Гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта

[Введите текст]

Противопожарное водоснабжение — это совокупность мероприятий по обеспечению водой различных потребителей для тушения пожара. Проблема противопожарного водоснабжения одна из основных в области пожарного дела. Современные системы водоснабжения представляют собой сложные инженерные сооружения и устройства, обеспечивающие надежную подачу воды потребителям. С развитием водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий улучшается их противопожарная защита, так как при проектировании, строительстве, реконструкции водопроводов учитывается обеспечение не только хозяйственных, производственных, но и противопожарных нужд. Основные противопожарные требования предусматривают необходимость поступления нормативных объемов воды под определенным напором в течение расчетного времени тушения пожаров.

По назначению водопроводы разделяются на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные. В зависимости от напора различают противопожарные водопроводы высокого и низкого давления. В противопожарном водопроводе высокого давления в течение 5 мин после сообщения о пожаре создают напор, необходимый для тушения пожара в самом высоком здании без применения пожарных машин. Для этого в зданиях насосных станций или в других отдельных помещениях устанавливают стационарные пожарные насосы.

В водопроводах низкого давления во время пожара для создания требуемого напора используют пожарные насосы, которые подключают к пожарным гидрантам с помощью всасывающих рукавов.

В водопроводах высокого давления вода к месту пожара подается по рукавным линиям непосредственно от гидрантов под напором от стационарных пожарных насосов, установленных в насосной станции.

Все сооружения водопровода проектируют так, чтобы во время эксплуатации они пропускали расчетный расход воды для пожарных нужд при максимальном расходе воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Кроме того, в резервуарах чистой воды и водонапорных башнях предусматривают неприкосновенный запас воды для тушения пожаров, а в насосных станциях второго подъема устанавливают пожарные насосы.

Насосно-рукавные системы, которые собирают при тушении пожаров, также являются элементарными противопожарными водопроводами высокого давления, состоящими из источника водоснабжения, водоприемника (всасывающей сетки), всасывающей линии, объединенной насосной станции первого и второго подъема (пожарного насоса), водопроводов (магистральных рукавных линий), водопроводной сети (рабочих рукавных линий).

Водонапорные башни предназначены для регулирования напора и расхода в водопроводной сети. Их устанавливают в начале, середине и в конце водопроводной сети. Водонапорная башня состоит из опоры (ствола), бака и шатра-устройства, предохраняющего бак от охлаждения и замерзания в нем воды. Высоту башни определяют гидравлическим расчетом с учетом рельефа местности. Обычно высота башни 15…40 м.

Вместимость бака зависит от размера водопровода, его назначения и может колебаться в широких пределах: от нескольких кубометров на маломощных водопроводах до десятков тысяч кубометров на крупных городских и промышленных водопроводах. Размер регулирующей емкости определяют в зависимости от графиков водопотребления и работы насосных станций. Кроме того, включают неприкосновенный пожарный запас для тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров в течение 10 мин. Бак оборудуют нагнетательной, разборной, переливной и грязевой трубами. Часто нагнетательную и разборную трубы объединяют.

Разновидностью водонапорных башен являются водонапорные резервуары, которые предназначены не только для регулирования напора и расхода в водопроводной сети, но и для хранения противопожарного запаса воды для тушения пожаров в течение 3 ч. Резервуары располагают на возвышенных местах.

Водонапорные резервуары и башни включают в водопроводную сеть последовательно и параллельно. При последовательном включении через них проходит вся вода от насосных станций. В этом случае нагнетательную и разборную трубы не объединяют, и они работают раздельно. При минимальном водопотреблении излишки воды накапливают в резервуаре или в баке, а при максимальном этот запас направляют в водопроводную сеть.

При параллельном включении в водопроводную сеть в резервуары и баки поступает излишек воды (при минимальном водопотреблении), а при максимальном водопотреблении его направляют в сеть. В данном случае нагнетательный и разводящий трубопроводы могут быть объединенными. Для контроля уровня воды в баках и резервуарах предусматривают измерительные устройства.

