)

Тогда:

Нпк= 1,5 + 7,8 = 9,3 м вод. ст

Нвв= 5,0 + 9,3 + 16,0 =30,3 м вод. ст

Следовательно:

Нбв.б.= 1,05 · 14,89 + 30,3 - 4,0 = 41,93 м



8. Подбор насосов

Насосы подбираются по требуемому напору и по расчетному расходу воды. По этим данным (H,Q) по каталогу следует выбрать тип насоса и двигатель к нему.

В насосной станции второго подъема водопроводов низкого давления при пожаре напор не увеличивается, а увеличивается расход. Поэтому при пожаре хозяйственно-питьевые насосы продолжают свою работу, а для удовлетворения пожарных нужд включают добавочный пожарный насос, который имеет производительность равную расходу воды на пожарные нужды и напор равный напору хозяйственно - производственных насосов.

Иногда и для водопровода низкого давления потребный напор насосов при работе во время пожара значительно превышает потребный напор насосов при работе в обычное время. В этом случае насосная станция стремится к работе по схеме работы насосной станции высокого давления (с раздельными насосами на хозяйственные и противопожарные нужды), хотя водопровод низкого давления.

Подбор насосов производится по каталогам в зависимости от их производительности и необходимого напора.

8.1 Подбор хозяйственно-производственных насосов

Производительность хозяйственно-производственного насоса определяется по максимальному расходу воды на хозяйственно-производственные нужды (см. табл.2 итого - графа 14).

Qх.п.= 42,26 л/с

Следовательно, требуемый напор определяется:

Н = 1,05hвод+Hб+hб+ (Zб-Zн) +Zвс+hвс



где:

hвод- потери напора в водоводе (h= 0,16 м вод. ст);

Hбв.б- высота водонапорной башни (Hбв.б= 41,93 м вод. ст);

hб- высота водонапорного бака (h=3,68 м);

Zб- отметка земли в месте установки водонапорной башни (Z= 23 м);

Zн- отметка оси насоса (Z=23 м);

Zвс - геометрическая высота всасывания (Z=3,0 м - глубина резервуара);

hвс- потери напора во всасывающих линиях насосов (принимаемh=3,0 м).

Следовательно:

Н= 1,05 • 0,16 + 41,93 + 3,68 + (23 - 23 ) + 3,0 + 3,0 = 51,78 м вод. Ст

По расходу Q= 42,26 л/с и напору Н = 51,78 м подбираем хозяйственно-производственные насосы.

Марка насоса: 4НДв -60

Производительность: Q= 42,0 - 50,0 л/с

Напор: Н = 97,0 - 104,0 м вод. ст

Высота всасывания (вакуумметрическая): Н = 2,0 - 3,3 м

Мощность:N=75,0 КВт

Число оборотов: n= 3000об/мин

Принимаем один рабочий насос, два пожарных насоса, один резервный насос (СНиП 2.04.02 - 84 п.п. 7.1 - 7.3, табл. 32).Категория надежности действия насосной станции - вторая (СНиП 2.04.02 - 84 п.4.4)

Расчетные расходы воды и напор, марку насосов и их основные параметры заносим в таблицу 7.



Таблица 7

Виды Насосов	Расчетные расходы, л/с	Расчетные напоры, м	Принятые насосы
			марка	число	Q, л/с	Н, м
Хозяйственно - производственные Пожарные Резервные	41,16 69,81 41,16	51,78 51,78 51,78	4НДв-60 “” “”	1 2 1	42 84 “””	97-104 100 “” “””



Список литературы

СНиП 2.04.02 - 84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», - Госстрой, 1985.

СНиП 2.04.01 - 85* «Внутренний водопровод и канализация зданий», - Госстрой, 1996.

Размещено на Allbest.ru