МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

по дисциплине:

«Водоснабжение и водоотведение»

 

Выполнил: студент гр. С-3-167 Гуляев А.В.

Проверил: Лебедева И.В

 

 

Ростов-на-Дону

2013г

 

Содержание

 

1. Исходные данные для расчета стр. 3-4

2. Расчет тупиковой части сети водопровода:

а) Определение расчетных расходов воды на каждом участке сети стр. 5

б) Определение диаметров труб стр. 5-7

в)Выбор магистрального направления трубопроводов и определение расхода и напора в начальной точке тупиковой сети стр. 7

3. Расчет кольцевой части сети водопровода:

а) Определение расчетных суточных расходов воды стр. 8

б) Определение расчетных секундных расходов воды стр. 8-10

в) Подготовка магистральной сети к гидравлическому расчету стр. 10-12

г) Определение диаметров водопроводной сети стр. 12-13

д) Гидравлический расчет сети на случай максимального водоразбора стр. 13-15

ж) Определение высоты водонапорной башни стр. 16

е) Гидравлический расчет напорного водовода стр. 17

з) Определение требуемых подачи и напора насосов станции II подъема, подбор типа насосов стр. 17-18

Список использованной литературы стр. 19

 

 

1. Исходные данные для расчета

Требуется произвести расчет системы водоснабжения населенного пункта и железнодорожной станции.

 

Схема водоснабжения (рис. 1)

Из подземного резервуара 1 вода насосной станцией 2 перекачивается в водонапорную башню 3, из которой поступает в кольцевую водопроводную сеть 3-4-5-6-3, снабжающую водой населенный пункт и водопотребителей железнодорожной станции. В точке 4 кольцевой сети присоединен тупиковый водопровод, питающий водой водоразборные колонки 7, 8, 9, 10, 11 близлежащего поселка с одноэтажной застройкой.

В точках 4, 5, 6 производится отбор воды следующими потребителями:

точка 4 — пассажирское здание, краны для заправки пассажирских вагонов;

точка 5 — локомотивное депо; точка 6 — промышленное предприятие.

Потребление воды населением и на поливку улиц и зеленых насаждений равномерно распределено по длине кольцевой сети.

Противопожарное водоснабжение осуществляется пожарными машинами с прицепными автоцистернами.

Кольцевая сеть

1. Площадь жилой застройки

Р= 4(500+N) (800+N) м², если Ш˂100; Ш=28

Р= 4(500+28)(800+28)=1748736 м² =174,87 Га.

2. Плотность населения Р = 100+28=128 чел/Га,

3. Этажность застройки N=4 этажа.

4. Степень благоустройства районов жилой застройки n = 2, застройка здания оборудованная внутренним водопроводом и канализацией с ванными и местными водонагревательными приборами. Норма хозяйственно-питьевого потребления в населенных пунктах на одного жителя q_ж = 0,20.

5. Максимальные суточные расходы, воды следующими водопотребителями;

а) пассажирским зданием 28 м³/сутки;

б) локомотивным депо 800+N = 828 м³/сут;

в) пассажирскими вагонами: на станции ежедневно заправляются водой

100+N, если N˂100; 128 вагонов.

г) промышленным предприятием 2000+N=2028 м3/сут.

6. Длина участков водопроводных линий:

водовод 2-3 200+N=228 м;

участки 3-4; 5-6 800+N=528 м;

участки 4-5; 6-3 500+N=828м;

7. Отметка земли в точках: точка 1 z₁=N=28 м;точка 2 z₂=6+N=34 м;

точки 3, 4, 5, 6 z₃=z₄=z₅=z₆= 25+N=53 м.

Тупиковая сеть.

1. Максимальные секундные расходы в точках 7, 8, 9, 10 q₇=q₈=q₉=q₁₀= 2,8 л/с.

2. Свободный напор в точках 7, 8, 9, 10, 11 Н=10 м вод.ст.