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения подразделяются на городские, поселковые, а также промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и др.

По виду используемых природных источников различают водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников (рек, водохранилищ, озер, морей) и подземных (артезианских, родниковых). Имеются также водопроводы смешанного питания.

По способу подачи воды водопроводы бывают напорные с механической подачей воды насосами и самотечные (гравитационные), которые устраивают в горных районах при расположении водоисточника на высоте, обеспечивающей естественную подачу воды потребителям.

По назначению системы водоснабжения делят на хозяйственно-питьевые, удовлетворяющие нужды населения; производственные, снабжающие водой технологические процессы производства; противопожарные и объединенные. Последние устраивают, как правило, в населенных пунктах. Из этих же водопроводов вода подается и на промышленные предприятия, если они потребляют незначительное количество воды или по условиям технологического процесса производства требуется вода питьевого качества.

При больших расходах воды предприятия могут иметь самостоятельные системы водоснабжения, обеспечивающие их хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды. В этом случае обычно сооружают хозяйственно-противопожарный и производственный водопроводы. Совмещение пожарного водопровода с хозяйственным, а не с производственным объясняется тем, что производственная водопроводная сеть обычно бывает менее разветвленной и не охватывает всех объемов предприятия. А это может привести либо к увеличению расхода воды, что экономически нецелесообразно, либо к аварии производственных аппаратов. Самостоятельный противопожарный водопровод устраивают обычно на наиболее пожароопасных объектах-предприятиях нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, складах нефти и нефтепродуктов, лесобиржах, хранилищах сжиженных газов и др.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти системы называют групповыми. Если система водоснабжения обслуживает одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, то ее называют местной системой. Система водоснабжения, обслуживающая несколько крупных водопотребителей, расположенных на определенной территории, называется районной.

В соответствии с двумя категориями природных источников воды водоприемные сооружения также разделяются на две группы: сооружения для приема воды из поверхностных источников и сооружения для приема подземных вод. Выбор того или иного источника водоснабжения определяется местными природными условиями, санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к качеству воды, и технико-экономическими соображениями. По возможности предпочтение должно отдаваться подземным источникам водоснабжения.

Исходные данные:

Число жителей в населенном пункте — 28 000 человек.

Здания оборудованы внутренним водопроводом, канализацией без ванн.

Застройка зданий в 2 этажа.

В населенном пункте имеется прачечная на 1200 кг сухого белья, объемом 10 000 м³. Здание прачечной 2-х этажное.

Магистральная водопроводная сеть и водоводы проложены из пластмассовых труб. Длина водоводов от НС-II до водонапорной башни lвод=500 м.

Промышленное предприятие по пожарной опасности относится к категории Б, два производственных корпуса II степени огнестойкости: один объемом 200тыс. м3, другой объемом 180 тыс. м3, ширина здания 61 м.,

Площадь территории предприятия 158 га. Предприятие работает в две смены, количество рабочих в каждой смене Ncm = 300 человек. Расход воды на производственные нужды. Душ принимают 50% рабочих в смену.

Генплан водопроводной сети приведен на рис. 1.1.

Рис. 1.1 — Схема объединенного хозяйственно — противопожарного водопровода населенного пункта и предприятия: 1 — санитарная зона артезианских скважин; 2 — резервуары чистой воды; 3 — камера переключения; 4 — насосная станция; 5 — водоводы; 6 — водонапорная башня; 7 — водопроводная сеть посёлка; 8 — предприятие водонапорный башня насос предприятие Задание на курсовой проект Требуется определить хозяйственно-питьевое и производственное водопотребление в системе водоснабжения, обслуживающего населенный пункт (поселок) и предприятие.

