Водоснабжение населенного пункта и железнодорожной станции. Шифр 14

нет данных
...

Исходные данные
1 Определение суточных и часовых расходов воды
1.1 Определение расчетного количества жителей
1.2 Определение суточных расходов
1.3 Определение часовых расходов
1.4 Определение пожарных расходов
2 Выбор режима подачи воды насосной станции второго подъема
3 Выбор и обоснование схемы водопотребления
4 Определение емкости бака водонапорной башни, РЧВ
5 Гидравлический расчет сети
5.1 Расчетные режимы работы сети
5. 2 Подготовка сети к гидравлическому расчету
5.3 Гидравлическая увязка кольцевой сети
6 Определение свободных и пьезометрических напоров сети
7 Деталировка сети и разработка колодца
Список используемой литературы

 

1. Район строительства – Горьковская область
2. Глубина промерзания грунта – 1,55 м
3. Степень благоустройства жилой застройки – внутренний водопровод, канализация, ванны с местными водонагревателями
4. Этажность застройки – 4 эт.
5. Плотность населения – 125 чел./га
Расход воды на железнодорожной станции
а) Пассажирское здание (вокзал) – 16 м3/сут
б) Технологические нужды:
Локомотивного депо по сменам:
1 смена – 180 м3/смену
2 смена – 80 м3/смену
3 смена – 70 м3/смену
в) Котельной – 280 м3/сут
г) Компрессорной – 100 м3/сут
д) Заправка пассажирских вагонов – 80 ваг./сут
е) Обмывка локомотивов – 6 лок./сут
ж) Дом отдыха локомотивных бригад – 50 мест
з) Рабочие депо:
1 смена – 220 чел.
2 смена – 140 чел.
3 смена – 110 чел.
и) Потребный свободный напор, на объектах железнодорожной станции 12 м
Работа котельной и компрессорной 24 ч с равномерным расходом воды по часам суток.
а) Технологические нужды промышленного предприятия:
1 смена – 330 м3/смену
2 смена – 270 м3/смену.
к) Рабочие предприятия:
1 смена – 390 чел.
2 смена – 240 чел.