3. Длины участков линий водопроводной сети:

участок 4-7 l_4-7= 400+N=428 м, если N˂ 100; участок 7-8 l_7-8 =150+N=128м, если N˂100;участки 7-10, 8-9, 8-11 l_7-10=l_8-9=l_8-11= 100+N=128 м.

4. Отметка земли в точках:

точка 9z₉=32+N=60 м;точки 7, 8, 10, 11z₇=z₈=z₁₀=z₁₁=30+N=58 м.

 

2. Расчет тупиковой части сети водопровода

Известны максимальные секундные расходы, свободные напоры н отметки земли в точках сети 7, 8, 9, 10, 11; заданы длины всех участков 4—7; 7—8; 8—9; 7—10; 8—11 (рис. 2,а).

 

 

Рис. 2.a

 

Требуется определить необходимые расход воды и напор в точке 4, которые позволят обеспечить водой потребителей тупиковой сети.

Расчет выполняется в следующем порядке.

а) Определение расчетных расходов воды на каждом участке сети.

Расчетный расход на участке равен сумме узловых расходов, расположенных за данным участком (по направлению движения воды). Так, расход воды на участке 7-10 равен расходу узла 10, т. е. q_7-10=q₁₀= 2,8; q_8-11=q₁₁= 2,8; q_8-9=q₉= 2,8;расход воды на участке 7-8 равен сумме узловых расходов в точках 8, 9, 11, т. е. q_7-8=q₈+q₉+q₁₁= 8,4;

q_4-7=q₈+q₉+q₁₀+q₁₁= 14

б) Определение диаметров труб.

После определения расчетных расходов воды на каждом участке приступают к гидравлическому расчету сети. Из гидравлики известно, что расход воды

Q=ω·υ;,

где ω — площадь поперечного сечения трубы; для труб круглого сечения ω= ;

Эта формула показывает, что диаметр труб зависит не только от расхода, но и от скорости. Уменьшение скорости приводит к увеличению диаметра труб, т. ё. к завышению строительной стоимости водопроводной сети.

Увеличение же скорости воды в трубах вызовет возрастание потерь напора в гидравлических сопротивлениях, для преодоления которых потребуются насосы,большей мощности, т. е. появятся излишние затраты электроэнергии, что приведет к увеличению эксплуатационных затрат.

Задача определения диаметра труб только по расходу останется неопределенной до тех пор, пока не будет задана скорость движения воды. Чем же руководствоваться при выборе скорости?

При определении диаметров труб сети следует принимать такие скорости, которые при данных местных условиях обеспечивали бы наиболее выгодное в технико-экономическом отношении решение. Технико-экономический расчет сети позволяет найти величины экономически наивыгоднейших скоростей. А зная их, легко определить экономически наивыгоднейший диаметр труб.

Обычно при определении диаметра труб пользуются таблицами для гидравлического расчета водопроводных труб, составленными проф. Ф. А. Шевелевым, в которых приводятся значения расходов Q, диаметров d, соответствующих им скоростей движения воды υ и потерь напора на 1000 м длины трубопровода — l000 i.

В табл. 3 приводятся выдержки из таблиц Шевелева Ф. А., пользуясь которыми, по заданному расчетному расходу можно сразу определить экономически наивыгоднейший диаметр трубы и соответствующие ему скорость течения воды и потери напора на единицу длины трубопровода. Так, при расходе от 1 до 3,1 л/с рекомендуется назначать диаметр трубы 50 мм, причем скорости будут соответственно изменяться от 0,31 до 0,96 м/с.

При расходе от 3,2 до 4,1 л/с экономически наивыгоднейшим считается диаметр 60 мм, скорости соответственно будут изменяться от 0,83 до 1,07 м/с и т. д.

Зная расчетные расходы на участках и пользуясь табл. 3, переписывают значение диаметров, скоростей и потерь напора на единицу длины трубопровода в расчетную табл. 1 и вычисляют потери напора на каждом участке сети по формуле:

h = il,

где i — потери напора на единицу длины трубопровода или гидравлический уклон;.

l — длина участка.