1. Обоснование принятой схемы водоснабжения

На территории большинства населенных пунктов (городов, поселков) существуют различные категории водопотребителей, предъявляющих, разнообразные требования к качеству и количеству потребляемой воды. В современных городских водопроводах расход воды на технологические нужды промышленности составляет в среднем около 40% всего объема, подаваемого в водопроводную сеть. Причем около 84% воды берется из поверхностных источников и 16%-из подземных.

Так как в районе проектирования города протекает река, а подземные водоносные пласты содержащие воду нужного питьевого качества залегают на больших глубинах и их содержится небольшое количество (явно не достаточное для обеспечения потребностей города), то водоснабжение города водой питьевого качества из подземных источников является не целесообразным, поэтому принимаем схему системы водоснабжения города из поверхностного источника с водозабором руслового типа.

2. Определение водопотребителей и расчет потребляемого расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды населенного пункта и предприятия

2.1 Определение водопотребителей

Объединенный хозяйственно-питьевой, производственный и противопожарный водопровод должен обеспечить расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта, хозяйственно-питьевые нужды предприятия, хозяйственно-бытовые нужды общественных зданий, производственные нужды предприятия, тушение возможных пожаров в поселке и на предприятии.

2.2 Расчет требуемых расходов воды для поселка и предприятия

Определение водопотребление начинаем с поселка, поскольку он является основным потребителем.

В соответствии с п. 2.1, табл.1 норму водопотребления на одного человека принимаем 150 л /сут.

Суточный расход:

Суточный расход с учетом примечания 4, п. 2.1 [4]

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления Согласно п. 2.2 [4], принимаем Ксут. мах=1.2

Расчетный часовой максимальный расход воды:

Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления Принимаем по п. 2.2. и табл.2[4] мах = 1.4, мах = 1.15,

Тогда По приложению 3 данных указаний принимаем Кч. мах = 1.7

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды прачечной

где: q = 75 кг сухого белья (приложение 3 [5])

Суммарный расход воды по населенному пункту:

Предприятие В соответствии п. 2.4 [4], приложения 3 и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем

Водопотребление в смену:

Суточное водопотребление:

Расход воды на душевые в смену

Кол-во душевых сеток:

В сутки:

Расход воды на производственные нужды в смену:

(по заданию),

в час.

Суточное водопотребление на производственные нужды:

Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит:

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен:

Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (табл. 2.1)

Таблица 2.1 — Водопотребление по часам суток в посёлке и на промышленном предприятии

Из табл. 2.1 видно, что в посёлке и на предприятии наибольшее водопотребление происходит с 13 до 14 ч, в это время на все нужды расходуется 448,27 м³ /ч или По предприятию расчётный расход:

Расчётный расход общественного здания (прачечной):

Собственно посёлок расходует:

По данным графы 11 табл. 2.1 строим график неравномерности водопотребления объединённого водопровода по часам суток (рис. 2.1).

Рис. 2.1 — График водопотребления

2.3 Определение расчётных расходов воды на пожаротушение

Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно СНиП 2.04.02−84, п. 2.23 при количестве жителей 28 000 чел. принимаем два одновременных пожара. Согласно п. 2.12, табл. 5[4] при 2-x этажной застройке с расходом воды 20 л/с на один пожар

.

Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии прачечной, здание двухэтажное объемом более 10 000 м³, согласно СНиП 2.04. 01 — 85, п. 6.1, табл. 1 принимаем одну струю, производительностью 2,5 л/с каждая Согласно СНиП 2.04. 02−84, п. 2.22 на предприятии принимаем 2 одновременных пожара, т.к. площадь предприятия более 150 га.

Согласно п. 2.14, табл.8, примечание 1[4], расчетный расход воды для здания объемом 200 тыс. м3, а для здания объемом 180 тыс. м3 .

Таким образом, .

Согласно СНиП 2.04. 01−85, п. 6.1, табл.2 расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета двух струй производительностью 5 л/с каждая, тогда .

