1.1
|
Число жителей в населённом пункте, тыс. человек
|
45
|
1.2
|
Тип общественного здания
|
Больница с общими ванными и душевыми объёмом
более 25000 м3
|
1.3
|
Измеритель
|
400 коек
|
1.4
|
Этажность застройки
|
4
|
1.5
|
Степень благоустройства районов жилой застройки
|
Внутренний водопровод, канализация, ванные с
местными водонагревателями
|
1.6
|
Материал труб магистральных участков
водопроводной сети
|
Чугунные с внутренним цементно-песчаным
покрытием, нанесенным методом центруфугирования
|
1.7
|
Длина водоводов от НС - II до водонапорной башни,
м
|
800
|
2.1
|
Категория помещений и зданий по пожарной
опасности
|
А
|
2.2
|
Степень огнестойкости здания производственного
корпуса
|
I
|
2.3
|
Объём зданий, тыс. м3
|
200/420
|
2.4
|
Ширина зданий, м
|
64
|
2.5
|
Площадь территории предприятия, га
|
165
|
2.6
|
Число рабочих смен
|
3
|
2.7
|
Количество рабочих в смену, чел.
|
300
|
2.8
|
Расход воды на производственные нужды, м3/смену
|
400
|
2.9
|
Количество рабочих в смену, принимающих душ, %
|
80
|
Рис. 1.1. Схема объединенного хозяйственно - противопожарного
водопровода населенного пункта и предприятия: 1 - санитарная зона артезианских
скважин; 2 - резервуары чистой воды; 3 - камера переключения; 4 - насосная
станция; 5 - водоводы; 6 - водонапорная башня; 7 - водопроводная сеть посёлка;
8 - предприятие.
. Определение водопотребителей
Объединенный хозяйственно-питьевой, производственный и противопожарный
водопровод должен обеспечить расход воды на хозяйственно-питьевые нужды
населенного пункта, хозяйственно-питьевые нужды предприятия,
хозяйственно-бытовые нужды общественных зданий, производственные нужды
предприятия, тушение возможных пожаров в поселке и на предприятии.
2. Расчёт требуемого расхода воды на
хозяйственно-питьевые и производственные нужды
.1 Посёлок
Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды для
населенных пунктов определяются по СНиП 2.04.02-84, п. 2.1, табл. 1 примечание
4 и зависят от степени благоустройства районов жилой застройки.
Расчетный (средний за год) суточный расход воды Qсут. м, м3/сут
на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте следует
определять по формуле
= (200*45000)/1000= 9000 м3/сут
где: qж - удельное водопотребление на одного жителя, принимаемое по табл.
I СНиП 2.04.02-84;
Nж -
расчетное число жителей.
Суточный расход с учетом водопотребления на нужды промышленности,
обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы увеличиваются на
10-20% (п. 2.1, примечание 4) [4]
=1,2*9000= 10800 м3/сут
Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления Qсут мах, м3/сут определяется по
формуле:
= 1,2*10800= 12960 м3/сут
где: - коэффициент суточной неравномерности
водопотребления определяется по п. 2.2 [4] = 1.1 - 1.3, учитывает уклад жизни населения, режим
работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления
по сезонам года и дням недели.
Для зданий, оборудованных внутренним водопроводом,
канализацией и централизованным горячим водоснабжением, следует принимать Ксут
мах =1.1; для зданий, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и
ванными с местными водонагревателями, Ксут мах =1.2; для зданий, оборудованных
внутренним водопроводом и канализацией без ванн Ксут мах =1.3.
Расчетный часовой расход воды qч. мах определяется по формуле
= (1,5*12960)/24= 810 м3/ч
где: Кч.мах - коэффициент часовой неравномерности
водопотребления определяется из выражения
=1,3*1,15= 1,495= 1,5
где: aмах - коэффициент, учитывающий степень
благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия,
принимается - по п. 2.2 [4].
Для зданий, оборудованных внутренним водопроводом и канализацией
без ванн, следует принимать = 1,4; для зданий, оборудованных внутренним водопроводом,
канализацией и ванными с местными водонагревателями, = 1,3; для зданий, оборудованных
внутренним водопроводом, канализацией и централизованным горячим
водоснабжением, = 1,2.
- коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте,
принимаемый по табл. 2 [4].
- рассчитывается, а затем принимается ближайший табличный по
приложению 3 методических указаний.
Расход воды на хозяйственно питьевые нужды в общественных
зданиях зависит от назначения здания и определяется по формуле:
= (115*400)/1000= 46 м3/сут
где: qоб.зд. - норма расхода воды потребителями в сутки для
общественных зданий принимается по приложению 3 [5];
Nиз -
количество измерителей.
Общий расход воды по населенному пункту:
= 12960+46= 13006 м3/сут
.2 Предприятие
Расчетные величины хозяйственно-питьевого водопотребления в
производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий
определяются по формулам:
Водопотреблением в смену
=25*300/1000= 7,5 м3/смену
где: q’н.х-п - норма водопотребления на одного человека
в смену, принимается согласно п. 2.4 [4] и приложения 3 [5];
Nсм. - количество работающих в смену (по заданию);
Суточное водопотребление
=7,5*3= 22,5 м3/сут
где: nсм - количество смен (по заданию)
Количество воды на пользование душем в бытовых помещениях
промышленных предприятий определяется по формулам:
Водопотребление в смену
=0,5*1*48= 24 м3/смену
где: = 1 ч продолжительность действия душа
после смены
0.5 м3/ч - норма расхода воды через одну душевую
сетк
Nc - количество душевых сеток, шт.
= 300*0,8/5= 48
где: N’cm - количество рабочих, принимающих душ после смены (по
заданию). Под одной душевой сеткой в течение часа, исходя из санитарных норм,
моются 5 человек;
Суточное водопотребление на душ
= 24*3= 72 м3/сут
где: nсм - количество смен (по заданию)
Расход воды на производственные нужды предприятия принимается по
заданию, который распределяется равномерно по
часам смены (семичасовая смена с перерывом на обед 1 час, в течение которого
производство не останавливается). Принимается работа семичасовых смен с 8 до 16
ч. - первая смена; с 16 до 24 - вторая смена; с 24 до 8 ч. - третья смена.