 

Номер участка	Расход q, л/с	Диаметр d,мм	Скорость υ, м/с	Гидравлический уклон i	Таблица 2.1 Длина l,м	Потери напора hw=i·l, м
4-7			1,01	0,0154		6,59
7-8	8,4		0,82	0,0129		2,29
8-9	2,8		0,87	0,033		4,224
7-10	2,8		0,87	0,033		4,224
8-11	2,8		0,87	0,033		4,224

 

Результаты вычислений (расходы воды, диаметры труб, экономически наивыгоднейшие скорости и потери напора) наносят на соответствующие участки схемы тупиковой сети (рис. 2,б).

 

 

Рис. 2.б

 

в)Выбор магистрального направления н определение расхода и напора в начальной точке тупиковой сети (точка 4).

Назначают магистральную линию. За магистраль принимается трубопровод, соединяющий начальную точку тупиковой сети (точка 4) с наиболее удаленной и высокорасположенной точкой, имеющей наибольший расход. Так как расходы воды в точках 9, 10, 11 одинаковые и длины участков 8-9; 7-10; 8-11 равны, то выбирают наиболее высокорасположенную точку. Такой точкой является точка 9. Следовательно, магистральной линией тупиковой сети является трубопровод 4-7-8-9.

Определяют расход q₄ и напор Н₄, которые необходимо создать в точке 4, чтобы обеспечить бесперебойную работу сети в случае максимального водопотребления.

Расход в точке 4:

q₄=q₇+q₈+q₉+q₁₀+q₁₁= 14л/с,

где q₇; q₈; q₉; q₁₀; q₁₁ — соответственно расходы в точках 7, 8, 9, 10, 11 сети.

Определяем напор в точке 4, который необходимо создать в точке 4 для обеспечения безнапорной работы сети в случае её максимального водопотребления

H₄=H₉+∑h_w+z₉-z₄= 10+13,11+60-58=25,11 м,

где H₉­– свободный напор в точке 9, H₉= 10 м.вод.ст.;

∑ h_w – потери напора в магистральном трубопроводе;

∑ h_w=h_w4-7+h_w7-8+h_w8-9= 3,88+2,38+2,48=13,11 м,

где h_w4-7; h_w7-8; h_w8-9 - потери напора на соответствующих участках магистрали;

z₉, z₄ - отметки земли соответственно в точках 9, 4.

3. Расчет кольцевой сети

 

а) Определение расчетных, суточных расходов воды.

Расчетные суточные расходы воды для населенного пункта, расположенного по кольцу, определяются, по нормам хозяйственно-питьевого водопотребления [2], выдержки из которых приводятся в табл. 2, и численности населения. Причем верхние пределы норм относятся к районам с холодным климатом, нижние — к районам с теплым, климатом, Для центральных районов европейской части СССР берут средние значения норм водопотребления.

Расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений следует принимать в пределах 0,050—0,090 м3/сут. на одного жителя.

Норма расхода на заправку одного цельнометаллического вагона 0,72 м3/сут.

Средний суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения определяется в м³ по формуле

Q _{сут.макс}= q _ж PF,

где q _ж— норма водопотребления, принимаемая по табл. 2, м³/сут;

Р — плотность населения, чел./га;

F — площадь жилой застройки, м².

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления в м³ вычисляется по формуле

Q _{cyт. макс}= KQ _cyт._ср,

где К — коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, следует принимать

К =1,1-1,3.

Суточный расход воды населенного пункта на железнодорожной станции определяется как сумма расходов на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Вычисление суточных расходов рекомендуется вести в табличной форме (табл.2).

б) Определение расчетных секундных расходов.