Таким образом,

поэтому, согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02−84, расход воды на цели пожаротушения в поселке и на предприятии определяем как сумму расхода воды на предприятии и 50% расхода в поселке:

3. Гидравлический расчет водопроводной сети

Рассмотрим гидравлический расчет на примере водопроводной сети, показанной на рис. 4.1. Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 124,5 л/с, в том числе сосредоточенный расход общественного здания 1,56 л/с.

Рис. 3.1 — Расчетная схема водопроводной сети Определим равномерно распределяемый расход:

Определим удельный расход воды:

;

Определим путевые отборы:

Результаты приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Определим узловые расходы:

Аналогично определяем расходы воды для каждого узла. Результаты приведены в таблице 3.2.

Узловые расходы Таблица 3.2.

Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 — сосредоточенный расход общественного здания (вместо точки 3 можно взять любую другую точку). Тогда q5=25,66л/с, q3=15,86 л/с. Величины узловых расходов показаны на рис. 3.2. С учетом сосредоточенных расходов qузл=124,5л/с.

Рис. 3.2 — Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара). Выберем диктующую точку, т. е. точку встречи двух потоков (конечную точку подачи воды). В данном примере за диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 4.2). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1−2-3−4-5, второе 1−7-4−5, третье 1−7-6−5. Для узла 1 должно выполняться следующее условие: сумма расходов на участках 1−2, 1−7 и узлового расхода q1 должно быть равно общему расходу воды, поступающему в сеть. То есть соотношениеq1+q1−2+q1−7=Qпос.пр. Величины q1=11,44 л/с и Qпос. пр=124,5 л/с известны, а q1−2 и q1−7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, q1−2=50л/с. Тогда:

q1−7 = Qпос. пр-(q1+q1−2)= 124,5- (11,44+50)=63,06 л/с. Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:

q1−7 = q7+q7−4+q7−6

Значение q1−7 = 63,06 л/c и q7=20,03 л/c известны, а q7−4 и q7−6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q7−4=25 л/c. Тогда q7−6 = q1−7-(q7+q7−4)=63,06-(20,03+25) =18,03л/с.

Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

q2−3 = q1−2-q2,

q3−4 = q2−3-q3,

q4−5 = q7−4+q3−4-q4,

q6−5=q7−6-q6.

В результате получится:

q2−3 = 35,7 л/с,

q3−4 = 19,84 л/с,

q4−5 = 19,1 л/с,

q6−5 = 6,56 л/с, Проверка. q5=q4−5+q6−5, q5 = 19,1+6,56=25,66 л/с.

Начинаем предварительно распределять расходы воды от диктующей точке. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показано на рис. 3.3

Рис. 3.3 — Расчётная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды за исключением расходов воды на душ, поливку территории и т. п. промышленного предприятия. (п. 2.21 СНиП 2.04.02 — 84), если эти расходы вошли в расход в час максимального водопотребления. Для водопроводной сети, показанной на рис. 4.1, расход воды для пожаротушения следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от места ввода (от точки 1), т. е. q'5=q5+Qпож. рас-qдуш. Расход воды Q’пос.пр= 124,5л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен Q’пр=8,5л/с, а сосредоточенный расход общественного здания Qоб. зд=1,56 л/с.

Поэтому при гидравлическом расчете сети при пожаре:

Т.к., то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара. Определим узловые расходы так, как это делалось без пожара. При этом следует учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

Равномерно распределенный расход будет равен:

Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы при пожаре на предприятии. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход на пожаротушение, а в точке 3 — сосредоточенный расход общественного здания. Тогда q5=156,86л/с, q3=15,86 л/с. Величины узловых расходов показаны на рис. 3.4. С учетом сосредоточенных расходов qузл=255,7,5л/с.

