Водоснабжение населенного пункта и железнодорожной станции. Шифр 06

-
...

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные 4
2. Определение суточных и часовых расходов воды 6
2.1. Определение расчетного количества жителей 6
2.2. Определение суточных расходов по категориям жителей 6
3. Определение расчетных расходов воды на пожаротушение 10
4. Выбор системы водоснабжения 11
5. Выбор места расположения водонапорной башни и трассирование водопроводной сети 12
6. определение расчетных часовых расходов воды. Построение суточного графика водопотребления и водоподачи 14
7. Выбор расчетных режимов работы водопроводной сети и определение секундных расходов 20
8. Составление расчетной схемы отдачи воды сетью 22
8.1. Расчет схемы отдачи воды сетью в час максимального водопотребления 23
8.1. Расчет сети при подаче пожарного расхода в час максимального водопотребления 26
9. Выбор материала иопределение диаметров участков водопроводной сети.. 28
10. Определение потерь напора на участках сети 29
11. Гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети 30
12. Использование результатов гидравлического расчета сети и построение пьзометрических линий 36
13. Определение основных размеров водонапорной башни 41
14. подбор технологических насосов 43
15. Устройство сети 45
Список использованной литературы 50

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Водопровод проектируется объединенный, одновременно обслужтвающий хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды.

Район строительства (область) Пензенская
Глубина промерзания грунта, м 1,5
Степень благоустройства жилой застройки внутренний водопровод, канализация, ванны с местными водонагревателями
Этажность застройки 3
Плотность населения, чел./га 120
Железнодорожная станция:
Пассажирское здание (вокзал), м3/сут 25
Котельная, м3/сут
Компрессорная
Заправка пассажирских вагонов, ваг./сут
Наружная обмывка пассажирских вагонов, ваг./сут
Наружная и внутренняя обмывка грузовых вагонов, ваг./сут
Дом отдыха локомотивных бригад, мест
Потребный свободный напор на объектах железнодорожной станции Нсв.тр. , м 180
180
128

112

180

30



12
Примечание: Работу котельной и компрессорной принять круглосуточной с равномерным расходом воды по часам суток

Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист13определение расчетных часовых расходов воды. Построение суточного графика водопотребления и водоподачи Суточные расходы воды принимают за основу расчета всей системы подачи и распределения воды. Для расчета водопроводной сети необходимо знать максимальный часовой и соответствующий ею секундный расходы воды в сутки максимального водопотребления. С этой целью составляем сводную таблицу часовых расходов воды всех потребителей (табл. 6.1) и по данным таблицы строим суммарный график водопотребления по часам суток. Коэффициент часовой неравномерности водопотребления определяем по формуле: Кч.max=αmax×βmax (7)где αmax - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, αmax = 1,2; βmax - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, βmax = 1,3. Кч.max=1,2×1,3=1,56. Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист14Часы сутокРасход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения и неучтенные расходыРасход воды на поливку, м3Расход воды котельной, м3Расход воды компрессорной, м3Заправка вагонов, м3Обмывка вагонов, м3Вокзал, м3Дом локомотивных бригад, м3Суммарный часовой расход водыОбщий расходВ том числе машиннаяиз шлангов вручнуюхоз-питьевыенуждыдушевыем3% от суточногоВ % от Qсут.maxм3Прачечная, м3Равномерно распределенный расход,123456789101112131415160-11,537,15-5,57--7,57,5---0,0651,258,991,051-21,537,15-5,57--7,57,5---0,0651,258,991,052-31,537,15-5,57--7,57,5---0,0651,258,991,053-41,537,15-5,57--7,57,5--5,00,0651,263,991,144-52,561,92-9,29--7,57,5-55,55-0,0651,2143,032,555-63,586,69-13,00-42,97,57,5-55,55-0,0651,2214,413,826-74,5111,46-16,7262,042,97,57,5-55,55-0,0651,2304,905,447-85,5136,2211,6120,4362,042,97,57,5-55,555,00,0651,2349,986,248-96,25154,8011,6123,2262,0-7,57,510,8855,55-0,0651,2334,335,969-106,25154,8011,6123,2262,0-7,57,510,8855,55-0,0651,2334,335,9610-116,25154,8011,6123,2262,0-7,57,510,8855,55-0,0651,2334,335,9611-126,25154,8011,6123,2262,0-7,57,510,8855,555,00,0651,2339,336,0512-135,0123,8411,6118,5862,0-7,57,510,8855,55-0,0651,2298,735,3313-145,0123,8411,6118,5862,0-7,57,510,8855,55-0,0651,2298,735,3314-155,5136,2211,6120,4362,0-7,57,510,8855,55-0,0651,2312,965,5815-166,0148,6111,6122,2962,0-7,57,510,8855,555,00,0651,2332,215,9216-176,0148,6111,6122,2962,0-7,57,510,8855,55-0,0651,2327,215,8417-185,5136,2211,6120,4362,0-7,57,510,8855,55-0,0651,2312,965,5818-195,0123,8411,6118,58-42,97,57,5-55,55-0,0651,2268,754,7919-204,5111,4611,6116,72-42,97,57,5-55,555,00,0651,2259,514,6320-214,099,0711,6114,86-42,97,57,5-55,55-0,0651,2240,264,2821-223,074,3011,6111,15-42,97,57,5-55,55-0,0651,2211,783,7822-232,049,5411,617,43--7,57,5---0,0651,284,851,5123-241,537,15-5,57--7,57,5--5,00,0651,263,991,16Итого1002476,8185,8371,5744,0300,2180180108,81000301,57528,85607,48100,00По данным таблицы 6.1 строим график водопотребления по часам суток. Рис.6.1. Графики водопотребления и водоподачи: 1 – график водопотребления; 2 – график подачи воды наосами при ступенчатой работе Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист17График подачи воды насосами принимаем в соответствии с графиком водопотребления так, чтобы обеспечить наиболее экономичную работу насосной станции и минимальную регулирующую емкость баков водонапорной башни. Работа насосов принимается ступенчатой (три ступени).При двухступенчатой работе насосной станции прежде всего необходимо выбрать производительность ступени. При этом необходимо соблюсти два условия:1. Q1×t1+Q2×t2=Qcут или КI%Qсут×t1+КII%Qсут×t2=100%где Q1, Q2– часовая производительность насосов соответственно I, II ступени, м3/ч; t1, t2 – продолжительность работы насосов соответственно I, II ступени; Qсут. – суточное водопотребление, м3/сут. Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист182. Регулирующая емкость баков водонапорной башни должна быть порядка 2-4 % от Qсут. , но можно и больше, но не более 500-800 м3.Вычисления по определению регулирующей емкости баков водонапорной башни ведем в табличной форме. Таблица 6.2Часы сутокВодопотребление в % от Qсут.Подача воды насосами в % от Qсут.Расход воды из бака ВБ в % от Qсут.Приток воды в бак ВБ в % от Qсут.Остаток воды в баке ВБ в % от Qсут.0-11,052,71,655,321-21,052,71,656,972-31,052,71,658,623-41,142,71,5610,184-52,552,70,1510,335-63,824,91,0811,416-75,444,9-0,5410,877-86,244,9-1,349,538-95,964,9-1,068,479-105,964,9-1,067,4110-115,964,9-1,066,3511-126,054,9-1,155,2012-135,334,9-0,434,7713-145,334,9-0,434,3414-155,584,9-0,683,6615-165,924,9-1,022,6416-175,844,9-0,941,7017-185,584,9-0,681,018-194,794,90,111,1119-204,634,90,271,3820-214,284,90,622,021-223,782,7-1,080,9222-231,512,71,192,1123-241,142,71,563,67Итого:100%100%11,4711,47Итого:100%100%Мы начали расчет не с нуля (бак не может быть абсолютно пустым – насосы можно вывести из строя), а с 1,0% Qсут. Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист19Требуемая регулирующая емкость бака: Wрег.ВБ=(11,41-0,92)%×5564,1=0,1049×5564,1=583,7м3. Выбор расчетных режимов работы водопроводной сети и определение секундных расходов Общий расход в сети в час максимального водопотребления составляет:Qc.max=6,24×Qсут.max×1000100×3600=6,24×5564,1×1000100×3600=96,4л/с.Насосы подают: QН=4,9×Qсут.max×1000100×3600=4,9×5564,1×1000100×3600=75,7л/с.От водонапорной башни поступает расход: QВБ=Qc.max-QH=96,4-75,7=20,7л/с.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист20Расход для часа максимального транзита в бак водонапорной башни: Qтр.max=QH-Qc=4,9-1,05×Qсут.max×1000100×3600==3,85×5564,1×1000100×3600=59,5л/с. Для расчета водопроводной сети на характерные случаи работы необходимо определить секундные расходы воды, л/с, всеми потребителями в час максимального водопотребления: qс=Qч.max×1000t×60где Qч.тах. – расход воды данными потребителями, м3/ч; t – время расходования воды, мин.Расчеты по определению секундных расходов выполним в табличной форме (табл. 7.1).Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист21Таблица 71.Наименование потребителейЧас максимального водопотребленияЧас максимального транзита в ВБПодача пожарного расходаQч, м3t, минq, л/сQч, м3t, минq, л/сQч, м3t, минq, л/с12345678910Население154,46042,995,46026,5154,46042,9неучтенные расходы23,0606,414,4604,023,0606,4прачечная11,5603,27,2602,011,5603,2Поливка:машинами;44,66012,427,36607,644,66012,4из шлангов вручную.18,7605,211,52603,218,7605,2Котельная11,2603,16,84601,911,2603,1Компрессорная11,2603,16,84601,911,2603,1Заправка вагонов1,08101,80,72101,21,08101,8Обмывка вагонов62,66017,438,166010,662,66017,4Вокзал1,8600,51,08600,31,8600,5Дом локомотивных бригад:хоз.-пит. нужды;0,1600,0270,612600,170,1600,027душевые.1,35450,51,08450,3---Противопожарные нужды.15Общий секундный расход.qc.max=96,4л/с qc.пож=59,5л/с qc.пож=111,4л/сИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист22Составление расчетной схемы отдачи воды сетью Рис.8.1. Принятая расчетная схема При составлении расчетной схемы равномерно-распределенные расходы приводят к узловым, для этого сначала определяют удельный расход по формулеqуд=qх-п+qнеучт.+qполивlучИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист23где qх-п, qнеуч., qполив. – секундные расходы воды соответственно на хозяйственно-питьевые нужды населения, нужды местной промышленности и неучтенный расходы, расход на поливку улиц и зеленных насаждений;Σlуч=2740м – суммарная длина расчетных участков магистральной сети населенного пункта, м. qуд=42,9+6,4+12,4+5,22740=0,0244л/сПо удельным расходам определяют так называемые путевые расходы для каждого расчетного участка сети по формуле:qпут=qуд×lучгде lуч. – расчетная длина участка, которая равна фактической длине участка при двухсторонней застройке территории и половине фактической длины участка при односторонней застройке территории.Далее путевые расходы приводят к узловым расходам: qузл=0,5qпутПри правильном определении путевых и узловых расходов:qпут=qх-п+qнеучт+qполив qузл=qпут Расчет схемы отдачи воды сетью в час максимального водопотребления Таблица 8.1 Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист 24Определение путевых расходовНомер участкаДлина участка, мПутевой расход qпут., л/сфактическаярасчетная lуч.1-2104052012,72-3816--3-42050--4-5580--5-65402706,66-74702355,77-1161080519,62-5182091022,2Всего:8925274066,8Таблица 8.2 Определение узловых расходовНо-мер узлаНомера прилегаю-щих участковqпут. на каждом участке, л/сСумма путевых расходов прилегающих участков, л/сqузл=0,5Σqпут л/сqсоср, л/с11-2 1-719,6+12,732,316,15-21-2, 2-512,7+22,234,917,45-32-3 3-4---22,843-4; 4-5---3,652-5; 5-622,2+6,628,814,4-65-6; 6-76,6+5,712,36,153,276-7;7-119,6+5,725,312,65-Всего:66,829,6Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист25При правильном определении путевых и узловых расходов: qпут=qх-п+qнеучт+qполив, qузл=qпут66,8=42,9+6,4+12,4+5,2=66,8л/с.66,8+29,6=96,4л/с.Рис.8.2. Схема магистральной сети в час максимального водопотребленияИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист26Расчет сети при подаче пожарного расхода в час максимального водопотребления qуд=42,9+6,4+12,4+5,22740=0,0244л/с. Таблица 8.3 Определение путевых расходовНомер участкаДлина участка, мПутевой расход qпут., л/сфактическаярасчетная lуч.1-2104052012,72-3816--3-42050--4-5580--5-65402706,66-74702355,77-1161080519,62-5182091022,2Всего:8925274066,8Таблица 8.4Определение узловых расходовНо-мер узлаНомера прилегаю-щих участковqпут. на каждом участке, л/сСумма путевых расходов прилегающих участков, л/сqузл=0,5Σqпут л/сqсоср, л/с11-2 1-719,6+12,732,316,15-21-2, 2-512,7+22,234,917,45-32-3 3-4---22,843-4; 4-5---3,652-5; 5-622,2+6,628,814,41065-6; 6-76,6+5,712,36,158,276-7;7-119,6+5,725,312,65-Всего:81,829,6Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист27Рис.8.3. Схема магистральной сети при подаче пожарного расхода в час максимального водопотребления Выбор материала и определение диаметров участков водопроводной сетиВыбор материала труб следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-84. Необходимо применять неметаллические трубы (железобетонные, асбестоцементные, пластмассовые и др.). Для сетей в пределах населенных пунктов, территорий промышленных предприятий и железнодорожных станций допускается применение чугунных напорных труб.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист28Определение диаметров труб для каждого участка производится по предварительно намеченным величинам расчетных расходов в час максимального водопотребления.Экономический фактор для Пензенской области Э = 0,75.Диаметры асбестоцементных труб для участков: 1-2: 250 мм; 2-3: 200 мм;3-4: 100 мм;4-5: 100 мм;5-6: 200 мм;6-7: 200 мм;7-1: 250 мм;2-5: 100 мм. Определение потерь напора на участках сети Потери напора в трубопроводах на участках сети длиной l следует определять в метрах по величине гидравлического уклона i, приведенного в таблицах [3], по формуле: h = i · l. Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист29При расчете сети по методу проф. В.