Расчётные секундные расходы воды определяются в л/сдля отдельных пунктов водопотребления - поселка, пассажирского здания, локомотивного депо, кранов для заправки пассажирских вагонов водой. Но при этом следует учитывать, что одни водопотребители работают круглосуточно, а другие — неполные сутки. Населенный пункт, пассажирское здание, локомотивное депо действуют круглосуточно. Неполные сутки работают краны для заправки пассажирских вагонов, а также не круглосуточно производится поливка улиц, и зеленых насаждений.

Секундный расход круглосуточно работающих пунктов водопотребления определяется в л/с по формуле

q =

где К_ч - коэффициент часовой неравномерности, учитывающий колебания расходов воды в течение суток, следует принимать для локомотивного депо, промышленного предприятия К _ч =1,2, для пассажирского здания и населенного пункта К _ч =1,5;

Q _{сут.макс} -суточный расход воды в сутки наибольшего водопотребления, м³/сут.;

86400 - количество секунд в сутках.

q _{локом. депо}= =11,5 л/с; q _{пасажир.здание}= =0,49 л/с;

q _{пром.предпр.} = = 28,17 л/с; q _{нас.пункт}= = 93,26 л/с.

Расчетные секундные расходы периодически действующих пунктов водопотребления вычисляются в л/с по формуле

q= ,

где Q _макс- расход воды пунктом водопотребления в м³ за промежуток времени Т, ч;

3600 — количество секунд в часе.

Продолжительность, работы поливочных кранов принимают 6 ч в сутки; время заправки состава из 15 вагонов — 0,2 ч.

q _{вагонов} = = 18,07 л/с; q _{полив.улиц} = = 74,6 л/с.

 

 

Таблица 3.1

Наименование предприятия	Единица измерения потребителя	Количество потребителей	Норма водопотребления, м3/сут.	Суточный расход, м3/сутки
среднесуточный	в сутки наибольшего водопотребления
Пассажирское здание	здание		-	23,3
Локомотивное депо	депо		-	636,9
Заправка вагонов водой	вагоны		0,72	92,16	110,59
Промышленное предприятие	предприятие		-
Населенный пункт	жители	22383,36	0,20	4476,7	5372,04
Поливка улиц и зеленых насаждений	жители	22383,36	0,06	1343,0	1611,6

∑ = 9978,2

в) Подготовка магистральной сети к гидравлическому расчету.

Для расчета водопроводной сети необходимо наметить расчетную схему подачи воды из сети потребителям. Расчетная схема в произвольном масштабе приводится в контрольной работе (рис.3,а).

 

 

Рис. 3.а

 

При расчете сети ее разбивают на отдельные участки. Начальные и конечные точки каждого участка обозначают, номерами и называют их узлами, а расстояние между ними –расчетными участками.. Узлы назначаются во всех точках, где имеются сосредоточенные расходы. Сосредоточенным расходом называется расход воды отдельными крупными потребителями (промышленное предприятие, локомотивное депо, пассажирское здание, краны для заправки вагонов и т.д.).

Прежде чем приступить к гидравлическому расчету сети, на расчетную схему в соответствующих ее точках наносятся все сосредоточенные расходы.

Весьма сложную картину представляет водоразбор в населенном пункте. При расчете принимают упрощенную схему водоразбора, считая, что вода расходуется равномерно на всем протяжении водопроводной сети, т. е. что «а каждом погонном метре трубопровода в любой его части разбирается в течение одной секунды одинаковое количество воды. Расход, приходящийся на 1 пог. м сети, называется удельным расходом.

Удельный расход определяется, как отношение суммы расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения и на поливку улиц и зеленых насаждений к длине всех участков водопроводной сети (л/с на 1 пог. м).

q _уд. = ,

где q_{x п} - максимальный секундный расход; воды на нужды населения, л/с;

q _пол -секундный расход на поливку, л/с;

q _уд = = 0,0619 л/с на 1 пог. м

Σl - сумма длин всех участков водопроводной сети, м.

