Водопроводные сети

Введение
Исходные данные для проектирования
1. Определение расчетных расходов
1.1. Максимально-суточные расходы в населенном пункте
1.2. Максимально-суточные расходы на предприятии
1.3. Расход воды для тушения пожаров
2. Режим расходования воды
3. Предварительный выбор производительности насосной станции II подъема
4. Определение емкости водонапорной башни и резервуаров чистой воды
4.1. Определение высоты водонапорной башни
4.2. Определение ёмкости бака водонапорной башни
4.3. Расчет резервуаров чистой воды
5. Выбор места расположения головных водопроводных сооружении, башни. Трассировка сети
6. Расчетные режимы работы сети и подготовка ее к гидравлическому расчету
7. Гидравлический расчет сети
8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема
9. Устройство сети
10. Заключение
Литература

Потери напора в сети при пожаре:
где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (принимается 10% от линей потерь напора).
Увязка представлена в таблице 6.4.
Таблица 6.4
Увязка сети при пожаре
Номер кольца Участок сети Расход воды q, л/с Расчетный внутренний диаметр dр, м Длина l, м Скорость V, м/с (1+3,51/V)0,19*
*0,561V2 d1.19р, м Гидравлический уклон i*10-3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 I 1-2 100,0 0,279 1000 1,637 1,869 0,219 8,53 2-3 88,0 0,279 1500 1,440 1,471 0,219 6,72 3-4 75,9 0,279 1000 1,242 1,117 0,219 5,10 4-7 40,0 0,189 2000 1,426 1,444 0,138 10,47 7-1 93,6 0,279 1000 1,532 1,651 0,219 7,54 1 2 3 4 5 6 7 8 9 II 4-5 94,3 0,279 1500 1,543 1,673 0,219 7,64 5-6 27,2 0,189 1500 0,970 0,706 0,138 5,12 7-6 36,8 0,189 500 1,312 1,236 0,138 8,96 7-4 40,0 0,189 2000 1,426 1,444 0,138 10,47 Продолжение таблицы 6.4
Потери напора Н, м Первое исправление h/q, (м*с)/л Δq,, л/с q,= q+Δq,, л/с 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 8,53 0,0853 2,7 102,7 1,681 1,964 8,47 8,97 2-3 10,07 0,1144 2,7 90,7 1,484 1,556 7,10 10,66 3-4 5,10 0,0672 2,7 78,6 1,286 1,191 5,44 5,44 4-7 -20,93 0,5233 -2,7-9,7 27,6 0,984 0,725 5,25 -10,51 7-1 -7,54 0,0806 -2,7 90,9 1,488 1,564 7,14 -7,14 Δh=-4,77; Σ(h/q)=0,8708; Δq,=Δh/2Σ(h/q)= 2,7л/с 10 11 12 13 14 15 16 17 4-5 11,46 0,1215 -9,7 84,6 1,384 1,366 6,24 9,36 5-6 -7,67 0,2820 9,7 36,9 1,316 1,244 9,01 -13,52 7-6 -4,48 0,1217 9,7 46,5 1,658 1,914 13,89 -6,93 7-4 20,93 0,5233 -9,7-2,7 27,6 0,984 0,725 5,25 10,51 Δh=20,24; Σ(h/q)=1,0487; Δq,=Δh/2Σ(h/q)=9,7 л/с Продолжение таблицы 6.4
Второе исправление h/q, (м*с)/л Δq,,, л/с q,,= q,+Δq,,, л/с V, м/с (1+3,51/V)0,19*
*0,561V2 i*10-3 h, м 18 19 20 21 22 23 24 1-2 0,0873 -5,1 97,6 1,597 1,784 8,15 8,15 2-3 0,1175 -5,1 85,6 1,401 1,397 6,38 9,57 3-4 0,0692 -5,1 73,5 1,203 1,052 4,71 4,81 4-7 0,3808 5,1+0,3 33,0 1,177 1,011 7,32 -14,65 7-1 0,0785 5,1 96,0 1,571 1,730 7,90 -7,90 Δh=7,42; Σ(h/q)=0,7333; Δq,=Δh/2Σ(h/q)= 5,1л/с 18 19 20 21 22 23 24 4-5 0,1106 0,3 84,9 1,389 1,375 6,28 9,42 5-6 0,3664 -0,3 36,6 1,305 1,224 8,87 -13,31 7-6 0,1490 -0,3 46,2 1,648 1,893 13,71 -6,86 7-4 0,3808 0,3+5,1 33,0 1,177 1,011 7,32 14,65 Δh=-0,58; Σ(h/q)=1,0068; Δq,=Δh/2Σ(h/q)=0,3 л/с Продолжение таблицы 6.4
Третье исправление h/q, (м*с)/л Δq,,,, л/с q,,,= q,,+Δq,,,, л/с V, м/с (1+3,51/V)0,19*
*0,561V2 i*10-3 h, м 25 26 27 28 29 30 31 1-2 0,0835 0 97,6 1,597 1,784 8,15 8,15 2-3 0,1118 0 85,6 1,401 1,397 6,38 9,57 3-4 0,0654 0 73,5 1,203 1,052 4,81 4,81 4-7 0,4439 0-1,8 31,2 1,113 0,911 6,60 -13,20 7-1 0,0823 0 96,0 1,571 1,730 7,90 -7,90 Δh=-0,02; Σ(h/q)=0,7869; Δq,=Δh/2Σ(h/q)= 0л/с 25 26 27 28 29 30 31 4-5 0,1110 -1,8 83,1 1,360 1,417 6,47 9,71 5-6 0,3637 1,8 38,4 1,369 1,338 9,70 -14,55 7-6 0,1485 1,8 48,0 1,712 2,032 14,73 -7,36 7-4 0,4439 -1,8 31,2 1,113 0,911 6,60 13,20 Δh=3,9; Σ(h/q)=1,0671; Δq,=Δh/2Σ(h/q)=1,8 л/с Продолжение таблицы 6.4
Четвертое исправление h/q, (м*с)/л Δq,,,,, л/с q,,,,= q,,,+Δq,,,,, л/с V, м/с (1+3,51/V)0,19*
*0,561V2 i*10-3 h, м 32 33 34 35 36 37 38 1-2 0,0835 -0,9 96,7 1,583 1,755 8,02 8,02 2-3 0,1118 -0,9 84,7 1,386 1,370 6,25 9,38 3-4 0,0654 -0,9 72,6 1,188 1,028 4,69 4,69 4-7 0,4230 0,9-0,5 31,6 1,127 0,932 6,76 -13,51 7-1 0,0823 0,9 96,9 1,586 1,762 8,04 -8,04 Δh=1,43; Σ(h/q)=0,7660; Δq,=Δh/2Σ(h/q)= 0,9л/с Δh=0,54 32 33 34 35 36 37 38 4-5 0,1168 -0,5 82,6 1,352 1,308 5,97 8,96 5-6 0,3789 0,5 38,9 1,387 1,372 9,94 -14,91 7-6 0,1533 0,5 48,5 1,730 2,073 15,02 -7,51 7-4 0,4230 -0,5+0,9 31,6 1,127 0,932 6,76 13,51 Δh=1,0; Σ(h/q)=1,0720; Δq,=Δh/2Σ(h/q)= 0,5л/с Δh=0,05
Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 6.6.
6.6. Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при пожаре
7. Гидравлический расчет сети
Так как 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:
Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход воды по одному водоводу равен:
При значении Э=0,75 из приложения 4 определяем диаметр водоводов:
dвод=0,25 м; dвн=0,235 м.
Скорость воды в водоводе определяется из выражения V=Q/ω,
где - площадь живого сечения водовода.
При расходе 48,3 л/с скорость воды в водоводе с расчетным диаметром 0,235 м будет равна:
.
Потеря напора определяется по формуле:
.
Для асбестоцементных труб (приложение 10 (4)):
m=0,19; A1/2g=0,561*10-3; С=3,51; А0=1.
Потери напора в водоводах составят:
Общий расход воды в условия пожаротушения равен
Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения
При этом скорость воды в трубопроводе:
.
И потери напора в водоводах при пожаре:
8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема
Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней двух хозяйственных насосов, подача которых будет равна:
Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:
Нхоз.нас=1,1hвод +Нв.б. +Нб +(zв.б. – zн.с),
где: hвод – потери давления в водоводах, м;
Нв.б – высота водонапорной башни, м;
Нб – высота бака водонапорной башни, м;
zв.б и zн.с – геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II ;
1,1 – коэффициент , учитывающий потери напора на местные сопротивления.
Тогда:
Нхоз.нас=1,1*5,1 + 35 + 6,6 + (99 – 97)=49,2 м.
Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:
Нпож.нас=1,1(hвод.пож +hс.пож)+ Нсв +(zд.т.– zн.с),
где hвод.пож и hс.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
Нпож.нас=1,1(20,5 +30,67) + 10 + (96– 97)=65,3 м.
Т.к. Нпож.нас- Нхоз.нас=16м>10м, то НС-II строится по принципу высокого давления.
Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и количество насосов, категория насосной станции приводятся в табл.8.1.
Таблица 8.1
Тип насоса Расчетная подача насоса Расчетный напор насоса Принятая марка насоса Категория НС-II Количество насосов Рабочих Резервных Хозяйственный 48,2 49,2 Д500-65 1 Обоснование: НС-II подает воду непосредственно в сеть объединенного противопожарного водопровода 2 2 Пожарынй 85+48,2=133,2 65,3 Д-630-90 2 1
9. Устройство сети
Глубина заложения водопроводных линий, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. Для защиты от нагревания глубина заложения труб хозяйственно-питьевых водопроводов не должна быть меньше 0,5 м до верха трубы.
Глубина заложения труб принимается равной для всей сети и водоводов, линии которых прокладываются параллельно рельефу местности.
После укладки и гидравлического испытания хозяйственно-питьевых водопроводных линий перед пуском их в эксплуатацию трубы должны быть промыты и продезинфицированы.
На всех ответвлениях сети в узловых точках устанавливается запорная арматура.
Пожарные гидранты расставляются вблизи перекрестков с расстоянием не более 150 м.
Назначаются границы ремонтных участков из условия одновременного отключения не более пяти пожарных гидрантов. Границы ремонтных участков отделяются запорной арматурой.
Ремонтные участки оборудуются выпусками воды в пониженных точках.
10. Заключение
Данная курсовая работа содержит гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта. Рассчитаны хозяйственно-производственные и пожарный расходы водопотребления. Подобрано оборудование и материалы для всех участков водопроводной сети населенного пункта. Приведены схемы водопроводной сети и чертежи оборудования насосной станции, водонапорной башни, резервуаров чистой воды и узел переключения высокого давления.
В итоге работы запроектировано объединенное водоснабжение населенного пункта, включающего в себя промышленно предприятие (два корпуса) и общественное здание (столовая).

Литература
1. Качалов А.А., Воротынцев Ю.П., Власов А.П. 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. ГОСТ 539-50. Трубы и муфты асбестоцементные напорные. – М.: Изд-во стандартов, 1982.
7. Лобачев П.В. Насосы и насосные станции. – М.: Стройиздат, 1990.
37