Часовой расход воды:
= 400/8= 50 м3/ч
Суточное водопотребление на производственные нужды:
=400*3= 1200 м3/сут
Суммарный расход воды по предприятию за сутки:
= 22,5+72+1200= 1294,5 м3/сут
Общий расход воды по населенному пункту и предприятию за сутки:
= 13006+1294,5= 14300,5 м3/сут
Табл2.1. Водопотребление по часам суток в посёлке и на промышленном
предприятии
Часы суток
|
Посёлок
|
Предприятие
|
Всего за сутки
|
|
На хозяйственно - питьевые нужды
|
Общественное здание (Больница)
|
На хозяйственно - питьевое водопотребление
|
Q душ ч, М3/Ч
|
Qп ч, М3/Ч
|
Qобщ ч, М3/Ч
|
% от суточного водопотребления
|
|
% от Qсут. max при Кч=1,5
|
Qпосч, М3/Ч
|
% от Qоб. зд при Кч=2,5
|
Qч, М3/Ч
|
% от Qпрсм. с-хп при Кч=3
|
Qч, М3/Ч
|
|
|
|
|
0-1
|
1,5
|
194,400
|
0,2
|
0,092
|
12,5
|
0,938
|
24
|
50
|
269,430
|
1,88
|
1-2
|
1,5
|
194,400
|
0,2
|
0,092
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
244,961
|
1,71
|
2-3
|
1,5
|
194,400
|
0,5
|
0,230
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
245,099
|
1,71
|
3-4
|
1,5
|
194,400
|
0,2
|
0,092
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
244,961
|
1,71
|
4-5
|
2,5
|
324,000
|
0,2
|
0,092
|
18,75
|
1,406
|
|
50
|
375,498
|
2,63
|
5-6
|
3,5
|
453,600
|
0,5
|
0,230
|
37,5
|
2,813
|
|
50
|
506,643
|
3,54
|
6-7
|
4,5
|
583,200
|
3
|
1,380
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
635,049
|
4,44
|
7-8
|
5,5
|
712,800
|
5
|
2,300
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
765,569
|
5,35
|
8-9
|
6,25
|
810,000
|
8
|
3,680
|
12,5
|
0,938
|
24
|
50
|
888,618
|
6,21
|
9-10
|
6,25
|
810,000
|
10
|
4,600
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
865,069
|
6,05
|
10-11
|
6,25
|
810,000
|
6
|
2,760
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
863,229
|
6,04
|
11-12
|
6,25
|
810,000
|
10
|
4,600
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
865,069
|
6,05
|
12-13
|
5
|
648,000
|
10
|
4,600
|
18,75
|
1,406
|
|
50
|
704,006
|
4,92
|
13-14
|
5
|
648,000
|
6
|
2,760
|
37,5
|
2,813
|
|
50
|
703,573
|
4,92
|
14-15
|
5,5
|
712,800
|
5
|
2,300
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
765,569
|
5,35
|
15-16
|
6
|
777,600
|
8,5
|
3,910
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
831,979
|
5,82
|
16-17
|
6
|
777,600
|
5,5
|
2,530
|
12,5
|
0,938
|
24
|
50
|
855,068
|
5,98
|
17-18
|
5,5
|
712,800
|
5
|
2,300
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
765,569
|
5,35
|
18-19
|
5
|
648,000
|
5
|
2,300
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
700,769
|
4,90
|
19-20
|
4,5
|
583,200
|
5
|
2,300
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
635,969
|
4,45
|
20-21
|
4
|
518,400
|
2
|
0,920
|
18,75
|
1,406
|
|
50
|
570,726
|
3,99
|
21-22
|
3
|
388,800
|
0,322
|
37,5
|
2,813
|
|
50
|
441,935
|
3,09
|
22-23
|
2
|
259,200
|
3
|
1,380
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
311,049
|
2,18
|
23-24
|
1,5
|
194,400
|
0,5
|
0,230
|
6,25
|
0,469
|
|
50
|
245,099
|
1,71
|
Всего
|
100
|
12960
|
100
|
46
|
300
|
22,5
|
72
|
1200
|
14300,5
|
100,00
|
Рис. 2.1. График водопотребления
Из рис. 2.1 видно, что в посёлке и на предприятии наибольшее
водопотребление происходит с 8 до 9 ч, в это время на все нужды расходуется
888,618 м3 /ч или
По предприятию расчётный расход:
Расчётный расход общественного здания (больница):
Собственно посёлок расходует:
= 246,838+20,816+1,022= 268,676 л/с
3. Определение расчётных расходов воды на
пожаротушение
Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то
согласно СНиП 2.04.02-84, п. 2.23 при количестве жителей 45000 чел. принимаем
два одновременных пожара. Согласно п. 2.12, табл. 5 [4] при 4-ёх этажной
застройке расход воды на два пожара .
Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии
больницы, здание объемом более 25000 м3, согласно СНиП 2.04. 01 - 85
таблица 1, принимаем равным двум струям по 2,5 л/с каждая
Согласно СНиП 2.04.02-84, п. 2.22 на предприятии принимаем 2
одновременных пожара, т.к. площадь предприятия более 150 га.
Согласно п. 2.14, табл. 8, примечание 1 [4], расчетный расход воды
на наружное пожаротушение для здания объемом 420 тыс. м3 , а для здания объемом 200 тыс. м3
. Таким образом, .
Согласно СНиП 2.04.01-85, п. 6.1, табл. 2 расчетный расход воды на
внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из
расчета двух струй производительностью 5 л/с каждая для здания объёмом 200 м3
и четырёх струй производительностью 5 л/с каждая для здания объёмом420 м3.
Тогда .
Таким образом:
,
,
Согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02-84, расход воды на цели
пожаротушения в поселке и на предприятии определяем как сумму потребного
большего расхода (на предприятии или в населенном пункте) и 50% потребного
меньшего расхода (на предприятии или в населенном пункте):
4. Гидравлический расчет водопроводной сети
Общий расход воды в час максимального водопотребления
составляет 246,838 л/с, в том числе сосредоточенный расход общественного здания
1,022 л/с и предприятия 20,816 л/с.
1.
Определим
равномерно распределяемый расход:
= 246,838-20,816-1,022=
225 л/с
1.
Определим
удельный расход воды:
;
1.
Определим
путевые отборы:
№ участка
|
Длина участка, м
|
Путевой отбор, л/с
|
1-2
|
1000
|
22,500
|
2-3
|
1500
|
33,750
|
3-4
|
1000
|
22,500
|
4-5
|
1500
|
33,750
|
5-6
|
1500
|
33,750
|
6-7
|
500
|
11,250
|
7-1
|
1000
|
22,500
|
7-4
|
2000
|
45,000
|
пут = 225 л/с
|
1.
Определим
узловые расходы:
Аналогично определяем расходы воды для каждого узла.
Результаты приведены в таблице
Узловые расходы
Номер узла
|
Узловой расход, л/с
|
1
|
22,500
|
2
|
28,125
|
3
|
28,125
|
4
|
50,625
|
5
|
33,750
|
6
|
22,500
|
7
|
39,375
|
|
∑qузл = 225 л/с
|
Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К
узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в
точке 3 - сосредоточенный расход общественного здания.