Σl = l_3-4 + l_3-6 + l_4-5 + l_5-6 = 828+828+528+528 = 2712 м.

Зная удельный расход, можно определить расход воды, забираемый на каждом расчетном участке, или так называемый путевой расход, который равен произведению удельного расхода на длину расчетного участка сети,

q _п= q _уд l,

где l - длина участка, м.

q _{п 3-4, 4-5} = 0,062×528 = 32,6832 л/с; q _{п 3-6, 5-6} = 0,062×828= 51,6553 л/с.

Расчеты следует вести в табличной форме (табл.3.2).

Таблица 3.2

Номер участка	Длина участка l,м	Удельный расход q уд л/сна 1 пог./м	Путевой расход q п л/с
3-4 4-5 5-6 6-3		0,0619 0,0619 0,0619 0,0619	51,25 32,68 51,25 32,68

Σ=167,87

Проверка правильности вычисления путевых расходов производится по формуле

Σ q _п = q_{x п} + q _пол.

Σ q _п = 93,26 + 74,6 = 167,87л/с

Далее равномерно распределенные путевые расходы заменяют сосредоточенными расходами. Сосредоточенный расход в каждом узле сети будет равен полусумме путевых расходов всех участков, примыкающих к данному узлу,

q_узл = 0,5 Σ q _п,

q_узл = 0,5×167,87 = 83,93 л/с.

Но так как в каждом узле сети имеется еще сосредоточенный расход (депо или промышленное предприятие, или пассажирское здание и т. д.), то общий расход воды, забираемый в узле,

q _узл= q _соср+ 0,5 Σ q _п.

Результаты вычислений узловых расходов записывают в табличной форме (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Номер узла	Номера прилегающих к узлу участков	Сумма путевых расходов на прилегающих участках Σ q п, л/с	Сосредоточенный расход q соср, л/с	Узловой расход q узл= q соср+ 0,5 Σ q п, л/с
	3-4; 3-6 4-3; 4-5 5-4; 5-6 6-3; 6-5	83,93 83,93 83,93 83,93	- 18,56 11,5 28,17	41,96 60,52 53,46 70,13

 

 

Вычисленные значения узловых расходов наносятся на расчетную схему водопроводной сети (рис. 3,б).

 

Рис. 3.б

 

г) Определение диаметров водопроводной сети.

На расчетной схеме водопроводной сети ориентировочно намечают желательное распределение расходов воды как по величине, так и по направлению. При этом подача транзитных расходов для питания удаленных районов и для более крупных водопотребителей должна производиться кратчайшими путями.

Задавшись направлением движения потоков воды по отдельным участкам кольца, намечают так называемую «точку встречи» потоков, ту точку, к которой вода подается с двух противоположных направлений. Для рассчитываемого кольца точку встречи потоков можно наметить в узле 5, т. е. поток воды в точке 3 разветвляется на две части и идет по двум ветвям: ветви 3-4-5 (движение воды происходит по часовой стрелке) и ветви 3-6-5 (движение воды - против часовой стрелки). В точке 5 происходит встреча потоков.

Далее определяют расчетные расходы воды по участкам сети, исходя из условия, что суммарный приток воды к узлу со всех направлений равен сумме расчетных расходов участков, питаемых из данного узла, плюс расход воды, забираемый в данном узле, т. е..

q_3-4= q₄ + q_4-5 = 60,53 + 26,74 = 87,27 л/с; q_4-5 = 0,5 q₅ = 0,5×53,46 = 26,74 л/с;

q_3-6 = q₆ + q_5-6 = 70,13 + 26,74 = 96,87 л/с; q_5-6 = 0,5 q₅ = 0,5×53,46 = 26,74 л/с.

где q_3-4;q_4-5;q_3-6;q_5-6 - расчетные расходы воды соответственно на участках сети 3-4; 4-5; 3-6; 5-6;

q₄, q₅, q₆ - узловые расходы воды соответственно в точках 4, 5, 6.

