Задаемся материалом труб - принимаем асбестоцементные трубы.

При заданных диаметрах труб предварительно намечаем распределение потоков воды по отдельным участкам сети. Распределение потоков должно соответствовать принципу подачи воды по наикратчайшему пути транзитных расходов для питания удаленных районов, а также взаимозаменяемости отдельных участков при аварии.

Далее определяем потери напора на участках колец по следующей формуле.

h = S?q^2,м (3.4)

где q - расход на участке, л/с;

S - сопротивление линии,

S=S₀?l, (3.5)

где sq - удельное сопротивление, принимаемое по [4]; 1 - длина участка, м.

Величина S считается для каждого участка один раз и при дальнейших расчетах считается постоянной, проверяется при достижении Л h допустимой величины.

После определения потерь напора, по данным предварительного распределения, вычисляют величину невязки одновременно во всех кольцах; если их величины больше допустимых, вычисляют поправочный расход для каждого кольца по формуле:

(3.6)

Поправочный расход получает знак, который имела невязка в этом кольце. Так как направление поправочного расхода всегда противоположно по направлению невязки, то следует соблюдать правила:

1. при положительном знаке у поправочного расхода он прибавляется к расходам участков, имеющих направление движения воды против часовой стрелки и наоборот;

При отрицательном знаке у поправочного расхода последний увеличивает расчетные расходы участков с движением воды по часовой стрелке и наоборот;

на участках, смежных для отдельных колец, поправочные расходы складываются с учетом их знаков и направлений

4. Расчет водоводов

На основании расчета работы сети на случай максимального хозяйственно-питьевого расхода плюс пожар строится график пьезометрических линий. Построение осуществляется от точки пожара, которая для обеспечения в ней необходимого напора (10 м, п. 2.30 [I]) потребует наиболее полного напора насосов П подъема.

Точкой пожара назначается точка 9, как наиболее высоко расположенная и удаленная от водонапорной башни.

Для построения графика пьезометрических линий выбираем контур сети по направлению НС-ДТ таким образом, чтобы в этот контур вошла точка пожара (НС-1-2-3-4-5-11-10-9-8). Промпредприятие в нашем случае не может войти в этот контур.

По принятому контуру сети на графике строим контур земли в масштабах: вертикальный-1:10000; горизонтальный - 1:500.

Для построения пьезометрических линий необходимо найти потери напора на участках НС-1 и 6-14.

Расчет водоводов сводится к определению потерь напора в них. Потери напора определяются по формуле:

h=i?l, м, (4.1)

где i - гидравлический уклон, принимаемый по [4];

1 - длина водовода.

На участке НС-1 наибольший расход, равный 148,94 л/с, имеет место при подаче максимального хозяйственно-питьевого расхода плюс пожар. На этом участке намечаются к прокладке два водовода и ведется расчет на пропуск одним водоводом 50% полного расхода, т.е. 74,47 л/с.

Длина водовода 175 м. Диаметр принимаем равный 300 мм. По табл. 1У [4] определяем уклон водовода, i =0,005, тогда потери напора составят:

h = 0,005 ? 175 = 0,87 м.

При переходе через реку, на участке 6-14, принимаем к работе два водовода с расходом по каждому при хозяйственно-питьевом расходе плюс пожар 36,49 л/с. В этом случае длина участка равна 185 м, диаметр равен 250 мм, i =0,003.

Потери напора на этом участке равны:

h = 0,003 -185 = 0,56 м.

5. Линии равных свободных напоров

Построение линий равных свободных напоров позволяет определить условия работы сети на всех участках.

Свободные напоры

Построение линий равных свободных напоров аналогично построению горизонталей на плане местности.

5. Построение пьезометрических линий

Для случая максимального хозяйственно-питьевого расхода плюс пожар построение начинаем с точки пожара (точка 9). В соответствии с п. 2.30 [1] свободный напор при тушении пожара должен быть не менее 10 м.

Пьезометрическая отметка точки 9 складывается из отметки поверхности земли и свободного напора. Пьезометрическая отметка следующей точки определяются как сумма или разность (в зависимости от направления потока) известной пьезометрической отметки предыдущей точки (обе точки должны находиться на одном участке) и потерь напора на участке и т.д.