Тогда q5=33,750+20,816= 54,566 л/с, q3=28,125+1,022= 29,147
л/с. С учетом сосредоточенных расходов Sqузл=246,838 л/с.
Выполним предварительное распределение расходов воды по
участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном
хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара). Выберем диктующую
точку, т.е. точку встречи двух потоков (конечную точку подачи воды). В данном
примере за диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления
движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 4.2). Потоки
воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1-2-3-4-5, второе
1-7-4-5, третье 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться следующее условие: сумма
расходов на участках 1-2, 1-7 и узлового расхода q1 должно быть равно общему
расходу воды, поступающему в сеть. То есть соотношение q1+q1-2+q1-7=Qпос.пр.
Величины q1=22,5 л/с и Qпос.пр= 246,838 л/с известны, а q1-2 и q1-7 неизвестны. Задаемся
произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, q1-2=100 л/с.
Тогда:
q1-7 = Qпос.пр - (q1+q1-2)= 246,838 - (22,5+100)= 124,338 л/с.
Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:
q1-7 = q7+q7-4+q7-6
Значение q1-7 =124,338 л/c и q7 = 39,375 л/c известны, а q7-4
и q7-6 неизвестны. Задаемся
произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q7-4=20 л/c. Тогда
q7-6 = q1-7 - (q7+q7-4)= 124,338 - (39,375+20)=
64,963 л/с.
Расходы воды по другим участкам сети можно определить из
следующих соотношений:
q2-3 = q1-2-q2= 100-28,125= 42,728 л/с.
q3-4 = q2-3-q3= 42,728-29,147= 42,728 л/с.
q4-5 = q7-4+q3-4-q4= 20+42,728-50,625= 12,103 л/с.
q6-5=q7-6-q6= 64,963-22,5= 42,463 л/с.
Проверка:
q5=q4-5+q6-5, q5 =12,103+42,463= 54,566 л/с.
Начинаем предварительно распределять расходы воды от
диктующей точке. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении
увязки водопроводной сети.
При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу
воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на
хозяйственно-питьевые и производственные нужды за исключением расходов воды на
душ, поливку территории и т.п. промышленного предприятия. (п. 2.21 СНиП 2.04.02
- 84), если эти расходы вошли в расход в час максимального водопотребления. Для
водопроводной сети, показанной на рис. 4.1, расход воды для пожаротушения
следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на
промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от места ввода
(от точки 1), т.е. q’5=q5+Qпож. рас-qдуш. Однако, из таблицы водопотребления (табл. 2.1)
видно, что без учета расхода воды на душ час максимального водопотребления
будет с 9 до 10 часов. Расход воды Q’пос.пр= 865,069 м3/ч =240,297 л/с, в том
числе сосредоточенный расход предприятия равен Q’пр= 50,469 м3/ч=
14,019 л/с, а сосредоточенный расход общественного здания Qоб.зд=4,6 м3/ч=
1,278 л/с.
Поэтому при гидравлическом расчете сети при пожаре:
= 240,297+177,5= 417,797 л/с
Т.к. , то узловые расходы при пожаре будут
другие, чем в час максимального водопотребления без пожара. Определим узловые
расходы так, как это делалось без пожара. При этом следует учитывать, что
сосредоточенными расходами будут:
=14,019 л/с =1,278 л/с =177,5 л/с
Равномерно распределенный расход будет равен:
417,797 - (14,0,19+1,278+177,5)= 225
Определим удельный расход воды при пожаре:
;
Определим путевые отборы:
№ участка
|
Длина участка
|
Путевой отбор, л/с
|
1-2
|
1000
|
22,500
|
2-3
|
1500
|
33,750
|
3-4
|
1000
|
22,500
|
4-5
|
1500
|
33,750
|
5-6
|
1500
|
33,750
|
6-7
|
500
|
11,250
|
7-1
|
1000
|
22,500
|
7-4
|
2000
|
45,000
|
пут=225 л/с
|
Определим узловые расходы при пожаре:
Аналогично определяем расходы воды для каждого узла.
Узловые расходы
Номер узла
|
Узловой расход, л/с
|
1
|
22,500
|
2
|
28,125
|
3
|
28,125
|
4
|
50,625
|
5
|
33,750
|
6
|
22,500
|
7
|
39,375
|
|
∑qузл=225 л/с
|
Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К
узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия и
расход на пожаротушение, а в точке 3 - сосредоточенный расход общественного
здания. Тогда q5=225,269 л/с, q3=29,403 л/с. С учетом сосредоточенных расходов Sqузл=417,797 л/с.
Выполним предварительное распределение расходов воды по
участкам сети при пожаре. Выберем диктующую точку, т.е. точку встречи
двух потоков (конечную точку подачи воды). В данном примере за диктующую точку
примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к
точке 5. Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое
1-2-3-4-5, второе 1-7-4-5, третье 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться
следующее условие: сумма расходов на участках 1-2, 1-7 и узлового расхода q1 должно быть равно общему
расходу воды, поступающему в сеть. То есть соотношение q1+q1-2+q1-7=Qпос.пр. Величины q1=22,5 л/с и Qпос.пр=417,797 л/с известны, а q1-2 и q1-7 неизвестны. Задаемся
произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, q1-2=100 л/с. Тогда:
q1-7=Qпос.пр - (q1+q1-2)= 417,797 - (22,5+100)=
295,297 л/с.
Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение
q1-7 = q7+q7-4+q7-6
Значение q1-7=295,297 л /c и q7=39,375 л/c известны, а q7-4
и q7-6 неизвестны. Задаемся
произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q7-4=50 л/c. Тогда:
q7-6 = q1-7 - (q7+q7-4)= 295,297 - (39,375+50)= 205,922 л/с.
Расходы воды по другим участкам сети можно определить из
следующих соотношений:
q2-3 = q1-2-q2=100-28,125= 71,875 л/с.
q3-4 = q2-3-q3= 71,875-29,403= 42,472 л/с.
q4-5 = q7-4+q3-4-q4= 50+42,472-50,625= 41,847 л/с.
q6-5=q7-6-q6= 205,922-22,5= 183,422 л/с.
Проверка
q5=q4-5+q6-5, q5 =41,847+183,422=225,269 л/с.
Определим диаметры труб участников сети при
максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.
Для чугунных труб Э=1.
По экономическому фактору и предварительно распределённым
расходам воды по участкам сети по приложению 4 определяются диаметры труб
участков водопроводной сети.