Рис. 3.4 — Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами при пожаре Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети при пожаре и при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении. Выберем диктующую точку, т. е. точку встречи двух потоков. За диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 4.2). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1−2-3−4-5, второе 1−7-4−5, третье 1−7-6−5. Для узла 1 должно выполняться следующее условие: сумма расходов на участках 1−2, 1−7 и узлового расхода q1 должно быть равно общему расходу воды, поступающему в сеть. То есть соотношениеq1+q1−2+q1−7=Qпос.пр. Величины q1=11,44 л/с и Qпос. пр=255,7 л/с известны, а q1−2 и q1−7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, q1−2=100л/с. Тогда:

q1−7 = Qпос. пр-(q1+q1−2)= 255,7- (11,44+100)=144,26 л/с. Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:

q1−7 = q7+q7−4+q7−6

Значение q1−7 = 144,26 л/c и q7=20,03 л/c известны, а q7−4 и q7−6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q7−4=50 л/c. Тогда q7−6 = q1−7-(q7+q7−4)=144,26-(20,03+50) =74,23л/с.

Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

q2−3 = q1−2-q2,

q3−4 = q2−3-q3,

q4−5 = q7−4+q3−4-q4,

q6−5=q7−6-q6.

В результате получится:

q2−3 = 85,7 л/с,

q3−4 = 69,83 л/с,

q4−5 = 94,125 л/с,

q6−5 = 62,735 л/с, Проверка. q5=q4−5+q6−5, q5 = 94,125+62,735=156,86 л/с.

Начинаем предварительно распределять расходы воды от диктующей точке. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами во время пожара показано на рис. 3.5

Рис. 3.5 — Расчётная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при пожаре

7. Определим диаметры труб участников сети. Для пластмассовых труб Э= 0,75.

По экономическому фактору и предварительно распределённым расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению 4 определяются диаметры труб участков водопроводной сети:

d1−2= 0,3 м; d2−3= 0,3 м; d3−4= 0,25 м;

d4−5= 0,3 м; d5−6= 0,3 м; d6−7= 0,25 м;

d4−7= 0,2 м; d1−7= 0,3 м;

Соответствующие расчётные внутренние диаметры определяются по ГОСТ 539–80 и равны (трубы ВТ- 9, тип I) (приложение 4):

d1−2= 0,280 м; d2−3= 0,280 м; d3−4= 0,229 м;

d4−5= 0,280 м; d5−6= 0,280 м; d6−7= 0,229 м;

d4−7= 0,204 м; d1−7= 0,280 м;

Увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

Рис. 3.6 — Кольцевая водопроводная сеть

— для узлов (первый закон Кирхгофа),

— для колец (второй закон Кирхгофа).

При увязке потери напора в пластмассовых трубах следует определять по формуле:

Увязка сети продолжается до тех пор, пока величина невязки в каждом кольце не будет менее 1 м.

Следует иметь в виду, что для участка 4−7 (рис. 4.3, 4.4), который является общим для обоих колец, вводится две поправки — из первого кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в другое следует сохранять.

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке), как видно по направлениям стрелок на рис. 4.3, могут пойти по трем направлениям стрелок на рис. 2.4, могут пойти по трем направлениям: первое — 1−2-3−4-5, второе — 1−7-4−5, третье — 1−7-6−5. Средние потери напора в сети можно определить по формуле:

где, ,

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении:

где:1,1 — коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (принимается 10% от линейных потерь напора).

Увязку удобно выполнять в виде таблицы (табл. 3.3).

Таблица 3.3 — Увязка сети при максимальном хозяйственно — производственном водопотреблении

Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределительными расходами при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении показана на рис. 3.7.

Рис. 3.7 — Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределительными расходами при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении

4. Определение режима работы НС-II

Примем двухступенчатый режим работы НС-II с подачей воды с каждым насосом 3,2% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 3,2*24=76,8% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100 — 76,8 = 23,2% суточного расхода воды и надо его включить на 23,2/3,2=8 ч.

Рис. 4.1 — Режим работы НСII и график водопотребления В соответствии с графиком водопотребления (рис. 2.1) предлагается второй насос включить в 11 ч. и выключать в 19 ч. Этот режим работы НС-II нанесен на рис. 4.1 сплошной линией.

Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим табл.4.1.

Таблица 4.1 — Водопотребление и режим работы насосов

В графе 1 проставлены часовые промежутки, в графе 2 — часовое водопотребление в % от суточного водопотребления в соответствии с графой 11 табл.2.1, в графе 3 подача насосов в соответствии с предложенным режимом работы НС-II.

Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины графы 6. В рассмотренном примере емкость бака башни получилась равной

10,17±5,06=15,23% от суточного расхода воды.

5. Гидравлический расчет водоводов

Водоводы проложены из пластмассовых труб и длина водоводов от НС-II до водонапорной башни lвод=500м.

Учитывая, что в примере принят неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей насосов Р=3,2+3,2=6,4% в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:

Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход воды по одному водоводу равен:

При значении Э=0,75 из приложения 2 определяем диаметр водоводов:

dвод=0.35м; dвн.=0.204м.

Скорость воды в водоводе определяется из выражения V=Q/щ,

где:

площадь живого сечения водовода.

При расходе Qвод=55,7 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,204 м будет равна:

Потеря напора определяется по формуле (4).

Для пластмассовых труб

;; ;

Потери напора в водоводах составят:

Общий расход воды в условиях пожаротушения в рассматриваемом примере равен .

Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения При этом скорость движения воды в трубопроводе:

И потери напора в водоводах при пожаре:

Потери напора в водоводах (hвод, hвод.пож.) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

6. Расчет водонапорной башни

Водонапорная башня предназначена для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды и создания требуемого напора водонапорной сети

6.1 Определение высоты водонапорной башни

Высота водонапорной башни определяется по формуле

где:1,1 -коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (п. 4, приложение 10[4]);

hc — потери напора водопроводной сети при работе ее в обычное время;

zдт, zвб — геодезические отметки соответственно в диктующей точке и вместе установки башни. Минимальный свободный напор Нсв в диктующей точке сети при максимально хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здании согласно п. 2.26 СНиП 2.04.02−84 должен быть равен:

где: n — число этажей.

В рассматриваемом примере hc = 5,16 м (см. 2.1) .

и

6.2 Определение ёмкости бака водонапорной башни

Нами определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К=15,23% от суточного расхода воды в поселке.

где =6331 м3/сутки.

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушения одного пожара на предприятии, то

Согласно табл.2.1

Таким образом, По приложению 5 принимаем 2 водонапорные башни:

номер типового проекта 901−5-12/70 высотой 20 м с баком емкостью 500 м³.

Зная емкость бака определяем его диаметр и высоту:

В рассматриваемом примере эти величины составят:

7. Расчет резервуара чистой воды

Для определения Wрег воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-1 и НС-11 (рис. 6.1). Регулирующий объем в % от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей «б»

или

Рис. 7.1 — Режим работы НС — II и НС — I

В рассматриваемом примере суточный расход воды составляет 16 035 м³, а регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:

где:Тt = 3ч — расчетная продолжительность тушения пожара (п. 2.24 СНиП 2.04.02−84).

Водопотребление меньше в следующий час (т.е. с 14 — 15 часов) 355,29м3/ч. Поэтому при расчете неприкосновенного запаса на хозяйственно-питьевые нужды принимаем:

и

Во время тушения пожара насосы на насосной станции I подъема работают и подают в час 4,167% суточного расхода, а за время Tt будет подано:

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:

Полный объем резервуаров чистой воды:

Принимаем 2 типовых резервуара: (СНиП 2.04.02−84)

номер проекта 901−4-66.83 Емкость 1600 м³

номер проекта 901−4-60.83 Емкость 1400 м³

8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней 2х основных хозяйственных насосов, подача которых будет равна:

Необходимый набор хозяйственных насосов определяем по формуле:

где:hвод — потери напора в водоводах, м;

Hв-б — высота водонапорной башни, м (см. раздел 7);

Hбвысота бака водонапорной башни, м;

Zв-б и Zн-с — геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II (см. схему водоснабжения); 1.1 — коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления.

