Введение. 2. Определение расчётных расходов 4

Содержание.

Задание…………………………………………………………………………………………2

1. Введение…...…………………………………………………………………………3

2. Определение расчётных расходов………………………………………………4

2.1 Определение расчётных расходов на хозяйственно-питьевые нужды……..4

2.2. Расчётные расходы на промышленном предприятии………………………….5

2.3. Расчёт расходов в бане.……………………………………………………………..8

2.4. Расчёт расходов в прачечной………………………………………………………8

2.5. Расчёт расходов в гостинице……………………………………………………….9

2.6. Расчёт расходов в клубе…………………………………………………………….9

2.7. Расчёт расходов на поливку………………………………………………………...9

2.8. Неучтённые расходы……………………………………………………………….10

3. Гидравлический расчёт сети……………………………………………………………...13

3.1. Гидравлический расчёт сети в час макс. водопотребления……………….....13

3.2. Гидравлический расчёт сети в час макс. водопотребления + пожар………..21

3.3. Гидравлический расчёт сети в час макс. транзита в ВБ……………………….26

4. Графики пьезометрических линий……………………………………………………….32

4.1. График пьезометрических линий в час макс. водопотребления…………......32

4.2. График пьезометрических линий в час макс. водопотребления + пожар…..33

4.3. График пьезометрических линий в час макс. транзита в ВБ………………….33

5. Линии равных напоров в час макс. водопотребления………………………………..36

6. Подбор насосов……………………………………………………………………………..37

Литература……………………………………………………………………………………...38

Задание

на выполнение курсового проекта по теме “Расчет и конструирование водопроводной сети населенного пункта”

Характеристика застройки и инфраструктуры

1. Площадь селитебной территории - 89 га
2. Этажность застройки и степень благоустройства - 7 этажей
3. Плотность населения - 147 чел/га
4. Степень благоустройства - ЦГВ, ВиК

В населённом пункте предусматриваются:

А. – Промпредприятие - количество рабочих смен - 3

Б. – Гостиница на 670 мест

В. – Прачечная на 950 кг белья в сутки

Г. – Баня – пользуются 3% населения

Д. – Клуб на 470 мест

1. Материал труб водопроводной сети - чугун

Введение.

В данном населенном пункте запроектирована объединенная хозяйственно-производственно-противопожарная система водоснабжения. Водопроводная сеть будет обеспечивать:

- хозяйственно питьевые нужды города;

- хозяйственно-питьевые нужды предприятий, расположенных в городе;

- технологические нужды предприятий, где требуется вода питьевого качества;

- тушение пожаров.

Водопроводная сеть запроектирована с контррезервуаром (водонапорная башня в конце сети). Населенный пункт застроен 7-этажными зданиями, оборудованными водопроводом, канализацией, центральным горячим водоснабжением. На территории города расположены: баня, прачечная, гостиница, клуб, промышленное предприятие.

Запроектирована 4 кольцевая водопроводная сеть из чугунных труб, которая обеспечивает достаточно надежное снабжение водой потребителей и противопожарные нужды.

2.Определение расчётных расходов.

2.1 Определение расчётных расходов на хозяйственно-питьевые нужды.

Расчетный (средний за год ) суточный расход воды , м³/сут, на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте определяем по формуле:

, где

- удельное хозяйственно-питьевое водопотребление в населенном пункте на одного жителя среднесуточное (за год), принимаемое по таблице 1 [1] в зависимости от степени благоустройства зданий. При застройке зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с ванными и центральным горячим водоснабжением принимаем равным 250 л/сут.

- расчетное количество жителей, определяется по формуле:

, где

- плотность населения равна147 чел/га (по заданию).

- площадь селитебной территории равна 89 га (по заданию).

чел.

м³/сут.

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления находим по формуле:

, где

- максимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели принят равным 1, 1, на основании п. 2.2 [1].

м³/сут

Расчетный часовой расход воды , м³/ч, вычисляем по формуле:

, где

- коэффициент часовой неравномерности водопотребления рассчитываемый по формуле:

, где

- коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принят равным 1, 3 на основании п. 2.2 [1];

- коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принят равным 1, 3 по табл. 2 [1].

На основании коэффициента часовой неравномерности произведено распределение максимально суточного расхода по часам суток и сведено в таблицу 1.

Таблица 1

Часы суток	, %	, м3/ч
0-1	1, 0	35, 978
1-2	1, 0	35, 978
2-3	1, 0	35, 978
3-4	1, 0	35, 978
4-5	2, 0	71, 957
5-6	3, 0	107, 935
6-7	5, 0	179, 891
7-8	6, 5	233, 859
8-9	6, 5	233, 859
9-10	5, 5	197, 880
10-11	4, 5	161, 902
11-12	5, 5	197, 880
12-13	7, 0	251, 848
13-14	7, 0	251, 848
14-15	5, 5	197, 880
15-16	4, 5	161, 902
16-17	5, 0	179, 891
17-18	6, 5	233, 859
18-19	6, 5	233, 859
19-20	5, 0	179, 891
20-21	4, 5	161, 902
21-22	3, 0	107, 935
22-23	2, 0	71, 957
23-24	1, 0	35, 978
Сумма		3597, 825

2.2 Расчётные расходы на промышленном предприятии.