Соответствующие расчётные внутренние диаметры определяются по
ГОСТ 539-80 и равны (трубы ВТ - 9, тип I)
Номер участка
|
Расход на участке сети
|
Диаметр труб, м
|
Соответствующие расчётные внутренние диаметры,
м
|
1-2
|
100
|
0,350
|
0,3524
|
2-3
|
71,875
|
0,300
|
0,3044
|
3-4
|
42,728
|
0,250
|
0,253
|
4-5
|
12,103
|
0,125
|
0,1272
|
5-6
|
42,463
|
0,250
|
0,253
|
6-7
|
64,963
|
0,250
|
0,253
|
4-7
|
20
|
0,150
|
0,1524
|
1-7
|
124,338
|
0,350
|
0,3524
|
Определим диаметры труб участников сети при
пожаре
Номер участка
|
Расход на участке сети
|
Диаметр труб, м
|
Соответствующие расчётные внутренние диаметры,
м
|
1-2
|
100
|
0,350
|
0,3524
|
2-3
|
71,875
|
0,300
|
0,3044
|
3-4
|
42,472
|
0,250
|
0,253
|
4-5
|
41,847
|
0,250
|
0,253
|
5-6
|
183,422
|
0,450
|
0,4506
|
6-7
|
205,922
|
0,450
|
0,4506
|
4-7
|
50
|
0,250
|
0,253
|
1-7
|
295,297
|
0,500
|
0,5008
|
5. Увязка водопроводной сети при пожаре
Согласно СНиП 2.04.02-84 приложение 10 для чугунных труб
m=0,19
A0=1
A1/2g=0,561
C=3,51
При увязке потери напора в чугунных трубах следует определять
по формуле:
Увязка сети продолжается до тех пор, пока величина невязки в
каждом кольце не будет менее 1 м.
Следует иметь в виду, что для участка 4-7 (рис. 4.3, 4.4),
который является общим для обоих колец, вводится две поправки - из первого
кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в
другое следует сохранять.
Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке), как видно
по направлениям стрелок на рис. 4.3, могут пойти по трем направлениям стрелок на
рис. 2.4, могут пойти по трем направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе -
1-7-4-5, третье - 1-7-6-5. Средние потери напора в сети можно определить по
формуле:
где: , ,
Потери напора в сети при макс. Х-П
водопотреблении:
|
Потери напора в сети при пожаре
|
h1= 2,834+4,804+3,150=
10,788 м
|
h1= 2,71+3,967+2,247=
8,924 м
|
h2= 3,911+5,912+3,265=
13,088 м
|
h2= 3,725+4,751+1,683=
10,159 м
|
h3= 3,911+3,651+5,401=
12,963 м
|
h3= 3,725+1,784+4,387=
9,896 м
|
hc=
(10,788+13,088+12,963)/3= 12,28 м
|
hc=
(8,924+10,159+9,896)/3= 9,66 м
|
hобщ= 1,1*12,28= 13,508 м
|
hобщ= 1,1*9,66= 10,626 м
|
где: 1,1 - коэффициент, учитывающий потери напора в местных
сопротивлениях (принимается 10% от линейных потерь напора).
Увязку удобно выполнять в виде таблицы.
Таблица 5.1 Увязка сети при максимальном хозяйственно-производственном
водопотреблении
Номер кольца
|
Участок сети
|
Расход воды q, л/с
|
Расчётный внутренний диаметр dр, м
|
Длина l, м
|
Скорость V, м/с
|
(1+3,51/V)0,19*0,561*V^2
|
dр^1,9, м
|
Гидравлический уклон i*10-3
|
I
|
1-2
|
100,000
|
0,3524
|
1000
|
1,026
|
0,783
|
0,289
|
2,709
|
|
2-3
|
71,875
|
0,3044
|
1500
|
0,988
|
0,731
|
0,243
|
3,009
|
|
3-4
|
42,728
|
0,2530
|
1000
|
0,850
|
0,553
|
0,195
|
2,840
|
|
4-7
|
20,000
|
2000
|
1,097
|
0,887
|
0,107
|
8,318
|
|
7-1
|
124,338
|
0,3524
|
1000
|
1,275
|
1,173
|
0,289
|
4,059
|
II
|
4-5
|
12,103
|
0,1272
|
1500
|
0,953
|
0,683
|
0,086
|
7,946
|
|
5-6
|
42,463
|
0,2530
|
1500
|
0,845
|
0,547
|
0,195
|
2,808
|
|
7-6
|
64,963
|
0,2530
|
500
|
1,293
|
1,203
|
0,195
|
6,175
|
|
7-4
|
20,000
|
0,1524
|
2000
|
1,097
|
0,887
|
0,107
|
8,318
|
Номер кольца
|
Потери напора H, м
|
Первое исправление
|
|
|
h/q, (м*с)/л
|
∆q', л/с
|
q'=q+Дq', л/с
|
Скорость V, м/с
|
(1+3,51/V)0,19*0,561V2
|
i*10-3
|
h, м
|
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
1-2
|
2,709
|
0,027
|
5,208
|
105,208
|
1,079
|
0,860
|
2,976
|
2,976
|
2-3
|
4,513
|
0,063
|
5,208
|
77,083
|
1,060
|
0,832
|
3,425
|
5,137
|
3-4
|
2,840
|
0,066
|
5,208
|
47,936
|
0,954
|
0,685
|
3,513
|
3,513
|
4-7
|
-16,635
|
0,832
|
-10,621
|
9,379
|
0,514
|
0,219
|
2,059
|
-4,117
|
7-1
|
-4,059
|
0,033
|
-5,208
|
119,130
|
1,222
|
1,084
|
3,749
|
-3,749
|
Дh=
|
-10,633
|
1,021
|
|
|
|
|
Дh=
|
3,761
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
-5,208
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
4-5
|
11,918
|
0,985
|
-5,413
|
6,690
|
0,527
|
0,229
|
2,666
|
3,999
|
5-6
|
-4,212
|
0,099
|
5,413
|
47,876
|
0,953
|
0,683
|
3,505
|
-5,257
|
7-6
|
-3,088
|
0,048
|
5,413
|
70,376
|
1,401
|
1,397
|
7,168
|
-3,584
|
7-4
|
16,635
|
0,832
|
-10,621
|
9,379
|
0,514
|
0,219
|
2,059
|
4,117
|
Дh=
|
21,255
|
1,963
|
|
|
|
|
Дh=
|
-0,726