м3 с расходом воды на наружное пожаротушение 15 л/с и с расходом воды на внутреннее пожаротушение принимаются две расчетные струи по 2,5 л/с.4. Согласно [1] с учетом расположения локомотивного депо в черте населенного пункта окончательно приняты два одновременных пожара: один в населенном пункте с расходом воды (10 л/с); второй на локомотивном депо с расходом (15 л/с).Окончательно расход воды на пожаротушение составит 10 +15 = 25 л/с. Часовой расход на пожаротушение составит 25 л/с ∙ 3,6 = 90 м3/ч.2 Выбор режима подачи воды насосной станции второго подъемаРежим подачи воды насосами принят в соответствии с графиком водопотребления, который предоставлен на рисунке 1.Принято QHCIIмакс.час = у = 7,47 %; QHCIIмин.час = z =1,04 %; тогда число рабочих насосов будет равно y/z = 7,47/1,04 = 7. Установка и работа такого числа насосов не рентабельна, поэтому на основании графика водопотребления и совместной работы насосов предварительно принимаем два рабочих насоса на станции второго подъема, дополнительно водоподача будет скорректирована за счет работы водонапорной башни. Время работы двух насосов принимаем равным 13 ч (с 8.00 до 21.00), остальное время будет работать одновременно три насоса.Для определения производительности одного насоса решим уравнение:1∙x∙11 + 13∙x∙2 = 3223,45где х - подача одного насоса, м3/ч.Из уравнения находим х:x = 87 м3/ч,тогда два насоса подают: 2∙87 = 174 м3/ч.Для подбора марки насосов определяем потребный напор, который ориентировочно определяется по формуле:HH=zб – zр.ср+Hб+ Hр.б+hн.ст+hc ,мгде zб, – отметка поверхности земли у водонапорной башни (по генплану), м, равная 56 м; zр.ср – отметка среднего уровня воды в резервуарах чистой воды, принимается ниже поверхности земли у насосной станции II подъема на 2-3 м, м, равная 56 – 3 = 53 м; H – расчетная высота ствола водонапорной башни до дна резервуара, м. 4064001035053556635103505 – график водопотребления; – график подачи воды насосами при ступенчатой работеРисунок 1 – График водопотребления и режим работы НС IIHб=z - zб+ Hcв+ hбгде z – отметка поверхности земли в диктующей точке, питающейся в час максимального водоразбора от водонапорной башни, м, равная 42 м;Hcв – свободный напор в диктующей точке, определяемый в зависимости от этажности застройки по п. 2.26 [1], равен 22 м;hб, – потери напора на участке от водонапорной башни до диктующей точки, м; Нр.б – расчетная глубина воды в резервуаре напорной башни, риентировочно принимается равной 5-6 м;hн.ст – потери напора на внутренних коммуникациях насосной станции, принимаются предварительно равными 2-2,5 м;hc – потери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни.hб и hc определяются из расчета потерь напора.Потери напора на участке водонапорная башня – диктующая точка определяется но формуле:hб =i∙lб, мгде i – гидравлический уклон;lб – длина водоводов от диктующей точки до башни, равная 1348 м.hб =0,01∙1348 = 13,48 мПотери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни определяются по формулеhс =i∙lc, мhс =0,02∙90 = 1,8 мПодставляя полученные значения в формулу находим расчетную высоту ствола водонапорной башни до дна резервуара:Hб =42-56+13,48+22 = 21,48 м. Далее находим потребный напор насосов:HH = 56-53+21,48+5+2,5+1,8= 33,78 м.По [3] подбираем два насоса марки HS 100-80-242 фирмы Grundfos.3 Выбор и обоснование схемы водопотребленияПримем расположение водозаборных сооружений выше населенного пункта по течению реки на расстоянии от красной линии (линии застройки населенного пункта) не менее 500 м.Расположим водонапорную башню в максимальной близости к населенному пункту, при условии высоты отметки земли, тогда водонапорную башню установим на отметке 56 м на расстоянии 208 м от точки подключения к сети в узловой точке 1, для уменьшения высоты ствола башни.Запроектируем водопроводную сеть, состоящую из 2 замкнутых кольца. Водопроводная сеть расположена в черте застройки населенного пункта, чтобы обеспечивать двухстороннее потребление воды.4 Определение емкости бака водонапорной башни, РЧВ и режима работы насосной станции второго подъемаЕмкость бака водонапорной башни определяется по следующим формулам:,где - емкость бака водонапорной башни, м3;- регулирующий объем бака, м3;- запас воды, предназначенный для тушения пожаров , м3.,где - максимальный остаток в баке, м3;- минимальный остаток в баке, м3.,где - расчетный максимальный секундный расход воды, м3/ч.Таблица 3 – Определение регулирующей емкости бака водонапорной башниЧасы сутокВодопотребление, % от QсутПодача воды насосами в % от QсутПриток воды в бак ВБ, % от QсутРасход воды из бака Вб % от QсутОстаток воды в баке ВБ % от Qсут0-12,232,70,470,001,091-21,552,71,150,002,242-31,722,70,980,003,223-41,552,71,150,004,374-52,042,70,660,005,035-62,482,70,220,005,266-73,542,70,000,844,417-83,922,70,001,223,198-96,355,40,000,952,249-105,625,40,000,222,0210-115,475,40,000,071,9511-125,535,40,000,131,8312-136,135,40,000,731,1013-146,045,40,000,640,4614-155,675,40,000,270,1915-165,205,40,200,000,3916-175,795,40,000,390,0017-185,305,40,100,000,1018-195,055,40,350,000,4519-204,505,40,900,001,3520-214,425,40,980,002,3321-223,772,70,001,071,2622-233,322,70,000,620,6423-242,832,80,000,030,62Всего100,00100Размеры бака определяются по следующим формулам:,где - диаметр бака, м.,где - высота бака, м.