Часовой расход на технологические нужды определяется по формуле:

, где

- расход воды на технологические нужды для каждой смены

- время работы каждой смены, равная 8 ч.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия составляет:

-Для холодного цеха:

, где

- количество работающих человек в холодных цехах каждой смены

, где

- количество работающих человек в каждую смену.

- процентное число работающих в холодных цехах.

- норма водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды рабочих холодных цехов, равная 25 л/с на каждого работающего, на основании приложения 3 [1].

-Для горячего цеха:

- количество работающих человек в горячих цехах каждой смены.

- количество работающих человек в каждую смену.

- процентное число работающих в горячих цехах.

- норма водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды рабочих горячих цехов, равная 45 л/с на каждого работающего на основании приложения 3 [1].

1 смена:

2 смена:

3 смена:

Далее определяем часовой расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия для каждой смены по формуле:

- Для холодного цеха:

- Для горячего цеха:

, где

- часовой расход в процентах, от суточного, зависящий от коэффициента часовой неравномерности.

Полученные данные приведены в таблице 2

Расход воды на душевые нужды определяется по формуле:

- Для холодного цеха:

_, где

- процентное число работающих в холодных цехах.

- процентное число пользующихся душем в холодных цехах.

- кол-во человек, прошедших через одну душевую сетку за 45 мин., равное 10 чел/см

- Для горячего цеха:

_, где

- процентное число работающих в горячих цехах.

- процентное число пользующихся душем в горячих цехах.

- кол-во человек, прошедших через одну душевую сетку за 45 мин., равное 5 чел/см

Полученные данные приведены в таблице 2

2.3 Расчёт расходов в бане.

Суточный расход составляет:

, где

- количество посетителей бани

, где

- процентное число жителей пользующихся баней, равное 3 % (по заданию)

- удельный расход воды в бане на одного посетителя, равный 300 л/чел

Часовой расход воды находится по формуле:

, где

- время работы бани, равное 12 час (10.00-22.00)

2.4 Расчёт расходов в прачечной.

Суточный расход составляет:

, где

- производительность прачечной, равная 950 кг/сут

- норма расхода воды на 1 кг белья, равная 75 л/кг

Часовой расход воды находится по формуле:

, где

- время работы прачечной, равное 8 час. (8.00 – 16.00)

2.5 Расчёт расходов в гостинице.

Суточный расход составляет:

, где

- количество мест в гостинице, равное 670 мест (по заданию)

- норма расхода воды на 1 место, равное 250 л/сут

Режим работы неравномерный, расход распределяется по часам суток.

Полученные данные приведены в таблице 2

2.6 Расчёт расходов в клубе.

Суточный расход составляет:

, где

- количества мест в клубе, равное 470 мест (по заданию)

- удельный расход воды в клубе на одного посетителя, равный 10 л/пос

Часовой расход воды определяется по формуле:

, где

- время работы клуба, равное 10 час. (15.00 – 0.00)

2.7 Расчёт расходов на поливку.

Суточный расход воды на поливку территории и зеленых насаждений составляет:

, где

- удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды на поливку в расчёте на одного жителя, принято равным 80 л/сут, на основании п.2.3 [1]

Часовой расход на поливку составляет:

, где

- время поливки, равное 8 час. (22.00 – 6.00)

2.8 Неучтённые расходы.

Неучтённые расходы составляют находим по формуле:

Расход распределяется по часам суток. Полученные данные приведены в таблице 2

Таблица 2

Продолжение табл. 2

3. Гидравлический расчёт сети.

При расчёте водопроводных сетей населённого пункта принимаем, что вода на расчётном участке водопроводной сети расходуется равномерно по длине. При этом при одинаковой степени благоустройства данного района и плотности населения, считается, что на всех участках сети данного района характер потребления воды одинаков.

3.1 Гидравлический расчёт сети в час максимального водопотребления.

Удельный расход воды, , определяется по формуле:

, где

- равномерно-распределённые расходы воды

, где

, , - хоз-питьевые расходы, неучтённые, расходы на поливку в час макс. водопотребления с 12.00 до 13.00 (см. табл. 2).

= 78, 353 л/с

, где

= =125, 662 л/с

Далее составляем таблицу путевых расходов, (см. табл. 3)

Таблица 3

Далее определяем узловые расходы по формуле:

, где

- сумма путевых расходов на участках примыкающих к данному узлу.