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
5,413
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер кольца
|
Длина l, м
|
Второе исправление
|
|
|
h/q, (м*с)/л
|
∆q'', л/с
|
q''=q'+Дq'', л/с
|
Скорость V, м/с
|
(1+3,51/V)0,19*0,561V2
|
i*10-3
|
h, м
|
|
18
|
19
|
20
|
21
|
22
|
23
|
24
|
25
|
1-2
|
1000
|
0,028
|
-2,944
|
102,264
|
1,049
|
0,816
|
2,824
|
2,824
|
2-3
|
1500
|
0,067
|
-2,944
|
74,139
|
1,019
|
0,774
|
3,186
|
4,780
|
3-4
|
1000
|
0,073
|
-2,944
|
44,992
|
0,895
|
0,609
|
3,124
|
3,124
|
4-7
|
2000
|
0,439
|
3,248
|
12,626
|
0,693
|
0,379
|
3,555
|
-7,110
|
7-1
|
1000
|
0,031
|
2,944
|
122,074
|
1,252
|
1,134
|
3,923
|
-3,923
|
Дh=
|
3,761
|
0,639
|
|
|
|
|
Дh=
|
-0,305
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
2,944
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
|
19
|
20
|
21
|
22
|
25
|
24
|
25
|
4-5
|
1500
|
0,598
|
0,303
|
6,993
|
0,551
|
0,249
|
2,892
|
4,337
|
5-6
|
1500
|
0,110
|
-0,303
|
47,573
|
0,947
|
0,675
|
3,464
|
-5,196
|
7-6
|
500
|
0,051
|
-0,303
|
70,073
|
1,395
|
1,386
|
7,111
|
-3,555
|
7-4
|
2000
|
0,439
|
3,248
|
12,626
|
0,693
|
0,379
|
3,555
|
7,110
|
Дh=
|
-0,726
|
1,197
|
|
|
|
|
Дh=
|
2,696
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
-0,303
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер кольца
|
Длина l, м
|
Третье исправление
|
|
|
h/q, (м*с)/л
|
∆q''', л/с
|
q'''=q''+Дq''', л/с
|
Скорость V, м/с
|
(1+3,51/V)0,19*0,561V2
|
i*10-3
|
h, м
|
|
26
|
27
|
28
|
29
|
30
|
31
|
32
|
33
|
1-2
|
1000
|
0,028
|
0,202
|
102,466
|
1,051
|
0,819
|
2,834
|
2,834
|
2-3
|
1500
|
0,064
|
0,202
|
74,341
|
1,022
|
0,778
|
3,203
|
4,804
|
3-4
|
1000
|
0,069
|
0,202
|
45,194
|
0,899
|
0,614
|
3,150
|
3,150
|
4-7
|
2000
|
0,563
|
-1,205
|
11,421
|
0,626
|
0,315
|
2,956
|
-5,912
|
7-1
|
1000
|
0,032
|
-0,202
|
121,872
|
1,250
|
1,130
|
3,911
|
Дh=
|
-0,305
|
0,757
|
|
|
|
|
Дh=
|
0,966
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
-0,202
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26
|
27
|
28
|
29
|
30
|
31
|
32
|
33
|
4-5
|
1500
|
0,620
|
-1,004
|
5,989
|
0,472
|
0,187
|
2,176
|
3,265
|
5-6
|
1500
|
0,109
|
1,004
|
48,577
|
0,967
|
0,702
|
3,600
|
-5,401
|
7-6
|
500
|
0,051
|
1,004
|
71,077
|
1,415
|
1,423
|
7,302
|
-3,651
|
7-4
|
2000
|
0,563
|
-1,205
|
11,421
|
0,626
|
0,315
|
2,956
|
5,912
|
Дh=
|
2,696
|
1,343
|
|
|
|
|
Дh=
|
0,125
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
1,004
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.2 Увязка сети при пожаре
Номер кольца
|
Участок сети
|
Расход воды q, л/с
|
Расчётный внутренний диаметр dр, м
|
Длина l, м
|
Скорость V, м/с
|
(1+3,51/V)0,19*0,561*V^2
|
dр^1,9, м
|
Гидравлический уклон i*10-3
|
I
|
1-2
|
100,000
|
0,3524
|
1000
|
1,026
|
0,783
|
0,289
|
2,709
|
|
2-3
|
71,875
|
0,3044
|
1500
|
0,988
|
0,731
|
0,243
|
3,009
|
|
3-4
|
42,472
|
0,2530
|
1000
|
0,845
|
0,547
|
0,195
|
2,809
|
|
4-7
|
50,000
|
0,2530
|
2000
|
0,995
|
0,740
|
0,195
|
3,798
|
|
7-1
|
295,297
|
0,5008
|
1000
|
1,500
|
1,587
|
0,439
|
3,614
|
II
|
4-5
|
41,847
|
0,2530
|
1500
|
0,833
|
0,533
|
0,195
|
2,733
|
|
5-6
|
183,422
|
0,4506
|
1500
|
1,151
|
0,969
|
0,387
|
2,502
|
|
7-6
|
205,922
|
0,4506
|
500
|
1,292
|
1,202
|
0,387
|
3,103
|
|
7-4
|
50,000
|
0,2530
|
2000
|
0,995
|
0,740
|
0,195
|
3,798
|
Номер кольца
|
Потери напора H, м
|
Первое исправление
|
|
|
h/q, (м*с)/л
|
∆q', л/с
|
q'=q+Дq', л/с
|
Скорость V, м/с
|
(1+3,51/V)0,19*0,561V2
|
i*10-3
|
h, м
|
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
1-2
|
2,709
|
0,027
|
1,843
|
101,843
|
1,045
|
0,810
|
2,802
|
2,802
|
2-3
|
4,513
|
0,063
|
1,843
|
73,718
|
1,013
|
0,766
|
3,153
|
4,730
|
3-4
|
2,809
|
0,066
|
1,843
|
44,315
|
0,882
|
0,592
|
3,038
|
3,038
|
4-7
|
-7,596
|
0,152
|
-13,341
|
36,659
|
0,730
|
0,417
|
2,141
|
-4,282
|
7-1
|
-3,614
|
0,012
|
-1,843
|
293,454
|
1,491
|
1,569
|
3,572
|
-3,572
|
Дh=
|
-1,180
|
0,320
|
|
|
|
|
Дh=
|
2,716
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
-1,843
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
4-5
|
4,099
|
0,098
|
-11,498
|
30,349
|
0,604
|
0,295
|
1,512
|
2,268
|
5-6
|
-3,754
|
0,020
|
11,498
|
194,920
|
1,223
|
1,085
|
2,802
|
-4,203
|
7-6
|
-1,552
|
0,008
|
11,498
|
217,420
|
1,364
|
1,330
|
3,433
|