Установив в первом приближении расходы воды на всех участках сети, по величине расчетного расхода и экономически наивыгоднейшей скорости подбирают диаметр труб (см.табл. 3) и наносят их на расчетную схему (рис. 3,б).

При выборе диаметра труб следует помнить о взаимозаменяемости линий в случае аварии на одном из участков сети и возможности пропуска необходимого расхода по другим линиям сети.

Поэтому на участках 4-5 и 6-5 по конструктивным и эксплуатационным соображениям следует назначать диаметры не менее 125—150 мм.

д) Гидравлический расчет сети на случай максимальноговодоразбора.

При питании водопроводной сети из водонапорной башни сеть рассчитывают на случай подачи воды в момент максимального хозяйственного водоразбора, когда потери напора в сети:имеют наибольшую величину.

Гидравлический расчет сводится ю определению потерь напора в сети. Зная расчетные расходы-воды на участках и диаметры труб, по табл. 3 определяют потери напора на единицу длины трубопровода i и далее вычисляют потери напора на всем участке.

h_w = il,

где i - потери напора на единицу длины трубопровода или гидравлический уклон;

l -длина расчетного участка, м.

h_{w 3-4} = 0,0064×828 = 5,29 л/с; h_{w 4-5} = 0,0147×528 = 7,76 л/с;

h_w3-6 = 0,0079×528 = 4,17 л/с; h_w6-5= 0,0147×828= 12,17 л/с.

Далее вычисляют потери напора на участках, где движение воды осуществляется по часовой стрелке,

h _3-4-5= h_3-4 + h_4-5 = 5,29 +7,76 = 13,05 м

и против часовой стрелки

h _3-6-5= h_3-6 + h_5-6 = 4,17 + 12,17 = 16,34 м,

где h_3-4; h_4-5;h_3-6; h_5-6 - потери напора соответственно на участках 3-4; 4-5; 3-6; 5-6.,

Если расчетные расходы, в ветвях кольца намечены правильно, то сумма потерь напора при движении воды по часовой стрелке h _3-4-5 должна быть равна сумме потерь напора при движении воды против часовой стрелки h _3-6-5 или

h_3-4 + h_4-5= h_3-6 + h_5-6

5,29 +7,76 = 4,17 + 12,17

Если потери напора брать со знаком плюс на тех участках, на которых направление движения потока совпадает с направлением движения часовой стрелки, а со знаком минус на тех участках, на которых движение потока направлено против часовой стрелки, то условие равенства потерь напора в ветвях кольца может быть выражено так: алгебраическаясумма потерь напора по всей длине кольца равна нулю

h_3-4 + h_4-5 -h_3-6-h_5-6 = 0

5,29 +7,76 – 4,17 – 12,17 = 3,29

или в общем виде

Σ h = 3,29.

Однако ввиду того, что первоначальные расчетные расходы по линиям сети были назначены с гидравлической точки зрения произвольно, а диаметры подобраны по экономическим соображениям, чаще всего оказывается, что алгебраическая сумма потерь напора в кольце по расчетам не равна нулю, чего не может быть в действительности.. Это.указывает на то, что расходы на участках сети при принятых диаметрах были установлены неверно. В таких случаях необходимо увязать кольцевую сеть, а именно найти такое (правильное) распределение расходов по участкам сети, при котором алгебраическая сумма потерь напора в кольце равнялась бы нулю, или допустить некоторую погрешность, считая сеть увязанной, если алгебраическая сумма потерь напора в кольце не превышает величину невязки ∆ h = 0,3-0,5 м.

Чтобы увязать сеть (найти истинные расходы по линиям), следует перебросить часть первоначально принятого расчетного расхода из перегруженной ветви, где потери напора большев недогруженную. Для соблюдения баланса расхода в узлах (приток воды к узлу должен оставаться равным оттоку) необходимо исправить расход в обеих ветвях на одинаковую величину, т. е. если в недогруженной ветви расчетный расход увеличивают на величину ∆ q, то на эту же величину ∆ q следует уменьшить расход в перегруженной ветви.

