Наружная водопроводная сеть населённого пункта и железнодорожной станции

СОДЕРЖАНИЕ

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

2. Определение расчетных суточных расходов воды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3. Выбор системы водоснабжения и расчётных режимов работы водопроводной сети . . . 10

4. Определение расчётных часовых расходов воды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

5. Построение суточных графиков водопотребления и водоподачи. . . . . . . . . . . . . . . 15

6. Определение расчётных секундных расходов воды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

7. Трассирование водопроводной сети и выбор места расположения водонапорной

башни . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

8. Составление расчётной схемы водопроводной сети. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

9. Выбор материала и определение диаметров труб участков водопроводной сети. . . . . 23

10. Гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

11. Гидравлический расчет и анализ работы водопроводной сети на ЭВМ. . . . . . . . . . . .30

12. Определение пьезометрических отметок и действительных свободных напоров. . . . . 42

13. Определение основных размеров водонапорной башни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

14. Список литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

ВВЕДЕНИЕ

В данном проекте рассчитана и запроектирована наружная водопроводная сеть населённого пункта и железнодорожной станции.

В основу проекта положены следующие исходные данные: план населённого пункта и железнодорожной станции с горизонталями в масштабе 1:5000; общие сведения водопотребителя; расчётная численность жителей населённого пункта 202 чел/га; характеристика санитарно-технического оборудования здания; этажность застройки 5 этажей; потребность воды на железнодорожной станции промышленного предприятия; глубины промерзания грунта и заложения фундамента.
Грунты на территории населённого пункта, железнодорожной станции и на станции водоводов представлены суглинками. Грунтовые воды залегают на глубине 2,2 м, глубина промерзания грунта 1,9 м. Населённый пункт имеет 5-этажную застройку.
Все здания оборудованы водопроводом, водоотведениями и горячим централизованным водоснабжением.
В населённом пункте потребителем воды является 47647 человек, бани, прачечная, промышленное предприятие, а так же большой объём воды на помывку улиц, тротуаров, газонов, зелёных насаждений; на железнодорожной станции основными потребителями воды являются: локомотивное депо, компрессорные котельные, дом локомотивных бригад, пассажирское здание. Вода расходуется так же на заправку и обмывку пассажирских и грузовых вагонов. Проектируемые системы водоснабжения относятся к первой категории надёжности подачи воды, т.к. обеспечивает пожаротушение.
В проекте принять объединённую систему водоснабжения. Водопроводная сеть населённого пункта и железнодорожной станции запроектирована по кольцевой схеме, устроена из пластмассовых труб в пределах населённого пункта, чугунных труб на железнодорожной станции и стальных труб при укладке под путями. Водопроводная сеть состоит из магистральных и распределительных линий. В проекте рассчитана только магистральная сеть.
В результате гидравлического расчёта сети установлено действительное потокораспределение воды по всем её участкам и определены потери напора в них, а так же установлены размеры, диаметры труб. Водоснабжение населенного пункта рассчитывается на характерные случаи работы – нормальный и с пожарами в час максимального водопотребления. Гидравлический расчёт на хозяйственно-питьевые и производственные нужды в час максимального водопотребления, выполнен вручную, а на случай пожаротушения на ЭВМ по программе WS2. Диапазон диаметров пластмассовых труб от 180 до 710 мм, все чугунные трубы от 150 до 300мм. Суточный расход в час максимального водопотребления с 7 до 8 часов составляет 1855 м³/ч, что составляет 6,91% от суточного водопотребления. Расход воды на пожаротушение составляется как сумма расходов на пожаротушение в двух наиболее удалённых от водонапорной башни точках по 25 л/с каждый и расхода на пожаротушение в локомотивном депо равным 19,6 л/с, но за исключением расходов на душевые нужды. Следует учитывать, что все три пожара происходят одновременно и в час максимального водопотребления. В курсовом проекте построен график трёхступенчатой водоподачи насосной станции второго подъёма и совмещенный с ним график водопотребления. Полный объём водонапорной башни составляет 571,52 м³. Принята типовая башня со следующими параметрами: объём бака 600 м³, диаметр бака D_б = 11 м, строительная высота бака
Н_б = м. Высота водонапорной башни составляет м.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СУТОЧНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ

Водопроводная сеть рассчитана на подачу требуемого количества воды в сутки наибольшего водопотребления. Для населённого пункта и железнодорожной станции этот расход включает суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды населения; наибольший расчётный расход на расход воды на производственные нужды промышленного предприятия и железнодорожной станции; расход на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве и расход воды на поливку улиц и зелёных насаждений. Вычисления по определению расчётного суточного расхода воды сведены в таблицу 1.

При заполнении таблицы 1 использованы следующие расчётные формулы и нормативные данные:

1) Средний суточный расход воды Q _сут.ср, на хозяйственно-питьевые нужды населения определён

по формуле, м³/сут:

Q _сут.ср=q_ж*N_ж/1000 = 150 * 0,6*250*47646,144/1000 = 7146,9216 м³/сут на 1 чел.

Где:
q_ж – удельное водопотребление, принимается по СП q_ж = 250 л/сут на 1 чел; при наличии в населённом пункте централизованного горячего водоснабжения норму удельного водопотребления следует принимать с коэффициентом 0,6:

q_ж = 0,6*250=150 л/сут на 1 чел;
N_ж – расчётное число жителей в населённом пункте; определяется по формуле, чел.,

N_ж = p*F , где:
р – заданная плотность населения, чел./га, р=202; F – площадь жилой застройки населённого пункта, га, F=6,3*11,7*40000*0,8/1000=235,872 га:

N_ж = 235,872*202 = 47646,144 чел.=47647 человек

Максимальный суточный расход воды Q _{сут.мах} на хозяйственно-питьевые нужды населения определён с учётом коэффициента неравномерности водопотребления К_{сут.мах} по формуле, м³/сут:

Q _{сут.мах} = К _{сут.мах}*Q _сут.ср = 1,2*7146,9216 = 8576,31 м³/сут на 1 чел.

Где:
К_{сут.мах} – коэффициент, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, надлежит принимать равным 1,1…1,3. Принимаем К_{сут.мах} = 1,2.

2) Количество воды на нужды местной промышленности и неучтённые расходы допускается принимать дополнительно в размере 10-20% расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Принимаем 10%.

Расходы воды банями и прачечными являются сосредоточенными и характеризуются значительными величинами. Суточные расходы этими водопотребителями определяют по формулам, м³/сут:

для бани: Q_б=N_ж*5*t_б*q_б/1000 =47647 *5*16*0,36/1000 =686,1;

для прачечной: Q_п=N_ж*100*n_см*q_п/1000 = 47647*100*2*0,075/1000 =714,692; где:

N_ж – расчетное число жителей в населённом пункте, чел;
5 – число мест в бане на 1000 жителей в час;
100 – количество белья, подлежащего стирке в смену на 1000 жителей, кг;
t_б – продолжительность работы бани в сутки, t_б = 16 ч;
n_см – число смен работы прачечной в сутки, n_см = 2;
q_б – норма расхода воды на 1 посетителя; принимается для мытья в душевых кабинах q_б = 0,36 м³;
q_п – норма расхода воды на 1 кг белья; принимается для механизированных прачечных q_п = 0,075 м3.