-1,717
|
7-4
|
7,596
|
0,152
|
-13,341
|
36,659
|
0,730
|
0,417
|
2,141
|
4,282
|
Дh=
|
6,391
|
0,278
|
|
|
|
|
Дh=
|
0,631
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
11,498
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер кольца
|
Длина l, м
|
Второе исправление
|
|
|
h/q, (м*с)/л
|
∆q'', л/с
|
q''=q'+Дq'', л/с
|
Скорость V, м/с
|
(1+3,51/V)0,19*0,561V2
|
i*10-3
|
h, м
|
|
18
|
19
|
20
|
21
|
22
|
23
|
24
|
25
|
1-2
|
1000
|
0,028
|
-4,695
|
97,148
|
0,997
|
0,742
|
2,567
|
2,567
|
2-3
|
1500
|
0,064
|
-4,695
|
69,023
|
0,949
|
0,678
|
2,791
|
4,187
|
3-4
|
1000
|
0,069
|
-4,695
|
39,620
|
0,788
|
0,481
|
2,471
|
2,471
|
4-7
|
2000
|
0,117
|
3,268
|
39,927
|
0,795
|
0,488
|
2,506
|
-5,012
|
7-1
|
1000
|
0,012
|
4,695
|
298,149
|
1,514
|
1,616
|
3,680
|
-3,680
|
Дh=
|
2,716
|
0,289
|
|
|
|
|
Дh=
|
0,533
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
4,695
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
|
19
|
20
|
21
|
22
|
25
|
24
|
25
|
4-5
|
1500
|
0,075
|
-1,427
|
28,922
|
0,576
|
0,270
|
1,384
|
2,076
|
1500
|
0,022
|
1,427
|
196,347
|
1,232
|
1,100
|
2,840
|
-4,260
|
7-6
|
500
|
0,008
|
1,427
|
218,847
|
1,373
|
1,346
|
3,476
|
-1,738
|
7-4
|
2000
|
0,117
|
3,268
|
39,927
|
0,795
|
0,488
|
2,506
|
5,012
|
Дh=
|
0,631
|
0,221
|
|
|
|
|
Дh=
|
1,090
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
1,427
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер кольца
|
Длина l, м
|
Третье исправление
|
|
|
h/q, (м*с)/л
|
∆q''', л/с
|
q'''=q''+Дq''', л/с
|
Скорость V, м/с
|
(1+3,51/V)0,19*0,561V2
|
i*10-3
|
h, м
|
|
26
|
27
|
28
|
29
|
30
|
31
|
32
|
33
|
1-2
|
1000
|
0,026
|
-0,928
|
96,219
|
0,987
|
0,729
|
2,522
|
2,522
|
2-3
|
1500
|
0,061
|
-0,928
|
68,094
|
0,936
|
0,661
|
2,722
|
4,083
|
3-4
|
1000
|
0,062
|
-0,928
|
38,691
|
0,770
|
0,461
|
2,365
|
2,365
|
4-7
|
2000
|
0,126
|
-1,474
|
38,453
|
0,765
|
0,456
|
2,338
|
-4,676
|
7-1
|
1000
|
0,012
|
0,928
|
299,078
|
1,519
|
1,625
|
3,701
|
-3,701
|
Дh=
|
0,533
|
0,287
|
|
|
|
|
Дh=
|
0,593
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
0,928
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26
|
27
|
28
|
29
|
30
|
31
|
32
|
33
|
4-5
|
1500
|
0,072
|
-2,402
|
26,519
|
0,528
|
0,230
|
1,180
|
1,771
|
5-6
|
1500
|
0,022
|
2,402
|
198,750
|
1,247
|
1,125
|
2,905
|
-4,357
|
7-6
|
500
|
0,008
|
2,402
|
221,250
|
1,388
|
1,374
|
3,547
|
-1,773
|
7-4
|
2000
|
0,126
|
-1,474
|
38,453
|
0,765
|
0,456
|
2,338
|
4,676
|
Дh=
|
1,090
|
0,227
|
|
|
|
|
Дh=
|
0,316
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
2,402
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер кольца
|
Длина l, м
|
Четвертое исправление
|
|
|
h/q, (м*с)/л
|
∆q''', л/с
|
q'''=q''+Дq''', л/с
|
Скорость V, м/с
|
(1+3,51/V)0,19*0,561V2
|
i*10-3
|
h, м
|
|
26
|
27
|
28
|
29
|
30
|
31
|
32
|
33
|
1-2
|
1000
|
0,026
|
-1,055
|
95,165
|
0,976
|
0,714
|
2,471
|
2,471
|
2-3
|
1500
|
0,060
|
-1,055
|
67,040
|
0,922
|
0,642
|
2,645
|
3,967
|
3-4
|
1000
|
0,061
|
-1,055
|
37,637
|
0,749
|
0,438
|
2,247
|
2,247
|
4-7
|
2000
|
0,122
|
0,332
|
38,785
|
0,772
|
0,463
|
2,375
|
-4,751
|
7-1
|
1000
|
0,012
|
1,055
|
300,132
|
1,524
|
1,636
|
3,725
|
-3,725
|
Дh=
|
0,593
|
0,281
|
|
|
|
|
Дh=
|
0,210
|
∆q'=∆h/2∑(h/q)=
|
1,055
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26
|
27
|
28
|
29
|
30
|
31
|
32
|
33
|
4-5
|
1500,000
|
0,067
|
-0,723
|
25,796
|
0,513
|
0,219
|
1,122
|
1,683
|
5-6
|
1500,000
|
0,022
|
0,723
|
199,473
|
1,252
|
1,133
|
2,925
|
-4,387
|
7-6
|
500,000
|
0,008
|
0,723
|
221,973
|
1,393
|
1,382
|
3,569
|
-1,784
|
7-4
|
2000,000
|
0,122
|
0,332
|
38,785
|
0,772
|
0,463
|
2,375
|
4,751
|
Дh=
|
0,316
|
0,218
|
|
|
|
|
Дh=
|
0,262
|
6. Определение режима работы НС-II
Примем двухступенчатый режим работы НС-II с подачей воды каждым
насосом 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки
подаст 2,5*24=60% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100 - 60 =
40% суточного расхода воды и надо его включить на 40/2,5=16 ч.
В соответствии с графиком водопотребления (рис. 5.1)
предлагается второй насос включить в 5 ч. и выключать в 21 ч. Этот режим работы
НС-II нанесен на рис. 6.1
пунктирной линией.
Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни
составим табл. 6.1.