Г. Лобачева величину потерь напора на расчетных участках рекомендуется вычислять по удельному сопротивлению трубопровода по формуле: h=К×А×l×qp2=S×qp2где S=KAl. Определение скорости движения воды для каждого участка: v=4Qπd21000, v1-2=4×44,253,14×0,2521000=0,9м/с,v2-3=4×24,83,14×0,221000=0,8м/с,v3-4=4×23,14×0,121000=0,26м/с,v4-5=4×1,63,14×0,121000=0,2м/с,v5-6=4×243,14×0,221000=0,8м/с,v6-7=4×38,353,14×0,221000=1,22м/с,v7-1=4×513,14×0,2521000=1,03м/с,v2-5=4×23,14×0,121000=0,26м/с.Вычисление потерь напора сразу вводим в таблицу. Гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист30При выполнении расчета требуется, чтобы невязка по отдельным кольцам не превышала ±0,5 м.Таблица 11.1 Гидравлический расчет сети по методу проф. В.Г. Лобачева в час максимального водопотребленияНо-мер кольцаНомер участкаДлина участка l,мПервоначальное распределение расходовРасход q,л/сДиаметр d, ммСкорость V,м/сА·106КS=AlKSqh=Sq2, м1234567891011I1-2104044,252500,92,2271,0160,002350,10413+4,612-518202,01000,26187,71,240,42360,8472+1,76-5540142000,456,91,1350,0042290,05921-0,836-747023,352000,746,91,040,0033730,07875-1,847-11610362500,742,2271,040,0037290,13424-4,83∆q1=--1,22×1,22=0,5∑=1,22ΔhI=-1,2II2-381624,82000,86,91,0340,005820,14438+3,583-420502,01000,26187,71,240,477130,95427+1,914-55801,61000,2187,71,3080,142400,22783-0,3642-518202,01000,26187,71,240,423600,8472-1,7∆q1=-3,4262×2,1737=-0,78∑=2,1737ΔhII=+3,4261-е исправление2-е исправлениеΔq, л/сq, л/сSqH=Sq2, мΔq, л/сq, л/сSqH=Sq2, мV, м/с121314151617181920+0,544,750,105164,71-0,4144,340,104204,62+0,5+0,783,281,389414,56-0,41-0,262,611,105602,89+0,514,50,06132-0,89+0,4114,910,06305-0,94+0,523,850,08045-1,92+0,4124,260,08183-1,99+0,536,50,13611-4,97+0,4136,910,13764-5,08∑=1,8ΔhI=+1,49ΔqII=-0,41∑=1,49ΔhI=-0,5-0,7824,020,139803,36+0,2624,280,141313,43-0,781,220,582100,71+0,261,480,706151,05+0,782,380,33891-0,81-0,262,120,30189-0,64+0,78+0,53,281,38941-4,56-0,41-0,262,611,10560-2,89∑=2,45ΔhII=-1,3ΔqII=+0,26∑=2,25ΔhII=+0,953-е исправлениеΔq, л/сq, л/сSqH=Sq2, мV, м/с2122232425+0,1644,50,10464,650,92+0,16+0,212,981,26233,760,34-0,1614,750,0624-0,920,52-0,1624,10,0813-1,960,81-0,1636,750,1370-5,040,79ΔqII=-0,16ΔhI=+0,49-0,2124,070,14013,370,76Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист31-0,211,270,60600,770,2+0,212,330,3318-0,770,36+0,16+0,212,981,2623-3,760,34ΔqII=+0,21∑=2,45ΔhII=-0,39Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист32Рис.11.1. Схема с результатами гидравлического расчета в час максимального водопотребления Таблица 11.2 Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист33Гидравлический расчет пожарного расхода в час максимального водопотребления Но-мер кольцаНомер участкаДлина участка l,мПервоначальное распределение расходовРасход q,л/сДиаметр d, ммСкорость V,м/сА·106КS=AlKSqh=Sq2, м1234567891011I1-2104044,252500,92,2271,0160,002350,10399+4,62-518202,01000,26187,71,240,42360,84720+1,75-6540242000,86,91,0340,003850,09240-2,226-747038,352001,226,90,970,003150,12080-4,67-11610512501,032,2271,00,003590,18309-9,33∆q1=--9,852×1,35=+3,65∑=1,35ΔhI=-9,85II2-381624,82000,86,91,0340,005820,14438+3,583-420502,01000,26187,71,240,477130,95427+1,914-55801,61000,2187,71,3080,142400,22783-0,3642-518202,01000,26187,71,240,423600,8472-1,7∆q1=-3,4262×2,1737=-0,78∑=2,1737ΔhII=+3,4261-е исправление2-е исправлениеΔq, л/сq, л/сSqh=Sq2, мΔq, л/сq, л/сSqh=Sq2, мV,м/с121314151617181920+3,6547,90,11257+5,39-1,4846,420,1090875,06+3,65+0,786,432,72375+17,51-1,48-1,883,071,3004523,99-3,6520,350,07835-1,59+1,4821,830,0840455-1,83-3,6534,70,10931-3,79+1,4836,180,113967-4,12-3,6547,350,16999-8,05+1,4848,830,1752997-8,56∑=3,2ΔhI=+9,47ΔqI=-1,48∑=1,78ΔhI=-5,46-0,7824,020,13980+3,36+1,8825,90,150743,90-0,781,220,58210+0,71+1,883,11,479104,59+0,782,380,33891-0,81-1,880,50,07120-0,04Изм.Лист№ докум.