3) Средний и максимальный суточные расходы воды для ТЭЦ определяют по той же методике, что и для населения, приняв норму удельного водопотребления с коэффициентом 0,4: q_ТЭЦ = 0,4*250 = 100 л/сут на 1 чел.

Q_{ТЭЦ СУТ СР} = N_Ж*q_ТЭЦ/1000 = 47647 *100/1000 = 4764,614 м³/сут;

Q_{ТЭЦ СУТ МАХ} = К_{CУТ МАХ}*Q_{ТЭЦ СУТ СР} = 1,2*1 079,24 = 5717,537 м³/сут.

4) Суточный расход воды железнодорожной станции определяется отдельно по всем потребителям. В табл. 1 приведены основные потребители воды на железнодорожной станции и указаны нормы водопотребления для них.

При разработке курсового проекта расходы воды на технологические нужды котельной,компрессорной, локомотивного и вагонного депо приводятся в задании.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих депо и на приём душа во время пребывания их на производстве учитывается дополнительно к хозяйственно-питьевому водопотреблению населения посёлка. Эти дополнительные расходы составляют 0,045 м³ на 1 человека в смену в горячих цехах и 0,025 м³ на 1 человека – в холодных цехах.

Часовой расход воды на 1 душевую сетку принимают 500 л при продолжительности пользования душем 45 мин (за это время расход составляет 375 л) после окончания каждой смены.

Количество душевых сеток определяется по расчетному количеству человек на одну душевую сетку, работающих в смене, в зависимости от групп санитарной характеристики производственных процессов.

Работы, выполняемые в холодных цехах локомотивного или вагонного депо, относятся к группе Iв по санитарной характеристике производственных процессов. Работы, выполняемые в горячих цехах, относятся к группе IIб.

По максимальному количеству душевых сеток m определяют расход воды на душевые нужды работающих в первую смену по формуле, м³/смену: Q_душI = 0,375*m.

Количество душевых сеток для рабочих из холодного и горячего цехов:

m_ХЦ1СМ = 340/5 = 68 штук; m_ГЦ1СМ = 20/3 = 7 штук.

Q_{ДУШХЦ1СМ} = 0,375* m_ХЦ1СМ = 0,375*68 = 25,5 м³;

Q_{ДУШГЦ1СМ} = 0,375* m_ГЦ1СМ = 0,375*7 = 2,6 м³;

5) Суточный расход воды промышленным предприятием определяют по той же методике, что и для локомотивного и вагонного депо.

6) Максимальный суточный расход на поливку определяют по числу жителей и удельному суточному потреблению воды на поливку в расчёте 50…90 л/сут (принимаем 70 л/сут) на одного жителя по формуле:

Q_{ПОЛИВ.МАХ} =70*N_Ж*n_П/1000 = 70*10 792,45 *2/1000=1 510,88 м³/сут, где:
n_П – количество поливок (принимаем n_п=2)

Таблица 1

расчетныеные суточные расходы воды
Потребители воды	Единицы измерения	Количество единиц измерения	Средняя норму расода воды, М^3	Kсут.max.	Суточный расход, М^3
					Средний	Мкси- мальный
1	2	3	4	5	6	7
1.Население	чел	47647	0,150	1,20	7146,92	8576,31
2.Нужды местной промышленности и неучтенные расходы	-	-	-	-	714,69	857,63
Итого:					7861,61	9433,9
В том числе сосредоточеные потребители воды
Бани	1 посетитель		0,36	-	686,1	686,1
Прачечная	1 кг белья		0,08	-	714,69	714,69
3.ТЭЦ	чел	47646	0,25	1,20	4764,614	5717,5
Неучтенные расходы и нужды местной промышленности	-	-	-	-	476,46	571,8
Итого:					5241,1	6289,3
4.Железнодорожная станция
Вокзал	1 здание	1,00	34		34	34
Котельная		560	-	-	560	560
компрессорная		540	-	-	540	540
заправка пасажирских вагонов
купированные	1 вагон	63	0,85		53,55	53,6
не купированные	1 вагон	27	0,63		17,01	17
Обмывка вагонов
Пассажирских	1 вагон	105	2,50		262,5	262,5
Грузовых	1 вагон	115	4,00		460	460
Локомотивное депо
технологические нужды
1 смена	М3	390			390	390
2 смена	М^3	310,00			310,00	310,00
3 смена	М^3	205,00			205,00	205,00
хозяйственно питьевые нужды
в холодных цехах
1 смена	1 человек	340	0,025		8,5	8,5
2 смена	1 человек	270	0,025		6,8	6,8
3 смена	1 человек	110	0,025		2,8	2,8
В горячих цехах
1 смена	1 человек	20,00	0,045		0,9	0,9
2 смена	1 человек	20,00	0,045		0,9	0,9
3 смена	1 человек	20,00	0,045		0,9	0,9
Душевые нужды
Холодных цехов
1 смена	1 сетка	76,00	0,375		25,5	25,5
2 смена	1 сетка		0,375		6,8	6,8
3 смена	1 сетка		0,375		2,8	2,8
Горячих цехах
1 смена	1 сетка	7,00	0,375		2,6	2,6
2 смена	1 сетка	7,00	0,375		2,6	2,6
3 смена	1 сетка	7,00	0,375		2,6	2,6
Дом локомотивных бригад
хозяйственно питьевые нужды	1 место	28	0,035		1	1
Душевые	1 сетка	2,	0,5		24	24
5.Промышленное предприятия
технологические нужды
1 смена	М3	690			690	690
2 смена	М3	480			480	480
3 смена	М3	240			240	240
хозяйственно питьевые нужды
1 смена	1 человек	570	0,025		17,3	17,3
2 смена	1 человек	310	0,025		7,8	7,8
3 смена	1 человек	150	0,025		3,8	3,8
Душевые нужды в холодных цехах
1 смена	1 сетка	114	0,375		42,75	42,75
2 смена	1 сетка		0,375		23,3	23,3
3 смена	1 сетка		0,375		11,3	11,3
6.Поливка территории(улица тратуары, подьезды, городские зеленые насаждения, цветники)	1 человек	47657	0,07	-	3335,93	6671,8
Итого:					20874,16	26831,8

3. ВЫБОР СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И РАСЧЕТНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

Выбор систем водоснабжения зависит от наличия источников водоснабжения, качества воды в них и суточных расходов вод заданным потребителями. При этом следует учесть возможность объединения или разделения сооружений, водоводов и сетей различного назначения.

Системы водоснабжения могут быть объединенными, неполно разделенными и разделенными.

В случаях, когда вода по своим качествам пригодна для хозяйственно-питьевых и производственных целей и имеется один источник водоснабжения, проектируем объединенную систему водоснабжения.

Противопожарный водопровод объединяют с хозяйственно-питьевым.

Запроектированная система водоснабжения состоит из водозаборных сооружений, насосных станций, очистных сооружений, водоводов, водопроводной сети, регулирующих и запасных емкостей.

При нанесении основных сооружений водоснабжения на план населенного пункта и железнодорожной станции водозаборные сооружения их поверхностного источника следует располагать выше населенного пункта (по течению реки). При использовании подземных вод или подземного водозабора подземные скважины должны располагаться в удалении от города для возможности создания сон санитарной охраны. Насосные станции и очистные сооружения располагают в близи источника. Напорные водоводы прокладывают в две линии по кратчайшему расстоянию от насосной станции до водонапорной башни или водопроводной сети.