Таблица 6.1. Водопотребление и режим работы насосов
Время суток
|
Часовое водопотребление (см. табл. 2.1., графа
11)
|
I вариант
|
II вариант
|
|
|
Подача насосов
|
Поступление в бак
|
Расход из бака
|
Остаток в баке
|
Подача насосов
|
Поступление в бак
|
Расход из бака
|
Остаток в баке
|
0-1
|
1,88
|
2,50
|
0,62
|
0,00
|
0,62
|
3,00
|
1,12
|
0,00
|
1,12
|
1-2
|
1,71
|
2,50
|
0,79
|
0,00
|
1,40
|
3,00
|
1,29
|
0,00
|
2,40
|
2-3
|
1,71
|
2,50
|
0,79
|
0,00
|
2,19
|
3,00
|
1,29
|
0,00
|
3,69
|
3-4
|
1,71
|
2,50
|
0,79
|
0,00
|
2,98
|
3,00
|
1,29
|
0,00
|
4,98
|
4-5
|
2,63
|
2,50
|
0,00
|
0,13
|
2,85
|
3,00
|
0,37
|
0,00
|
5,35
|
5-6
|
3,54
|
5,00
|
1,46
|
0,00
|
4,31
|
3,00
|
0,54
|
4,81
|
6-7
|
4,44
|
5,00
|
0,56
|
0,00
|
4,87
|
3,00
|
0,00
|
1,44
|
3,37
|
7-8
|
5,35
|
5,00
|
0,00
|
0,35
|
4,51
|
3,00
|
0,00
|
2,35
|
1,01
|
8-9
|
6,21
|
5,00
|
0,00
|
1,21
|
3,30
|
6,00
|
0,00
|
0,21
|
0,80
|
9-10
|
6,05
|
5,00
|
0,00
|
1,05
|
2,25
|
6,00
|
0,00
|
0,05
|
0,75
|
10-11
|
6,04
|
5,00
|
0,00
|
1,04
|
1,21
|
6,00
|
0,00
|
0,04
|
0,71
|
11-12
|
6,05
|
5,00
|
0,00
|
1,05
|
0,16
|
6,00
|
0,00
|
0,05
|
0,66
|
12-13
|
4,92
|
5,00
|
0,08
|
0,00
|
0,24
|
6,00
|
1,08
|
0,00
|
1,74
|
13-14
|
4,92
|
5,00
|
0,08
|
0,00
|
0,32
|
6,00
|
1,08
|
0,00
|
2,82
|
14-15
|
5,35
|
5,00
|
0,00
|
0,35
|
-0,03
|
6,00
|
0,65
|
0,00
|
3,47
|
15-16
|
5,82
|
5,00
|
0,00
|
0,82
|
-0,85
|
6,00
|
0,18
|
0,00
|
3,65
|
16-17
|
5,98
|
5,00
|
0,00
|
0,98
|
-1,83
|
6,00
|
0,02
|
0,00
|
3,67
|
17-18
|
5,35
|
5,00
|
0,00
|
0,35
|
-2,18
|
4,00
|
0,00
|
1,35
|
2,32
|
18-19
|
4,90
|
5,00
|
0,10
|
0,00
|
-2,08
|
3,00
|
0,00
|
1,90
|
0,42
|
19-20
|
4,45
|
5,00
|
0,55
|
0,00
|
-1,53
|
3,00
|
0,00
|
1,45
|
-1,03
|
20-21
|
3,99
|
5,00
|
1,01
|
0,00
|
-0,52
|
3,00
|
0,00
|
0,99
|
-2,02
|
21-22
|
3,09
|
2,50
|
0,00
|
0,59
|
-1,11
|
3,00
|
0,00
|
0,09
|
-2,11
|
22-23
|
2,18
|
2,50
|
0,32
|
0,00
|
-0,79
|
3,00
|
0,82
|
0,00
|
-1,29
|
23-24
|
1,71
|
2,50
|
0,79
|
0,00
|
0,00
|
3,00
|
1,29
|
0,00
|
0,00
|
Всего:
|
100,00
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений
наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины графы 6. В
рассмотренном примере емкость бака башни получилась равной
,87+½-2,18½=7,05% от
суточного расхода воды.
При выполнении курсового проекта рекомендуется
проанализировать несколько режимов работы НС-II. Так, для приведенного
графика водопотребления определим регулирующую емкость бака для ступенчатого
режима работы НС-II с подачей, например, по 3% суточного расхода воды каждым насосом.
Один насос за 24 часа подаст 3*24=72% суточного расхода. На долю второго насоса
придется 100-72=28% и он должен работать 28/3=9,33 ч. Второй насос предлагается
включать с 8 до 17 час. 20 мин. Этот режим работы НС-II показан на графике
штрихпунктирной линией. Регулирующая емкость бака (графы 7,8,9,10 табл. 5.1)
будет равна 5,35+½-2,11½=7,46%, т.е. при этом
режиме необходимо увеличение емкости бака водонапорной башни и окончательно выбираем
режим работы НС-II по первому варианту.
7. Гидравлический расчет водоводов
Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и
диаметров труб водопроводной сети, изложенная в разделе 4 п. 7.
По заданию водоводы проложены из чугунных труб и длина
водоводов от НС-II до водонапорной башни lвод=800 м.
Учитывая, что в примере принят неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей
насосов Р=2,5+2,5=5% в час от суточного водопотребления, расход воды, который
пойдет по водоводам, будет равен:
= (14300,5*5/100)*1000/3600= 198,618 м3/ч
Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то
расход воды по одному водоводу равен:
= 198,618/2= 99,309 л/с
При значении Э=1 из приложения 4 определяем диаметр водоводов:
dвод=0.350
м; dвн.= 0,3524 м.
Скорость воды в водоводе определяется из выражения V=Q/щ,
где: - площадь живого сечения водовода.
При расходе Qвод=99,309 л/с скорость движения воды в
водоводе с расчетным диаметром 0,3524 м будет равна:
Потеря напора определяется по формуле (4).
Для чугунных труб (приложение 10 [4])
; ; ;
Потери напора в водоводах составят:
Общий расход воды в условиях пожаротушения в
рассматриваемом примере равен
.= 417,797 л/с
Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения
= 417,797/2= 208,899 л/с
При значении Э=1 из приложения 4 определяем диаметр водоводов:
dвод=0.450
м; dвн.= 0,4506 м.
При этом скорость движения воды в трубопроводе:
И потери напора в водоводах при пожаре:
Потери напора в водоводах (hвод, hвод.пож.) будут учтены при
определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.
8. Расчет водонапорной башни
Водонапорная башня предназначается для регулирования неравно
- мерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса
воды и создания требуемого напора водопроводной сети.
8.1 Определение высоты водонапорной башни
В рассматриваемом примере hc = 12,28 м.
Высота водонапорной башни определяется по формуле:
Нв.б.=1,1* hc+ Hсв+(zд.т.-zв.б), м
где: 1,1 - коэффициент, учитывающий потери напора в местных
сопротивлениях (п. 4, приложение 10 [4]);- потери напора водопроводной сети при
работе ее в обычное время;дт, zвб - геодезические отметки соответственно в
диктующей точке и вместе установки башни.
Минимальный свободный напор Нсв в диктующей точке
сети при максимально хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здании
согласно п. 2.26 СНиП 2.04.02-84 должен быть равен:
Hсв=10+4*(n-1), м
где: n - число этажей.
zд.т - zв.б =92-100=-8
Исходя из имеющихся данных, получаем:
Hсв=10+4*(4-1)= 22 м
Нв.б.=1,1* 12,28+22-8= 27,508 м
.2 Определение ёмкости бака водонапорной башни
Нами определен график водопотребления и предложен режим
работы НС-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил
К=5,2% от суточного расхода воды в поселке.