Если после нового распределения расходов невязка ∆ h окажется больше допустимого значения (0,3-0,5 м), то производится вторичное перераспределение расходов, аналогичное предыдущему, вновь вычисляется невязка ∆ h и определяется увязочный расход ∆ q, на который следует изменить расчетные расходы воды. Если при вторичном перераспределении расходов невязка вновь будет превышать допустимое значение, то производят третье уточнение расчетных расходов и вычисление невязок и т. д. до тех пор, пока не будет правильно определен увязочный расход ∆ q, найдено истинное распределение расходов в сети и алгебраическая сумма потерь напора в кольце не будет превышать допустимую величину невязки.

Только в этом случае гидравлический расчет кольцевой сети можно считать законченным. Таким образом, при увязке сети важно правильно определить величину увязочного расхода ∆ q. Величину увязочного расхода рекомендуется вычислять по формуле

∆ q = ,

где ∆ h - величина невязки в кольце, м;

h_w - потеря напора в n -м участке сети, м;

h_w = i _п l _п;

i _п -потери напора на единицу длины в n -м участке;

l _п -длина n -го участка, м;

q _n- расход воды на n -м участке, м³/с;

n- число расчетных участков в кольце.

Найденный увязочный расход ∆ q вычитается от расчетных расходов на перегруженных участках сети и прибавляется к расходам на недогруженныхучастках.

Таблица 3.4

Если невязка положительна (+∆ h), это означает, что участки сети с движением воды по часовой стрелке перегружены и на этих участках от расчетных расходов следует отнимать величину увязочного расхода ∆ q, а участки с движением воды против часовой стрелки недогружены на этих участках к расчетным расходам следует прибавлять увязочный расход. Все расчеты следует вести в табличной форме (табл. 3.4).

Номер участка	l, м	d, мм	Предварительное распределение расходов
q,л/с	i	hw = il,м
3-4 4-5 3-6 6-5			87,27 26,74 96,87 26,74	0,0064 0,0147 0,0079 0,0147	5,29 7,76 4,17 12,17

∆ h =3,29

Так как невязка ∆ h оказалась больше допустимого значения (0,3-0,5 м),то производим вторичное перераспределение расходов

1е исправление

h/q	∆ q = ,	q1=q+(-)∆ q, л/с	i1	h1=i1l,м
60,62	1,936	89,2	0,00674	6,1272
290,2	1,936	28,67	0,0169	8,9232
43,05	-1,936	94,94	0,00748	3,9494
455,12	-1,936	24,81	0,0132	10,92

∆ h =0,181

 

 

е)Определение высоты водонапорной башни.

Высота водонапорной башни (до низа бака) определяется по формуле

H_б = z + H _св +∑ h – z₃,

где z - отметка земли в диктующей точке, z₄, z₅, z₆ = 53 м;

Н _св - потребный свободный напор, для потребителей в диктующей точке, H _св = 22 м;

∑ h - сумма потерь напора в магистрали на пути от водонапорной башни до диктующей точки, ∑ h₄ = ∑ h_3-4 = 6,12 м, ∑ h₅ = ∑ h_3-4 + ∑h_4-5 = 6,12 + 8,92 = 15,04 м,

∑ h₆ = ∑ h_3-6 = 3,94 м;

z ₃ - отметка земли у водонапорной башни в точке 3, z ₃ = 53 м.

H_б4 = 53-22 + 6,12 – 53= 28,12 м; H_б5 = 53 -22 + 6,12 + 8,92 - 53= 37,04 м;

H_б6 = 53– 22 + 3,94 – 53 = 25,94 м.

Диктующей точкой в кольцевой сети является та точка, для которой высота водонапорной башни будет максимальной. При выборе диктующей точки следует учесть отметки земли в точках 4, 5, 6, узловые расходы и необходимые свободные напоры в них.