Согласно СНиП 2.04.02-84, систему водоснабжения рассчитывают на следующие характерные режимы подачи и распределения воды:
в сутки максимального водопотребления – на максимальный, средний и минимальный часовые расходы, а так же максимальный часовой расход и расчетный расход волы на пожаротушение;
в сутки среднего водопотребления – на средний часовой расход;
в сутки минимального водопотребления – на минимальный часовой расход.

В данном курсовом проекте выполнен гидравлически расчет водопроводной сети на следующие наиболее напряженные режимы ее работы:
в час максимального водопотребления максимальных суток;
в час максимального водопотребления максимальных суток с учетом противопожарного расхода.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ

Суточные расходы воды являются основой расчёта всей системы подачи и распределения воды. Для расчёта водопроводной сети необходимо знать максимальный часовой и соответствующий ему секундный расходы воды в сутки максимального водопотребления. С этой целью составляем сводную таблицу часовых расходов воды всех потребителей (табл. 2) и по данным таблицы строят суммарный график водопотребления по часам суток.

Графы табл. 2 заполняют следующим образом.

Распределение общего расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды и неучтённые расходы по часам суток в процентах от Q_СУТ (графа 2) принимается в зависимости от расчётного коэффициента часовой неравномерности К_Ч.МАХ по прил. 5 методических указаний к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности «Водоснабжение и водоотведение» ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ.

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления К_Ч.МАХ следует определять по формуле: К_Ч.МАХ = α_МАХ*β_МАХ = 1,3*1,17=1,521.

Где:
α_max – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другое местные условия, применяемый α_max =1,3;
β_max – коэффициент, уситывающий число жителей в населенном пункте; принимается по приложению 6

βmax=1,3+(1,2-1,3)/(20-10) (10,792-10)=1.17

Из приложения 5 тех же методических указаний следует принимать распределения расходов воды для КЧ, наиболее близкого к расчётному К_Ч.МАХ (принимаем К_Ч = 1,5). Общий расход воды на нужды населения с учётом неучтённого расхода (графа 3) принимается из табл. 1 и расписывается по часам суток в зависимости от значения процентов для каждого часа.

Расход воды баней и прачечной (графы 4 и 5) рекомендуется принять равномерным в период с 7 до 23 часов.

Значение равномерно распределённого расхода (графа 6) для каждого часа получают вычитанием из общего расхода (графа 3) расходов воды баней и прачечной (графы 4 и 5).

Расход воды для ТЭЦ расписывается по часам суток в зависимости от значения процентов для каждого часа, приведённого в графе 2.

График разбора воды на поливку рекомендуется условно принимать следующим: 60% всего поливочного расхода осуществляется машинами равномерно в период с 6 до 18 часов, а остальные 40% - из шлангов вручную так же равномерно в период с 5 до 8 и с 19 до 22 часов. Желательно не допускать поливки в часы наибольшего водопотребления для других нужд.

Расходы воды на технологические нужды депо, котельной, компрессорной и предприятия можно принять равномерными в течение каждой смены.

Распределение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды работающих в депо и на предприятии зависит от характера и типа производства и учитывается коэффициентом часовой неравномерности, который составляет: в горячих цехах К_ч = 2,5; в холодных цехах К_Ч = 3.

В соответствии с этими коэффициентами распределение расходов воды приведено в прил. 7 методических указаний к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности «Водоснабжение и водоотведение» ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ.

Следует иметь в виду, что максимальные расходы после окончания смены приходятся на первый час следующей смены.

Расход воды на душевые нужды в суточном графике водопотребления для депо и предприятия учитывается в первый час после окончания каждой смены.

Распределение расходов воды на заправку вагонов (графа 19) производится из расчёта, что каждый поезд состоит из 12…16 вагонов, а время заправки одного поезда 10 мин. Поэтому расход воды на заправку каждого поезда надо отнести к определённому часу суток (желательно в дневные часы).

Распределение расходов воды на обмывку вагонов или мотор-вагонных составов (графа 20) производится из расчёта, что один поезд из 16 вагонов или один мотор-вагонный состав проходит обмывку в течение одного часа. Эти расходы следует записывать через час, желательно так же в дневное время.

Если в задании имеются предприятия или другие здания (например вокзал), для которых график водопотребления не указан, но задан К_Ч>1, то рекомендуется вычислять максимальный часовой расход по формуле:

Q_Ч.MAX = Q_СУТ.MAX*К_Ч/т, где:
Т – время водопотребления, ч.

Расход Q_Ч.МАХ в этом случае вносится в соответствующую графу табл. 2 в 3-й или 4-й час каждой смены; остальные часовые расходы данным потребителям распределяются равномерно.

Расходы воды на хозяйственно-бытовые и душевые нужды дома локомотивных бригад распределяют равномерно по часам суток.

При заполнении каждой графы табл. 2 необходимо помнить, что максимальные суточные расходы воды потребителями должны быть равны соответствующим расходам табл. 1.

Суммарный расход воды для каждого часа (графа 28) получают арифметическим сложением часовых расходов всех потребителей, а данные графы 29 получают путём деления расходов каждого часа на суммарный максимальный суточный расход воды всеми потребителями и выражают в процентах.
При составлении табл. 2 часовые расходы следует округлять до 0,1 м³.

5. ПОСТРОЕНИЕ СУТОЧНЫХ ГРАФИКОВ ВОДОПОДАЧИ

По данным табл. 2 строят график водопотребления по часам суток (рис.1): по оси абсцисс откладывают часы суток через каждый час, по оси ординат – часовые расходы воды, выраженные в процентах от суточного расхода (графа 32). На этом же графике показывают режим подачи воды насосами станции второго подъёма.

График подачи воды насосами принимают в соответствии с графиком водопотребления так, чтобы обеспечить наиболее экономичную работу насосной станции при минимальной регулирующей ёмкости баков водонапорной башни. Работа насосов принимается преимущественно ступенчатой (три ступени).

При трёхступенчатой работе насосной станции прежде всего необходимо выбрать производительность ступеней. При этом необходимо соблюсти два условия:

1)Q₁t₁+Q₂t₂=Q_cут или K_I%Q_сутt_I+K_II%Q_сутt_II=100%_Qсут,

Где:
Q_I , Q_II – часовая производительность насосов соответственно 1-ой, 2-ой ступеней, м³/ч;
t_I , t_II– продолжительность работы насосов соответственно 1-ой, 2-ой ступеней, ч;
Q_СУТ – суточное водопотребление, м³/сут;

2) регулирующая ёмкость баков водонапорной башни должна составлять около 2…4% от Q_СУТ при водопотреблении >25 тыс. м³/сут. При меньшем суточном водопотреблении регулирующая ёмкость может быть больше 4%, но не должна превышать 550 – 650 м³.

3) В процессе составления графика работы насосов необходимо учитывать влияние на подачу параллельного включения насосов.

Так, если представить работу двух однотипных насосов ступенчатой и принять производительность насосной станции в часы I ступени K_I%Q_сут (рис. 1), то производительность одного насоса в часы II ступени будет составлять K_II = (0,56….0,65) K_I%Q_сут. Если в часы I ступени работают три насоса, то при выключении одного из них в часы II ступени производительность насосной станции будет составлять K_II = (0,75….0,80) K_I%Q_сут.