Тогда:

Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

где hвод.пож. и hc. пож — соответственно потери напора в водоводах и водопроводной сети при пожаротушении, м; Нсв — свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке, м. Для водопроводов низкого давления Нсв=10м; Zд.т.- геодезическая отметка в диктующей точке, м. Тогда

Т.к. в нашем примере Нпож. нас-Нхоз.нас.<10м, то НС-11 строится по принципу низкого давления.

Рис. 8.1 — План камеры переключений РВЧ для НСII низкого давления Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и кол-во насосов, категория насосной станции приводятся в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Заключение

Рассчитав курсовой проект, были закреплены знания в области противопожарного водоснабжения. В процессе выполнения курсового проекта, получено полное представление об устройстве всей системы водоснабжения населенного пункта и промышленного предприятия, мы определили водопотребителей и рассчитали потребный расход воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды, произвели гидравлические расчеты сети, определили режим работы НС-2 сделали гидравлический расчет водоводов, определили высоту водонапорной башни, определили емкость бака водонапорной башни, рассчитали резервуары чистой воды, подобрали насосы для насосной станции второго подъема.

Литература

1. Качалов А. А., Воротынцев Ю. П., Власов А. В. Противопожарное водоснабжение. — М.: Стройиздат, 1985.

2. Гидравлика и противопожарное водоснабжение. / Под ред. Ю. А. Кошмарова. — М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.

3. Сборник задач по курсу «Противопожарное водоснабжение» Ю. Г. Баскин, А.И. Белявцев

4. СНиП 2.04.02−84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. — М.: Стройиздат, 1985.

5. СНиП 2.04.01−85 Внутренний водопровод и канализация зданий. — М.: Стройиздат, 1986.

6. Мальцев Е. Д. гидравлика и противопожарное водоснабжение. — М.: ВИПТШ МВД СССР.

7. ГОСТ 539–80. Трубы и муфты асбестоцементные напорные. — М.: Изд-во стандартов, 1982.

8. ГОСТ 12 586–74. Трубы железобетонные напорные. — М.: Изд-во стандартов, 1982.

9. ГОСТ 16 953–78. Трубы железобетонные напорные центрифугированнные. — М.: Изд-во стандартов, 1979.

10. ГОСТ 18 599–83. Трубы напорные из полиэтилена. — М.: Изд-во стандартов, 1986.

11. ГОСТ 8894–77. Трубы стеклянные и фасонные части к ним. М.: Изд-во стандартов, 1979.

12. ГОСТ 9583–75. Трубы чугунные напорные, изготовленные методами центробежного и полунепрерывного литья. М.: Изд-во стандартов, 1977.

13. ГОСТ 21 053–75 Трубы чугунные напорные со стыковым соединением под резиновые уплотнительные манжеты. М.: Изд-во стандартов, 1977.

14. Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие. — М.: Стройиздат, 1984.

15. ГОСТ 22 247–76Е. Насосы центробежные консольные общего назначения для воды. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1982.

16. Лобачев П. В. Насосы и насосные станции. — М.: Стройиздат 1990.

Приложение 1

Распределение суточного расхода воды по часам суток, %

Приложение 2

Предельные экономические расходы

Примечание. В числителе — расход воды Q, л/с; в знаменателе — расчетный внутренний диаметр dр, м.

Приложение 3

Основные параметры водонапорных башен

Приложение 4

Типовые прямоугольные подземные резервуары для воды из сборного железобетона

Приложение 5

Сводный график полей Q-H центробежных консольных насосов типа К и КМ

Приложение 6

Сводный график центробежных насосов двустороннего входа типа Д (НД)

Приложение 7

Габаритные размеры и диаметры патрубков центробежных консольных насосов типа К и КМ

Приложение 8

Габаритные размеры и диаметры патрубков центробежных насосов двустороннего входа типа Д (НД)