Величины свободных напоров выбираются в зависимости от этажности застройки населенного пункта: 

при одноэтажной H _св = 10м;

при большей этажности добавляется 4 м на каждый этаж.

Следует учесть, что узел 4 снабжает водой предприятия и населенный пункт, расположенные по кольцу в районе точки 4, и в то же время он является источником питания тупиковой сети.

Для определения свободного напора в точке 4 следует сначала вычислить величину напора, необходимого для снабжения водой населенного пункта, питающегося от кольцевой сети, с учетом этажности застройки, и сравнить полученное значение с величиной напора H₄ необходимого для витания тупиковой сети (H₄ - определено при расчете тупиковой сети). И из этих двух значений выбрать наибольший напор. Он и будет являться свободным напором в узле 4.

Этажность застройки населенного пункта, питающего от кольцевой сети, - 4 этажа и H _св= 10 + 3·4 = 22 м, а для питания тупиковой сети необходим свободный напор Н ₄ = 25,11 м. Из двух значений напоров 22 м и 25,11 м следует выбрать наибольшее значение –

H _св= 25,11м.

 

 

ж) Гидравлический расчет напорного водовода.

По напорному водоводу (участок 2-3) вода перекачивается насосной станцией 2 в водонапорную башню 3. Для обеспечения бесперебойной подачи водовод обычно устраивается из нескольких линий (не менее двух работающих параллельно).

Водовод рассчитывается на пропуск максимального суточного расхода по всем линиям. Секундный расход по одной линии определяется в л/с по формуле

q = ,

где Q _макс - максимальный суточный расход, м³/сут, Q _макс = 9978,2 м³/сут;

Т - продолжительность работы насосов в сутки, ч;обычно принимают Т = 22-23 ч;

n - число линий водовода, n = 2.

q = = 62,99л/с.

Зная секундный расход и руководствуясь экономически наивыгоднейшей скоростью, по табл. 3 определяют диаметр водовода.

з)Определение требуемых подачи и напора насосов станции II подъема, подбор типа насосов.

Требуемая суммарная производительность насосов q _тр равна максимальному секундному расходу всех линий водовода.

Требуемый напор насоса определяется по формуле

H _тр = H _г + ∑ h,

где H _г - геометрическая высота подачи воды; ∑ h - потери напора в одной из параллельных линий водовода.

H _тр = 45,04 + 1,29 = 46,33 м.

Геометрическая высота подачи вычисляется по формуле

H _г= z₃ +H_б + h_б – z₁,

где z₃- отметка земли у водонапорной башни (точка 3), z₃ = 53 м;

H_б- высота башни, H_б = 15,04 м; h_б - высота бака башни, принимаемая от 4 до 5 м;

z₁- отметка уровня воды в подземном резервуаре (точка 1), z₁ = 42 м.

H _г = 53 + 15,04 + 5 – 28 = 45,04 м.

Потери напора в водоводе определяются для одной линии при максимальном расчетном расходе воды по этой линии по формуле

∑h = 1,1 il,

где i - потери напора на единицу длины водовода (гидравлический уклон), определяемые по расходу, экономически наивыгоднейшей скорости и диаметру (табл. 3), i = 0,00516;

l - длина одной линии водовода, l = 228 м.

1,1 - коэффициент, учитывающий величину местных сопротивлений и сопротивление всасывающей линии.

∑h = 1,1·0,00516·228 = 1,29 м.

Насос подбирается по каталогу в зависимости от требуемых расходов q _тр и напора H _тр (см. приложение).

 

 

Список использованной литературы

1. Калицун В. И., Кедров В. С., Ласков Ю. М., Сафонов П. В. Гидравлика, водоснабжение и канализация. М.: Стройиздат, 1980.

2. СНиП. 2.04.02.84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М., 1985.

3. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. М.: Стройиздат, 1984.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