Для выбора режима работы ВНСII использован приближённый метод, ориентируясь в основном на производительность насосов в часы первой ступени и сравнения графиков водоподачи и водопотребления.

В проекте принят трёхступенчатый режим работы ВНСII.
- производительность насосов первой ступени составляет К_I=5,7%Qсут; продолжительность работы этой ступени t_I = 8 часов, а время работы с 6:00 до 12:00 и c 15:00 до 17:00;
- производительность насосов второй ступени составляет К_II=3,4%Qсут; продолжительность работы этой ступени t_II = 16 часов, а время работы с 0:00 до 6:00 и с 12:00 до 15:00 и с 17:00 до 24:00.

При этом возможно параллельное использование двух одинаковых насосов,
т.к. K_II%Q_сут :K_I%Q_сут = 3,4:5,7 = 0,597, что находится в пределах от 0,56 до 0,65. При такой работе ВНСII регулирующий объём баков ВБ составит:

W_регВБ= [(5.66-5.43)+(5.93-5.43)+(6.25-5.43)+(5.95-5.43)+(5.92-5.43)+(5.46-5.43)]*9356.77=571,52м³.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СЕКУНДНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ

Расчёты по определению секундных расходов воды выполняют в табличной форме (табл. 3) и производят с точностью до 0,1 л/с.

Для расчёта водопроводной сети на характерные случаи работы определяют секундные расходы воды всеми потребителями в час максимального водопотребления по формуле, л/с:

q = Q_Ч.МАХ*1000/(t*3600)

Где:
Q_Ч.МАХ – расход воды данным потребителем в час максимального водопотребления, принимаемый по табл. 2, м³/ч;
t – время расходования воды, мин, принимаемое равным:
10 мин – на заправку состава из 12-16 пассажирских вагонов;
45 мин – на пользование душами по окончании каждой смены;
60 мин – во всех остальных случаях.

Расход воды на пожаротушение не входит в расчётное суточное водопотребление. Этот расход обеспечивается в виде запаса в баке водонапорной башни на 10-минутную продолжительность тушения расчётного количества наружных и внутренних пожаров и в резервуарах чистой воды на общую трёхчасовую продолжительность пожаротушения.

Водопроводная сеть должна быть проверена расчётом на подачу расходов для тушения пожаров, совпадающих с часом максимального водопотребления на хозяйственно-питьевые и технические нужды.

Нормы расхода воды на наружное пожаротушение и расчётное количество пожаров в населённом пункте приняты по СП «Водоснабжение. Водопроводные сети и сооружения».

В курсовом проекте приняты следующие часовые расходы на пожаротушение: в населённом пункте при числе жителей 47647 человека и зданиями выше пяти этажей q_ПОЖ.НП.=2*25 л/с; на предприятии принят расчётный расход на наружное пожаротушение в депо 15 л/с или 50%Q_П.ДЕПО=15*0,5=7,5 л/с. Дополнительно в депо принят расход воды на внутреннее пожаротушение 5 л/с. Общий расчётный пожарный расход воды ∑q=2*25+(15*0,5+5)=62,5 л/с.

Таблица 3

расчетные секундные расходы воды
Наименование потребителей	Час максимального водопотребления			Подача противопожарного расхода в час максимльного потребления
	Qч, м³/ч	t, мин	q, л/с	Qч, м³/ч	t, мин	q, л/с
1	2	3	4	5	6	7
Население (равномерно распределенный расход)	431,4	60,00	119,8	109,36	60,00	30,38
Баня	42,9	60,00	11,9	42,9	60,00	11,9
Прачечная	44,6	60,00	12,4	44,6	60,00	12,4
Расход воды для ТЭЦ	314,5	60,00	87,4	314,5	60,00	87,4
Поливка машинами	778,3	60,00	216,2	778,3	60,00	216,2
ДЕПО техн. нужды	25,6	60,00	7,1	25,6	60,00	7,1
ДЕПО Х-П нужды	0,5	60,00	0,1	0,5	60,00	0,1
ДЕПО душевые нужды холодного и горячего цеха	-	45,00	-	-	45,00	-
Котельная	23,5	60,00	6,5	23,5	60,00	6,5
Компрессорная	22,5	60,00	6,3	22,5	60,00	6,3
Заправка вагонов	15	10,00	25	15	10,00	25
Обмывка вагонов	95	60,00	26,4	95	60,00	26,4
Вокзал	1,5	60,00	0,4	1,5	60,00	0,4
ДЛБ Х-П нужды	-	60,00	-	-	60,00	-
ДЛБ душевые	1	45,00	0,3	-	45,00	-
ПП техн.нужды	30	60,00	8,3	30	60,00	8,3
ПП Х-П хол.цеха	0,5	60,00	0,1	0,5	60,00	0,1
ПП Душевые нужды	-	45,00	-	-	60,00	-
Итого			528,2			590,7

7. ТРАССИРОВАНИЕ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ И ВЫБО РАСПОЛОЖЕНИЯ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Водопроводная сеть населенного пункта и станции запроектирована по кольцевой схеме и состоит их магистральных и распределительных линий, они показаны на чертеже 1 сплошной линией синим цветом и пунктирной линией синим цветом соответственно. Гидравлический расчет выполнен только для магистральных линий. Распределительные линии не рассчитаны, а диаметры труб приняты в основном из соображения подач противопожарных расходов воды не менее 180мм. Проложены распределительные линии по всем улицам и по периферии кварталов.

При трассировании магистральных линий руководствовались следующими правилами:
◦ Направление магистральных линий соответствует направлению движения основных масс воды;
◦ По основному направлению трассируется несколько магистральных линий, расстояние межу которыми по технико-экономическим соображениям рекомендуется принимать в пределах 300-600м;
◦ Основные магистрали соединены между собой перемычками;
◦ Магистральная сеть охватывает наиболее крупных водопотребителей и представляет собой очертание в виде смежных колец, проходящих более или менее равномерно через всю территорию населенного пункта и железнодорожной станции.

При трассировании водопроводной сети железнодорожной станции были соблюдены следующе условия:
◦ Пересечение железнодорожных путей выполнено только под прямым углом не горловин станции и стрелочных переводов;
◦ Минимальное расстояние от магистральной линии водопровода, идущего вдоль путей, до крайнего рельса принято не менее 5 м;
◦ В междупутьях допускается укладка только второстепенных водопроводных линий.

На разводящей водопроводной сети населенного пункта предусмотрена установка пожарных гидрантов вдоль проездов на расстоянии 100-150 м друг от друга. На разводящей сети станции пожарные гидранты размещены в местах расположения зданий складов и других сооружений.

Водопроводная сеть разделена на отдельные ремонтные участки задвижками, расстановка которых выполнена по следующим правилам:
◦ Распределительные и второстепенные линии отключены от главных магистралей;
◦ Точки пересечения магистральных линий обеспечивают возможность распределения потоков воды;
◦ Основные магистрали и распределительные линии разделены задвижками на ремонтные участки длинной до 1 км, при этом каждый участок должен включаться не более чем четырьмя-пятью задвижками, а число одновременно отключаемых пожарных гидрантов не должно превышать пяти;
◦ Задвижками ограждены пересечения водопроводом железнодорожных линий, проездов и рек.
◦ Задвижками отключена ВБ от сети.

8. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

Для составления расчётной схемы отдачи воды сетью вычерчивают (без масштаба) схему магистральной сети, на которой нумеруют все кольца и участки. Расчётный участок образует соседние узлы. Узлы намечают в точке подключения водоводов к водонапорной башне, в местах отбора воды крупными водопотребителями (сосредоточенные отборы) и в точках пересечения магистральных линий. Кольца нумеруются римскими цифрами, узлы – арабскими. Для каждого участка проставляется его длина в метрах.

На схему сети в соответствующих её точках наносят все сосредоточенные расходы q_СОСР из табл.3 за исключением расходов на нужды населения q_Х-П и на поливку улиц и зелёных насаждений q_ПОЛИВ, которые предполагают равномерно распределёнными по всей длине сети.

При составлении расчётной схемы равномерно распределённые расходы приводят к узловым, для этого сначала определяют удельный расход q_УД по формуле:

q_УД = (q_НАС +q_ПОЛИВ)/∑l_УЧ = (119,8 +216,2)/8170 =0,04063 л/с на 1 м.

Где:
q_НАС – секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения, нужды местной промышленности и неучтённые расходы;
q_ПОЛИВ – расход на поливку улиц и зелёных насаждений;
∑l_УЧ – суммарная длина расчётных участков магистральной сети населённого пункта, м. В ∑l_УЧ не включаются участки, проходящие по незастроенным территориям и территории железнодорожной станции. Длины участков магистральной сети, проложенных на территории с односторонней застройкой, учитываются с коэффициентом 0,5.

По удельным расходам определяют так называемые «путевые расходы» для каждого расчетного участка сети по формуле:

q_ПУТ = q_УД*l_УЧ,

Где:
l_УД – расчетная длина участка, которая равна фактической длине участка при двухсторонней застройке территории. Результаты определения путевых расходов удобно оформлять в виде таблицы (табл.4).

Далее путевые расходы приводят к узловым расходам. Для этого путевой расход каждого участка заменяют двумя узловыми расходами в его граничных точках. Расходы, л/с, в каждом узле принимают равными полусумме путевых расходов участков, примыкающих к этому узлу, т.е.

q_УЗЛ = 0,5*∑q_ПУТ.

Результаты определения узловых расходов удобно оформлять также в виде таблицы (табл.5)

При правильном определении путевых и узловых расходов

∑q_ПУТ = ∑( q_НАС +q_ПОЛИВ)= 119,8 +216,2 =336л/с, а ∑ q_УЗЛ = ∑q_ПУТ.

Кроме того, сумма всех узловых и сосредоточенных расходов должна равняться общему максимальному секундному расходу в населённом пункте и на железнодорожной станции. При заполнении табл. 5 следует иметь в виду, что в узловых точках магистральной сети железнодорожной станции будут иметь место только сосредоточенные расходы.

Полученные таким образом узловые, а так же все сосредоточенные расходы наносим на схему сети. После нанесения на схему узловых и сосредоточенных расходов производим предварительное потокораспределение, в результате которого намечаем по всем участкам сети расчетные расходы q_Р как по величине, так и по направлению. Следует отметить, что в кольцевых сетях при заданной величине отбора воды в каждом узле распределение потоков по сети имеет бесчисленное количество вариантов. Поэтому выбор варианта, наиболее близкого к действительному потокораспределению, представляет собой очень ответственную задачу, так как именно по величине расчетных расходов этого варианта назначают диаметры труб всех участков сети.

При распределении расходов по участкам сети необходимо руководствоваться следующими правилами:

сумма расходов, притекающих к данному узлу, должна быть равна сумме расходов, вытекающих из данного узла (включая отбор воды в узле), т.е. необходимо соблюдать условие баланса воды в узле ∑ q_УЗЛ = 0.;

основные транзитные магистрали необходимо нагружать равномерно для обеспечения их взаимозаменяемости, при этом поперечные линии, связывающие между собой основные магистрали, могут иметь незначительные расходы. Однако диаметры этих поперечных линий должны быть назначены с достаточным резервом, так как в случае аварии они служат для перераспределения расходов воды и получают значительные нагрузки.

Таблица 4

Определение путевых расходов
Номер участка	Длинна участка		Путевой расход
	Фактическая	расчетная
1-2 (1)	360	360	14,8
2-3 (2)	800	800	32,9
3-4 (3)	1130	1130	46,5
4-11 (4)	620	310	12,7
1-5 (5)	400	200	8,2
5-6 (6)	620	620	25,5
6-7 (7)	740	740	30,4
8-3 (8)	420	420	17,3
8-9 (9)	260	260	10,7
9-10 (10)	220	220	9,1
11-10 (11)	860	860	35,4
8-7 (12)	200	200	8,2
7-13 (13)	400	400	16,5
12-5 (14)	620	310	12,7
11-15 (15)	340	170	7
15-16 (16)	60	30	1,2
12-13 (17)	1160	580	23,9
13-14(18)	200	100	4,1
14-16(19)	920	460	18,9
Всего	8170		336

Таблица 5

Определение узловых расходов
Номер узла	Номер прилегающих участков	qПУТ на каждом участке, л/с	Сумма путевых расходов прилегающих участков, л/с	qУЗЛ = 0,5*∑qПУТ, л/с	qсоср, л/с
1	1-5 (5)	8,2	23	11,5	-
	1-2 (1)	14,8
2	1-2 (1)	14,8	47,7	23,8	87,4
	2-3 (2)	32,9
3	2-3 (2)	32,9	96,7	48,3	-
	8-3 (8)	17,3
	3-4 (3)	46,5
4	3-4 (3)	46,5	59,2	29,6	-
	4-11 (4)	12,7
5	5-6 (6)	25,5	46,4	23,2	-
	1-5 (5)	8,2
	5-12 (14)	12,7
6	5-6 (6)	25,5	55,9	28	2,81
	6-7 (7)	30,4
7	6-7 (7)	30,4	55,1	27,6	5,40
	7-8 (12)	2,97
	7-13(13)	16,5
8	7-8 (12)	8,2	36,2	18	-
	9-8 (9)	10,7
	8-3 (8)	17,3
9	8-9 (9)	10,00	19,8	10	-
	9-1 (10)	2,38
	9-10 (11)	2,97
10	9-10 (11)	2,97	44,5	22,2	-
	10-11 (11)	1,68
11	10-11 (11)	1,68	55,1	27,6	31,85
	11-15 (15)	3,32
	4-11(4)
12	11-12 (13)	3,32	36,60	18,3	-
	12-8 (14)	5,94
13	12-13 (17)	5,35	44,5	22,2	-
	13-14 (16)	2,97
	7-13(13)	16,5
14	13-14(18)	4,1	23	11,5
	14-16(19)	18,9
15	11-15(15)	7	8,2	4,1
	15-16(16)	1,2
16	15-16(16)	1,2	20,1	10,1
	14-16(19)	18,9
Итого				336

9. ВЫБОР МАТЕРИАЛА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ ТРУБ УЧАСТКОВ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

Выбор материала труб следует производить в соответствии с требованиями
СП 31.13330.2012 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Для водопроводных сетей, как правило, необходимо применять неметаллические трубы (железобетонные, асбестоцементные, пластмассовые и др.). Для сетей в пределах населенных пунктов, территорий промышленных предприятий и железнодорожной станции допускается применение чугунных напорных труб.