Пьезометрическая отметка точки 9 равна 73,5+10=83,5 м;

отметка точки 8: 83,5-0,01=83,49 м;

отметка точки 10: 83,5+1,39=84,89 м;

отметка точки 11: 84,89+0,92=85,81 м;

отметка точки 5: 85,81-0,15=85,63 м;

отметка точки 4: 85,63+0,33=85,96 м;

отметка точки 3: 85,96+0,48=86,44 м;

отметка точки 2: 86,44+0,71=87,15 м;

отметка точки 1: 87,15+0,98=88,13 м;

отметка НС: 88,13+0,87=89 м.

По полученным отметкам строим график пьезометрических линий (рис.).

6. Подбор насосного оборудования

Производительность насосов определяем с учетом того, что два насоса будут работать круглосуточно, и один насос будет включаться в работу в определенные часы.

При двух рабочих насосах, при их параллельной работе, производительность каждого равна половине расчетного расхода, а высота подачи насоса принимается для случая подачи всего расчетного расхода. При параллельной работе трех рабочих насосах производительность каждого равна трети от расчетного расхода.

При выключении из работы одного насоса производительность оставшихся увеличивается на 11%, при этом следует учитывать коэффициент параллельности.

Назначаем следующий режим работы насосов: три насоса работают 15 часов (с 6 до21 часов), остальные 9 (с 21 до 6 часов) часов работают два насоса.

Для определения производительности одного насоса решим уравнение:

где х - подача одного насоса, м³/час. Из уравнения находим х:

х = 93,37 м³/час.

Тогда три насоса подают: 3 * 93,37 = 280.11 м³/час; два насоса подают: 2?1,11?93,37 = 207,28 м³/час.

Для подбора марки насосов определяем потребный напор, который ориентировочно определяется по формуле:

где Z₆ - отметка поверхности земли у водонапорной башни (по генплану), м, равная 74,2 м; Zp.cp - отметка среднего уровня воды в резервуарах чистой воды, принимается ниже поверхности земли у насосной станции П подъема на 2-3 м, м, равная 68,3-2,5=65,8 м;

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

H₆=z-z₆+H_св+h_б

где z - отметка поверхности земли в диктующей точке, питающейся в час максимального водоразбора от водонапорной башни, м, равная 72,5 м;

Нсв - свободный напор в диктующей точке, определяемый в зависимости от этажности застройки по п. 2.26 [1], равен 34 м;

h_б - потери напора на участке от водонапорной башни до диктующей точки, м;

Нр.б - расчетная глубина воды в резервуаре напорной башни, ориентировочно принимается равной 5-6 м;

h_H. ст - потери напора на внутренних коммуникациях насосной станции, принимаются предварительно равными 2-2,5 м;

h_c - потери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни.

H_б и h_c определяются из расчета потерь напора по длине 2-3 м водного столба на один погонный километр сети, т.е. гидравлический уклон равен 0,002-0,003.

Потери напора на участке водонапорная башня - диктующая точка определяется по формуле:

, м

где i - гидравлический уклон;

l_б - длина водоводов от диктующей точки до башни, равная 975 м.

H₆ =0,002 ? 975 =1,95 м.

Потери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни определяются по формуле:

, м

где l_С - длина контура НС-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-ВБ, равная 2325 м. По (2.4) получим:

H_с = 0,002 * 2325 = 4,65 м.

Подставляя полученные значения в формулу (2.2) находим расчетную высоту ствола водонапорной башни до дна резервуара:

H_б =72,5-74,2 + 34 + 1,95 = 34,25 м. Далее находим потребный напор насосов:

H_н = 74,2 - 65,8 + 34,25 + 5 + 2 + 4,65 = 54,3 м.

По [3] подбираем три насоса марки К100-65-250/2 с производительностью Q=100 м³/час и напором Н=80 м.

Суммарная емкость бака водонапорной башни определяется:

W_р.б=W_p+W_пож, м³,

где W_p - регулирующая емкость башни (определенная табличным методом), м³;

W_пож - запас воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 минут, м³,

где q_пож - расход воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара, л/с.

По формуле (2.10) получим:

Далее находим суммарную емкость бака:

W_р.б =321,64+12 = 333,64 м³.

Суммарная емкость бака водонапорной башни должна находиться в пределах 2-6% от суточного расхода.

Полученная емкость бака составляет, что меньше 6%.

По суммарной емкости подбираем типовую башню емкостью 350 м³.

Список литературы