Суммарный объем резервуара Wр.ч.в., м3, определяется по формуле:Wр.ч.в=Wрегр.ч.в.+Wсоб+Wн.п.з.,где Wрегр.ч.в. - регулирующий объем воды в резервуарах чистой воды, который определяется, как разница между графиками работы насосных станций первого и второго подъемов;Wрегр.ч.в.=(QНСII-QНСI)Qсут maxТ100=(6,35-4,17)3223,45∙13100=913,53 м3Wсоб – объем воды на собственные нужды очистной станции, м3, который изменяется в пределах от 2% до 4% от общего суточного расхода воды, подаваемого потребителю, который согласно таблицы 1 равен 96,71 м3, тогда Wсоб=0,03∙3223,45=96,71 м3.Wн.п.з. – объем неприкосновенного пожарного запаса, м3, который рассчитывается по формуле:Wн.п.з.=3Qпож+3Qmax-3Q1,где 3Qпож - запас воды на тушение расчетного числа пожаров длительностью 3 часа, Qпож, м3/ч, определяется по формуле:Qпож=36001000∙Qпожаротушение,Qпожаротушение – расход на пожаротушения, был рассчитан ранее и равен 25 л/с,Qпож=36001000∙25=90 м3.3Qmax – суммарный расход за 3 смежных часа максимального водопотребления без учета воды на полив территорий, прием душа на промышленном предприятии, согласно таблицы 2, Qmax равен 512,14 м3/ч;Q1 – подача воды насосной станции первого подъема, м3/ч, который составляет 4,17 % от общего объема потребляемой воды (4,17% - означает равномерную подачу воды насосной станции первого подъема):Q1=0,0417∙3223,45=134,42 м3.Тогда объем неприкосновенного пожарного запаса составит:Wн.п.з.=3∙90+512,14 -3∙134,42 =378,88 м3.Вернемся к исходной формуле:Wр.ч.в=913,53+96,71+378,88 =1389,12 м3.По общему объему резервуаров чистой воды, который равен 1389,12 м3, было решено запроектировать 3 резервуара. Были выбраны резервуары для воды прямоугольные заглубленные из сборных железобетонных конструкций емкостью 500 м3.Определим отметки уровней воды в резервуарах чистой воды: zmax, zнпз, zдна. Для этого воспользуемся данными, характерными для выбранных резервуаров.Рисунок 2 – Резервуар чистой водыОпределим высоту неприкосновенного пожарного запаса b в каждом резервуаре, м:b=Wнпз12∙12∙n,где n – число резервуаров, шт.b=378,88 12∙12∙3=0,87 м.По заданию отметка земли zземли равна 56 метров.Максимальная отметка уровня воды zmax, м,равна:zmax=0,5+56=56,5 м.Отметка дна zдна, м, равна:zдна=56,5-4,8=51,7 м.Отметка уровня воды неприкосновенного пожарного запаса zнпз, м, равна:zнпз=0,87+51,7=52,57 м.5 Гидравлический расчет сети5.1 Расчетные режимы работы сетиОсновными расчетными режимами работы являются режимы в три самых напряженных часов: час максимального водопотребления, час транзита и час пожара.Часом максимального водопотребления, как видно из таблицы 2, является час с 08.00 до 09.00 часов с общим расходом по городу 3223,45 м3.Час пожара является проверочным. Он берется такой же, как и час максимального водопотребления, но с назначением в контрольных точках (наиболее удаленных от начала сети и высоко расположенных) пожара.Полный расход на пожаротушение qн.ст.пож, л/с, подает насосная станция второго подъема, который определяется по формуле:qн.ст.пож=Qч.мах3,6+Qп,где Qч.мах – общий расход по городу в час максимального водопотребления, который согласно таблицы 1 равен 204,67 м3/ч;Qп – расход воды на тушение расчетного числа пожаров в городе, который был рассчитан в пункте 1.4 курсового проекта и равен 25 л/с.Тогда qн.ст.пож=204,673,6+25=81,85 л/с.Все расходы воды для расчетных случаев выражают в л/с и сводят в таблицу 3.Расходы воды в жилых зданиях и поливочные расходы в населенном пункте входят в равномерно-распределенный расход и считаются равномерно-распределенными по всей длине магистральной сети. Равномерно-распределенный расход считается по формуле:qр-р=qобщ-qсоср,где qобщ – общий расход по городу, который был определен в таблице 2;qсоср – суммарный сосредоточенный расход, состоящий из расходов в общественных, коммунальных, промышленных предприятиях.qр-р=56,82-32,28=24,54 л/с5. 2 Подготовка сети к гидравлическому расчетуПо генплану определим длину каждого участка: LINK Excel.Sheet.12 "D:\\Мои документы\\учеба\\работы\\в работе\\сети жд_д\\02\\расчеты (02).xlsx" Лист1!R3C1:R16C3 \a \f 5 \h \* MERGEFORMAT 1-2=703 м5-6=901,5 м2-3=208 м1-7=438 м3-4=229 м6-7=488,5 м4-5=356 м4-7=768,5 мвб-1=190 мУдельные расходы qуд, л/с*м, определяютсяпо формуле:qуд=qр-рl,где qр-р – равномерно-распределенный расход на хозяйственно-питьевые нужды, полив и неучтенный расход, который берется согласно таблицы 2 для каждого расчетного часа.qуд=24,544092,5=0,006По удельным расходам определим путевые расходы qп, л/с, для каждого расчетного участка сети и для каждого расчетного часа по формуле:qп=qуд*l,где l – длина расчетного участка.Расчеты удобно вести в таблице 4.Таблица 4 – Путевые и удельный расходы№ укольца№ участкаДлина, мЧас максимального водопотребленияЧас пожараqуд, л/с*мqп, л/сqуд, л/с*мqп, л/с123456711-27030,0064,220,0064,222-32081,251,253-42291,371,374-7768,54,614,611-74382,632,63Продолжение таблицы 4123456724-53562,132,135-6901,55,415,416-7488,52,932,934-7768,54,614,61Путевые расходы на участках приводят к узловым. Узловой отбор равен полусумме путевых расходов на примыкающих к точке участках. Если в данной точке есть сосредоточенный отбор, то он прибавляется к узловому. Расчет удобно вести в таблице 5.Таблица 5 – Узловые расходы№ узловой точкиСоср.