При разработке курсового проекта для устройства водопроводной сети применяем: в пределах населенного пункта – пластмассовые трубы; на территории железнодорожной станции – чугунные; при укладке труб под путями – стальные.

Определение диаметров труб для каждого участка производят по предварительно намеченным величинам расчетных расходов q_Р, используя таблицы предельных экономических расходов [3] в зависимости от значения экономического фактора Э и материала труб. В курсовом проекте Э принимаем равным 0,75.

При этом за основной расчетный случай принимается час максимального водопотребления, при других расчетных случаях принятые диаметры оставляют без изменений. Экономический фактор учитывает стоимость электроэнергии, расходуемой на подъем воды, коэффициент полезного действия насосных установок, стоимость строительства, труб и оборудования, амортизационные отчисления и др.

При определении диаметров труб отдельных участков (особенно перемычек) следует учитывать условия взаимозаменяемости линий во время аварий. Диаметры труб таких участков назначают по конструктивным соображениям.

Диаметр труб водопровода, объединенного с противопожарным, в населенных пунктах, на промышленных предприятиях и на территории железнодорожной станции должен быть не менее 180 мм для пластмассовых труб и не менее 150 мм для чугунных труб.

Определённые таким образом диаметры труб всех расчетных участков наносят на схему сети.

10. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЬЦЕВОЙ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

Гидравлический расчёт выполнен в табличной форме( таблица6) с использованием метода В.Г.Лобачева-Х.Кросса.
потери напора на отдельных участках определялись по формуле: : h=A*K*l*q_P2 = S*q_P2, где S=A*K*l.

Значение А удельного сопротивления для пластмассовых и чугунных труб принято из м.у. приложение 11, а поправочный коэффициент К по приложению 12. Поправочный расход Δq определяют по формуле: Δq = Δh⁄(2*∑S*q), где:
∑S*q – сумма произведений сопротивлений, входящих в кольцо участков сети, и величин расходов.
По участкам сети, которые являются смежными для двух колец направлялись два поправочных расхода с учетом их знака.
Величина Δq всегда имеет знак, противоположный знаку невязки. Это означает, что найденный увязочный расход Δq необходимо пропустить по кольцу в направлении, равном обратному направлению невязки. Полученные поправочные расходы заносят в графу 12 и далее определяют новые расчетные расходы (графа 13).

По исправленным расчетным расходам определяют новые потери напора и невязки для каждого кольца. Если полученные результаты не удовлетворяют, то расчеты продолжают.

После увязки сети окончательные значения Δh, h и q_Р вписываются на расчетную схему.

11. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ НА ЭВМ

Окончательную увязку выполняем в программе WS2

Гидравлический расчет водопроводной сети по программе WS2

ПГУПС - CH & S - 2007

Номер объекта - 1 Год разработки объекта - 2016

Водопроводная сеть состоит из 5 колец, 25 участков и 21 узлов

Pасчет на случай . . . . . . . . . . . . . . . . .