Полученные данные сводим в таблицу 4.

Таблица 4

Предварительное распределение потока воды по участкам сети с соблюдением первого закона Кирхгофа, т. е. сумма расходов воды, которые поступают, отступают и расходуются в узле, равны нулю.

Составляем схему предварительного распределения потока воды по участкам сети (см. рис.1). На основании полученных расходов подбираем диаметры трубопроводов по табл. 12 [3] для чугунных труб, с учетом экономичных скоростей и взаимозаменяемости трубопроводов (см. рис.2).

Для увязки сети определяем потери напора на участках по формуле:

, где

- поправочный коэффициент, зависит от скорости, а также от материала труб.

- сопротивление данного участка:

, где

- удельное гидравлическое сопротивление

- длина данного участка.

- расход на данном участке.

Для кольцевых сетей необходимо выполнение второго закона Кирхгофа, т. е. сумма потерь напора должна быть равна нулю.

Так как второй закон Кирхгофа не выполняется, то по формуле Андрияшева определяем поправку:

, где

- средний арифметический расход по кольцу сети

- невязка кольца

- арифметическая сумма всех потерь напора

Увязку ведём до тех пор, пока алгебраическая сумма положительных и отрицательных потерь не будет равна: для кольца , для контура

Вычисления приведены в таблице 5

Далее строим схему окончательного распределения потока воды по участкам сети (см. рис.3.)

Пояснение к рисунку:

Расчет водоводов для всех трех случаев приводится в таблице 4*

Таблица 4*

Таблица 5.

Продолжение таблицы 5.

рисунок 3

3.2 Гидравлический расчёт сети в час максимального

водопотребления + пожар.

Расчетный расход воды на тушение пожара согласно п.2.21 [1] должен быть обеспечен при наибольшем расходе воды на другие нужды, т. е. в час максимального водопотребления.

Расход воды на наружное пожаротушение (на один пожар) и количество одновременных пожаров в населенном пункте для расчета магистральных (расчетных кольцевых) линий водопроводной сети принимаем по табл. 5 [1]. Принимаем два пожара (один с расходом воды по 20 л/с на предприятии в точке 10 и один с расходом 15 л/с в населенном пункте в наиболее удалённом и высоко расположенном месте от насосной станции в точке 11).

Путевые и узловые расходы останутся прежними, как и в первом случае только в точках пожара расход увеличитсяна 20 л/с и 15 л/с соответственно, а подача насосной станции увеличится на 35 л/с и будет равна 146, 111 л/с

Составляем схему предварительного распределения потока воды по участкам сети (см. рис. 4).

Увязка сети определяется по формулам, как и при максимальном водопотреблении. Вычисления приведены в таблице 6.

Далее строим схему окончательного распределения потока воды по участкам сети (см. рис.5.)

Таблица 6.

Продолжение таблицы 6.

рисунок 5

3.3 Гидравлический расчёт сети в час максимального транзита в ВБ.

В некоторые часы суток количество воды, подаваемой насосами, превышает количество воды, расходуемой городом, сеть снабжается водой с одной стороны от насосной станции II подъема. Избыточный расход воды поступает в бак водонапорной башни, при этом проходя транзитом через всю сеть. Момент, в который этот транзитный расход достигает своего наибольшего значения – это момент максимального транзита, который определен по табл. 2.

Удельный расход воды, , определяется по формуле:

, где

- равномерно-распределённые расходы воды

, где

, , - хоз-питьевые расходы, неучтённые, расходы на поливку в час макс. транзита с 3.00 до 4.00 (см. табл. 2).

, где

=

=43, 699 л/с

Далее составляем таблицу путевых расходов, (см. табл. 7)

Таблица 7

Далее определяем узловые расходы по формуле:

, где

- сумма путевых расходов на участках примыкающих к данному узлу.

Полученные данные сводим в таблицу 8.

Таблица 8

Предварительное распределение потока воды по участкам сети с соблюдением первого закона Кирхгофа, т. е. сумма расходов воды, которые поступают, отступают и расходуются в узле, равны нулю.

Составляем схему предварительного распределения потока воды по участкам сети (см. рис.6).

Увязка сети определяется по формулам, как и при максимальном водопотреблении. Вычисления приведены в таблице 9.

Далее строим схему окончательного распределения потока воды по участкам сети (см. рис.7.)

рисунок 6

Таблица 9

Продолжение таблицы 9

рисунок 7

4. Графики пьезометрических линий.

График пьезометрических линий необходим для определения расчётного напора насосной станции II подъёма. Он же определяет высоту расположения бака водонапорной башни.

Для построения графика пьезометрических линий необходимо определить диктующую точку сети - наиболее высоко расположенную и удалённую от насосной станции II подъёма. Обеспечить в каждой точке сети необходимый свободный напор.