= (5,2*14300,5)/100= 743,626 м3
где: =14300,5 м3/сутки (табл. 1.3).
= (70+20)*10*60/1000= 54 м3
где: - запас воды, необходимый на 10-ти
минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего
пожара.
Согласно табл. 2.1 наибольший расход на
хозяйственно-производственные нужды наблюдается с 8 до 9 часов и равен 888,618
м3/час
= (888,618*10)/60= 148,103 м3
Таким образом:
= 54+148,103= 202,103 м3
= 743,626+202,103= 945,729 м3
По приложению 5 принимаем две водонапорные
башни (номер типового проекта 901-5-12/70) с баком емкостью 500 м3.
Зная емкость бака определяем его диаметр и высоту:
,
В рассматриваемом примере эти величины составят:
,
9. Расчет резервуара чистой воды
Регулирующая емкость резервуаров чистой воды может быть
определена на основе анализа работы насосных станций I и II подъемов.
Режим работы НС-I обычно принимается равномерным, так как такой
режим наиболее благоприятен для оборудования НС-I и сооружений для
обработки воды. При этом НС-I также как и НС-II должна подать все 100% суточного расхода воды в
поселке. Следовательно, часовая подача воды НС-I составит 100/24= 4,167%
от суточного расхода воды в поселке.
Для определения Wрег воспользуемся графоаналитическим способом. Для
этого совместим графики работы НС-1 и НС-11 (рис. 8.1). Регулирующий объем в%
от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей
«б»
, или
Режим работы НС - II и НС - I
В рассматриваемом примере суточный расход воды составляет 4765,5 м3,
а регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:
= (14300,5*13,3)/100= 1901,967 м3
,
где: Тt = 3 ч -
расчетная продолжительность тушения пожара (п. 2.24 СНиП 2.04.02-84).
Водопотребление больше с 9 до 10 часов и равно 865,069 м3/ч.
Поэтому при расчете неприкосновенного запаса на хозяйственно-питьевые нужды
принимаем:
и
Во время тушения пожара насосы на насосной станции I подъема работают и подают в час 4,167% суточного расхода,
а за время Tt будет подано:
Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:
= (1917+2595,207) - 1787,706= 2724,501 м3
Полный объем резервуаров чистой воды:
=1901,967+2724,501= 4626,468 м3
Принимаем два типовых резервуара объемом 2400 м3
каждый. Номер проекта 901-4-66.83 (приложение 6). Оборудование резервуаров
указано в литературе [2] с 275-277. Общий вид типового железобетонного
резервуара показан на рис. 13.22 [2].
10. Подбор насосов для насосной станции
второго подъема
Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном
режиме с установкой в ней 2х основных хозяйственных насосов, подача которых
будет равна:
Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:
,
где: hвод - потери напора в водоводах, м;
Hв-б -
высота водонапорной башни, м (см. раздел 7);
Hб - высота
бака водонапорной башни, м;
Zв-б и Zн-с - геодезические отметки соответственно места установки
башни и НС-II (см. схему водоснабжения); 1.1 -
коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления (п. 4,
приложение 10 [4]).
Тогда:
Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:
где: hвод.пож. и hc.пож - соответственно потери напора в водоводах и водопроводной
сети при пожаротушении, м;
Нсв - свободный напор у гидранта, расположенного в
диктующей точке, м. Для водопроводов низкого давления Нсв=10 м;
Zд.т. -
геодезическая отметка в диктующей точке, м. Тогда
Т.к. в нашем примере Нпож.нас. - Нхоз.нас.<10 м, то НС - II строится по принципу
низкого давления.
Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и кол-во
насосов, категория насосной станции приводятся в табл. 10.1
Таблица10.1.
Тип насоса
|
Расчётная подача насоса
|
Расчётный напор насоса
|
Принятая марка насоса
|
Категория НС - II
|
Количество насосов
|
|
|
|
|
|
Рабочих
|
Резервных
|
Хозяйственный
|
357,513 м3/ч = 99,309 л/с (одним
насосом)
|
40,422 м
|
Д 500-65
|
1 Обоснование: НС-II подаёт воду
непосредственно в сеть объединённого противопожарного водопровода.
|
2
|
2
|
Пожарный (добавочный)
|
177,5 л/с (всего)
|
19,431 м
|
Д 1250-65
|
|
1
|
|
Заключение
В результате проделанной работы провел гидравлический расчет
водопроводной сети на пропуск воды «до пожара» и «при пожаре». А так же
рассчитал водоводы, запасные и напорно-регулирующие емкости, подобрал
хозяйственно-производственные и пожарные насосы, т.е. произвел гидравлический
расчет наружного объединенного водопровода.
Литература
1.
Качалов
А.А., Воротынцев Ю.П., Власов А.В. Противопожарное водоснабжение. - М.:
Стройиздат, 1985.
2.
Гидравлика
и противопожарное водоснабжение. /Под ред. Ю.А. Кошмарова. - М.: ВИПТШ МВД
СССР, 1985.
3.
Сборник
задач по курсу «Противопожарное водоснабжение» Ю.Г. Баскин, А.И. Белявцев
4.
СНиП
2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.
5.
СНиП
2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Стройиздат, 1986.
6.
Мальцев
Е.Д. гидравлика и противопожарное водоснабжение. - М.: ВИПТШ МВД СССР.
7.
ГОСТ
539-80. Трубы и муфты асбестоцементные напорные. - М.: Изд-во стандартов, 1982.
8.
ГОСТ
12586-74. Трубы железобетонные напорные. - М.: Изд-во стандартов, 1982.
9.
ГОСТ
16953-78. Трубы железобетонные напорные центрифугированнные. - М.: Изд-во
стандартов, 1979.
10.ГОСТ 18599-83. Трубы
напорные из полиэтилена. - М.: Изд-во стандартов, 1986.
11.ГОСТ 8894-77. Трубы
стеклянные и фасонные части к ним. М.: Изд-во стандартов, 1979.
12.ГОСТ 9583-75. Трубы
чугунные напорные, изготовленные методами центробежного и полунепрерывного
литья. М.: Изд-во стандартов, 1977.
13.ГОСТ 21053-75 Трубы
чугунные напорные со стыковым соединением под резиновые уплотнительные манжеты.
М.: Изд-во стандартов, 1977.
14.Шевелев Ф.А. Таблицы для
гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие. - М.:
Стройиздат, 1984.
15.ГОСТ 22247-76Е. Насосы
центробежные консольные общего назначения для воды. Технические условия. - М.:
Изд-во стандартов, 1982.
16.Лобачев П.В. Насосы и
насосные станции. - М.: Стройиздат 1990.