──────┬─────────────────────────────────────────┬───────────┬─────────

N п/п│ Параметры, принятые в программе │Размерность│Значение

──────┼─────────────────────────────────────────┼───────────┼─────────

1 Верхняя граница экономических скоростей м/с 1.5

2 Минимальный условный диаметр труб мм 50

3 Коэффициент местных сопротивлений - 1.0

──────┴─────────────────────────────────────────┴───────────┴─────────

─────────────────────────────────────────────

Напор (Высота ВБ) в 1 узле - 37.46 м

─────────────────────────────────────────────

Cведения об участках

────────────────────────────────────────┬─────────────────────────────

Исходные данные │ Pезультаты расчета

─────┬───────┬───────┬───────┬────┬─────┼─────┬────────┬──────┬───────

N │N узла│N кол.│ Длина,│ Tип│Dcyщ,│Dpacч│ Q пyт,│ V, │ H,

уч.│нач│кон│лев│пр.│ м │труб│ мм │ мм │ л/c │ м/c │ м

─────┼───┼───┼───┼───┼───────┼────┼─────┼─────┼────────┼──────┼───────

1 1 2 0 1 360.0 6 710 378.14 1.21 0.61

2 2 3 0 1 800.0 6 630 266.94 0.98 1.01

3 3 4 0 2 1130.0 6 400 92.65 0.94 2.46

4 4 11 0 2 800.0 6 355 63.05 0.81 1.56

5 1 5 1 0 400.0 6 450 138.66 1.11 1.02

6 5 6 1 3 620.0 6 315 59.75 0.98 1.94

7 6 7 1 3 740.0 6 280 31.75 0.66 1.33

8 3 8 2 1 420.0 6 400 125.99 1.28 1.58

9 9 8 4 2 260.0 6 280 -64.76 -1.34 1.65

10 10 9 4 2 220.0 6 280 -42.36 -0.88 0.66

11 11 10 4 2 860.0 6 280 -8.26 -0.17 0.14

12 8 7 4 1 200.0 6 250 43.22 1.12 1.06

13 7 13 4 3 400.0 6 250 47.37 1.23 2.50

14 5 12 3 0 620.0 6 280 55.71 1.15 3.01

15 11 15 0 4 340.0 6 280 43.71 0.90 1.07

16 15 16 0 4 60.0 6 280 31.21 0.65 0.10

17 12 13 3 0 1160.0 6 280 37.41 0.77 2.78

18 13 14 4 0 200.0 6 315 62.09 1.01 0.67

19 14 16 4 5 1120.0 6 200 -6.46 -0.26 0.60

20 14 17 5 0 340.0 2 250 57.05 1.13 2.80

21 17 18 5 0 550.0 2 200 32.05 0.99 4.64

22 18 19 5 0 985.0 2 150 19.25 1.06 13.54

23 19 20 5 0 375.0 2 150 -7.15 -0.39 0.71

24 20 21 5 0 680.0 2 150 -14.35 -0.79 5.20

25 16 21 0 5 1965.0 2 150 14.65 0.80 15.65

─────┴───┴───┴───┴───┴───────┴────┴─────┴─────┴────────┴──────┴───────

Сведения об узлах

─────────────────────────────────────────┬────────────────────────────

Исходные данные │ Pезультаты расчета

─────┬────────┬─────────┬────────┬───────┼────────┬────────┬──────────

N │ Q yз, │ Z земли,│ H треб,│ Ндоп,│ Z пьез,│ H расч,│ H избыт,

узла│ л/c │ м │ м │ м │ м │ м │ м

─────┼────────┼─────────┼────────┼───────┼────────┼────────┼──────────

1 -516.70 53.60 26.00 60 91.06 37.46 11.46

2 111.20 52.80 26.00 60 90.44 37.64 11.64

3 48.30 51.70 26.00 60 89.42 37.72 11.72

4 29.60 52.10 26.00 60 86.94 34.84 8.84

5 23.20 50.10 26.00 60 90.04 39.94 13.94

6 28.00 49.80 26.00 60 88.10 38.30 12.30

7 27.60 47.60 26.00 60 86.75 39.15 13.15

8 18.00 49.10 26.00 60 87.83 38.73 12.73

9 22.40 48.60 26.00 60 86.18 37.58 11.58

10 34.10 48.80 26.00 60 85.53 36.73 10.73

11 27.60 47.00 26.00 60 85.39 38.39 12.39

12 18.30 45.50 26.00 60 87.03 41.53 15.53

13 22.70 45.10 26.00 60 84.25 39.15 13.15

14 11.50 45.10 26.00 60 83.58 38.48 12.48

15 12.50 45.10 26.00 60 84.31 39.21 13.21

16 10.10 44.90 26.00 60 84.16 39.26 13.26

17 25.00 43.70 20.00 200 80.78 37.08 17.08

18 12.80 42.80 20.00 200 76.14 33.34 13.34

19 26.40 42.60 20.00 200 62.60 20.00 -0.00

20 7.20 42.20 20.00 200 63.31 21.11 1.11

21 0.30 43.00 20.00 200 68.51 25.51 5.51

─────┴────────┴─────────┴────────┴───────┴────────┴────────┴──────────

Спецификация труб

─────┬──────────┬──────────────────────────┬──────┬─────────

Тип │ Материал │ ГOСТ │ Dусл │ Lсум

труб│ │ │ мм │ м

─────┼──────────┼──────────────────────────┼──────┼─────────

2 Чугун 9583-75, ТУ 14-3-1247-83 150 4005.0

2 Чугун 9583-75, ТУ 14-3-1247-83 200 550.0

2 Чугун 9583-75, ТУ 14-3-1247-83 250 340.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 200 1120.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 250 600.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 280 4260.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 315 820.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 355 800.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 400 1550.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 450 400.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 630 800.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 710 360.0

─────┴──────────┴──────────────────────────┴──────┼─────────

15605.0

┌───┬─────┬─────┬─────┐

│ N │Zзeм.│Нтреб│Нрасч│ M г 1: 25000

│yз.│ # │ + │ * │

├───┼─────┼─────┼─────┤

│ 1│ 53.6│ 26.0│ 37.5│--------#-------------------------+-----------*

│ │ │ │ │ D= 710 мм, Q= 378.1 л/c, V= 1.21 м/c

│ │ │ │ │

│ 2│ 52.8│ 26.0│ 37.6│-------#-------------------------+-----------*

│ │ │ │ │ D= 630 мм, Q= 266.9 л/c, V= .98 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 3│ 51.7│ 26.0│ 37.7│------#-------------------------+-----------*

│ │ │ │ │ D= 400 мм, Q= 92.6 л/c, V= .93 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 4│ 52.1│ 26.0│ 34.8│-------#-------------------------+-------*

│ │ │ │ │ D= 355 мм, Q= 63 л/c, V= .81 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 11│ 47.0│ 26.0│ 38.4│--#-------------------------+-----------*

│ │ │ │ │ D= 280 мм, Q= 43.7 л/c, V= .9 м/c

│ │ │ │ │

│ 15│ 45.1│ 26.0│ 39.2│#-------------------------+------------*

│ │ │ │ │ D= 280 мм, Q= 31.2 л/c, V= .64 м/c

│ │ │ │ │

│ 16│ 44.9│ 26.0│ 39.3│--#----------------------------+--------------*

│ │ │ │ │ D= 150 мм, Q= 14.6 л/c, V= .8 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 21│ 43.0│ 20.0│ 25.5│#---------------------+-----*

│ │ │ │ │ D= 150 мм, Q=-14.4 л/c, V=-.79 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 20│ 42.2│ 20.0│ 21.1│#--------------------+-*

│ │ │ │ │ D= 150 мм, Q=-7.2 л/c, V=-.4 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 19│ 42.6│ 20.0│ 20.0│#---------------------*

│ │ │ │ │

Pасчет на случай . . . . . . . . . . . . . . . . .

──────┬─────────────────────────────────────────┬───────────┬─────────

N п/п│ Параметры, принятые в программе │Размерность│Значение

──────┼─────────────────────────────────────────┼───────────┼─────────

1 Верхняя граница экономических скоростей м/с 1.5

2 Минимальный условный диаметр труб мм 50

3 Коэффициент местных сопротивлений - 1.0

──────┴─────────────────────────────────────────┴───────────┴─────────

─────────────────────────────────────────────

Напор (Высота ВБ) в 1 узле - 41.89 м

─────────────────────────────────────────────

Cведения об участках

────────────────────────────────────────┬─────────────────────────────

Исходные данные │ Pезультаты расчета

─────┬───────┬───────┬───────┬────┬─────┼─────┬────────┬──────┬───────

N │N узла│N кол.│ Длина,│ Tип│Dcyщ,│Dpacч│ Q пyт,│ V, │ H,

уч.│нач│кон│лев│пр.│ м │труб│ мм │ мм │ л/c │ м/c │ м

─────┼───┼───┼───┼───┼───────┼────┼─────┼─────┼────────┼──────┼───────

1 1 2 0 1 360.0 6 710 423.37 1.36 0.75

2 2 3 0 1 800.0 6 630 312.17 1.15 1.34

3 3 4 0 2 1130.0 6 400 125.01 1.27 4.19

4 4 11 0 2 620.0 6 355 70.41 0.90 1.47

5 1 5 1 0 400.0 6 450 155.63 1.24 1.25

6 5 6 1 3 620.0 6 315 64.08 1.05 2.20

7 6 7 1 3 740.0 6 280 36.08 0.75 1.66

8 3 8 2 1 420.0 6 400 138.86 1.41 1.88

9 9 8 4 2 260.0 6 280 -75.53 -1.56 2.17

10 10 9 4 2 220.0 6 280 -53.13 -1.10 0.98

11 11 10 4 2 860.0 6 280 -19.03 -0.39 0.62

12 8 7 4 1 200.0 6 250 45.33 1.18 1.16

13 7 13 4 3 400.0 6 250 53.81 1.40 3.14

14 5 12 3 0 620.0 6 280 68.35 1.41 4.33

15 11 15 0 4 340.0 6 280 61.84 1.28 1.99

16 15 16 0 4 60.0 6 280 49.34 1.02 0.24

17 12 13 3 0 1160.0 6 315 50.05 0.82 2.66

18 13 14 4 0 200.0 6 315 81.16 1.33 1.08

19 14 16 4 5 1120.0 6 200 6.47 0.26 0.60

20 14 17 5 0 340.0 2 250 63.19 1.26 3.43

21 17 18 5 0 550.0 2 200 38.19 1.18 6.58

22 18 19 5 0 985.0 2 150 25.39 1.39 23.56

23 19 20 5 0 375.0 2 150 -1.01 -0.06 0.01

24 20 21 5 0 680.0 2 150 -8.21 -0.45 1.70

25 16 21 0 5 1965.0 2 150 20.71 1.14 31.27

─────┴───┴───┴───┴───┴───────┴────┴─────┴─────┴────────┴──────┴───────

Cведения об узлах

─────────────────────────────────────────┬────────────────────────────

Исходные данные │ Pезультаты расчета

─────┬────────┬─────────┬────────┬───────┼────────┬────────┬──────────

N │ Q yз, │ Z зeмли,│ H треб,│ Ндоп,│ Z пьез,│ H расч,│ H избыт,

узла│ л/c │ м │ м │ м │ м │ м │ м

─────┼────────┼─────────┼────────┼───────┼────────┼────────┼──────────

1 -579.20 53.60 10.00 60 95.49 41.89 31.89

2 111.20 52.80 10.00 60 94.74 41.94 31.94

3 48.30 51.70 10.00 60 93.42 41.72 31.72

4 54.60 52.10 10.00 60 89.23 37.13 27.13

5 23.20 50.10 10.00 60 94.25 44.15 34.15

6 28.00 49.80 10.00 60 92.04 42.24 32.24

7 27.60 47.60 10.00 60 90.40 42.80 32.80

8 18.00 49.10 10.00 60 91.54 42.44 32.44

9 22.40 48.60 10.00 60 89.37 40.77 30.77

10 34.10 48.80 10.00 60 88.39 39.59 29.59

11 27.60 47.00 10.00 60 87.76 40.76 30.76

12 18.30 45.50 10.00 60 89.92 44.42 34.42

13 22.70 45.10 10.00 60 87.26 42.16 32.16

14 11.50 45.10 10.00 60 86.18 41.08 31.08

15 12.50 45.10 10.00 60 85.78 40.68 30.68

16 35.10 44.90 10.00 60 85.59 40.69 30.69

17 25.00 43.70 10.00 200 82.75 39.05 29.05

18 12.80 42.80 10.00 200 76.16 33.36 23.36

19 26.40 42.60 10.00 200 52.60 10.00 -0.00

20 7.20 42.20 10.00 200 52.61 10.41 0.41

21 12.50 43.00 10.00 200 54.32 11.32 1.32

─────┴────────┴─────────┴────────┴───────┴────────┴────────┴──────────

Спецификация труб

─────┬──────────┬──────────────────────────┬──────┬─────────

Тип │ Материал │ ГOСТ │ Dусл │ Lсум

труб│ │ │ мм │ м

─────┼──────────┼──────────────────────────┼──────┼─────────

2 Чугун 9583-75, ТУ 14-3-1247-83 150 4005.0

2 Чугун 9583-75, ТУ 14-3-1247-83 200 550.0

2 Чугун 9583-75, ТУ 14-3-1247-83 250 340.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 200 1120.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 250 600.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 280 3100.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 315 1980.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 355 620.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 400 1550.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 450 400.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 630 800.0

6 ПНД 18599-2001, Тип С 710 360.0

─────┴──────────┴──────────────────────────┴──────┼─────────

15425.0

┌───┬─────┬─────┬─────┐

│ N │Zзeм.│Нтреб│Нрасч│ M г 1: 25000

│yз.│ # │ + │ * │

├───┼─────┼─────┼─────┤

│ 1│ 53.6│ 10.0│ 41.9│-------#---------+---------------------------*

│ │ │ │ │ D= 710 мм, Q= 423.3 л/c, V= 1.35 м/c

│ │ │ │ │

│ 2│ 52.8│ 10.0│ 41.9│-------#--------+----------------------------*

│ │ │ │ │ D= 630 мм, Q= 312.1 л/c, V= 1.14 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 3│ 51.7│ 10.0│ 41.7│------#--------+----------------------------*

│ │ │ │ │ D= 400 мм, Q= 125 л/c, V= 1.26 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 4│ 52.1│ 10.0│ 37.1│------#--------+------------------------*

│ │ │ │ │ D= 355 мм, Q= 70.4 л/c, V= .9 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 11│ 47.0│ 10.0│ 40.8│-#---------+--------------------------*

│ │ │ │ │ D= 280 мм, Q= 61.8 л/c, V= 1.27 м/c

│ │ │ │ │

│ 15│ 45.1│ 10.0│ 40.7│#--------+---------------------------*

│ │ │ │ │ D= 280 мм, Q= 49.3 л/c, V= 1.01 м/c

│ 16│ 44.9│ 10.0│ 40.7│--#----------+-------------------------------*

│ │ │ │ │ D= 150 мм, Q= 20.7 л/c, V= 1.13 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 21│ 43.0│ 10.0│ 11.3│#----------+*

│ │ │ │ │ D= 150 мм, Q=-8.3 л/c, V=-.46 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 20│ 42.2│ 10.0│ 10.4│#---------+*

│ │ │ │ │ D= 150 мм, Q=-1.1 л/c, V=-6E-002 м/c

│ │ │ │ │

│ │ │ │ │

│ 19│ 42.6│ 10.0│ 10.0│#----------*

12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ ОТМЕТОК И ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ
СВОБОДНЫХ НАПОРОВ

Вычисление пьезометрических отметок начинают с наиболее удаленной точки встречи потоков, в которой величину действительного свободного напора принимают равной требуемой . Величина зависит от этажности зданий в населенном пункте и принимается равной 25 м, для 5-этажного здания.
Для объектов водоснабжения на железнодорожной станции задается 20 м.
На случай пожаротушения величина требуемого свободного напора принимается 10 м во всех узлах.

Пьезометрическая отметка в точке встречи потоков составляет:

Для определения пьезометрических отметок в остальных узлах сети необходимо к пьезометрической отметке в диктующей точке прибавить потери напора на участке от этой точки до рассматриваемого узла. При этом следует перемешаться от узла к узлу в направлении против движения воды.

Результаты определения пьезометрических отметок и действительных напоров представлены на миллиметровой бумаге( чертеж 2). Маршрут профиля проходит через диктующую точку и диктующую точку пожара по направлению 1-2-3-4-11-15-16-21-20-19.

Для каждого расчетного случая оформляют схему сети с указанием отметок и величин действительных свободных напоров для всех узлов.

При построении профиля отметки поверхности земли Z₃ узловых точек снимают с плана населенного пункта и железнодорожной станции. Отметки требуемого свободного напора тметки требуемого свободного напора и вычисляют по формам:

Значения и берутся с расчетных схем.
Отметка низа трубы определяется по формулеУклон трубы соответствует уклону поверхности земли по направлению к выпуску.

13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Бак водонапорной башни должен содержать регулирующий объем и неприкосновенный запаc воды на противопожарные нужды в количестве, необходимом на 10-ти минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара. Полный объем бака башни определяют по формуле:

Регулирующий объем бака водонапорной башни определяется путем совмещения графиков водопотребления и подачи воды насосами. Методика определения подробно рассмотрена в П.5.

Объем бака для хранения противопожарного запаса определяется по формуле:

Где:
– максимальный расход воды на тушение одного наружного пожара л/с. (принимается 25 л/с)
– расход воды на тушение одного внутреннего пожара л/с. (принимается 5 л/с.)

После определения полного объема бака принимаем типовую башню объемом 600м³ со следующими параметрами:
диаметр бака:
высота бака:

Строительная высота бака

Где:
0,25 – величина, предусматривающая осадок в башне, м;
0,2 – величина превышения бортов бака над уровнем воды, м.

Отметку максимального уровня воды в башне Z_maxВБ определяют по формуле:

м.

К установке принимаем типовую водонапорную башню со следующими параметрами:
Объем бака: 600 м³
Диаметр: 11 м
Высота бака: 7,2 м

14. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СП 31.13330.2012. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 56с. Шевелёв Ф.А., Шевелёв А.Ф. Таблицы для гидравлического расчёта водопроводных труб: Справочное пособие. – М.: Стройиздат, 1996. – 116 с. Якубчик П.П.Водопроводная сеть. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности «Водоснабжение и водоотведение» - СПб. ПГУПС. 2002. – 60 с.

Якубчик П.П. Конспект лекций. Водоснабжение. Водопроводные сети населенных мест –СПб. ПГУПС. 2008. – 122