Расчет тупикового водопровода
Т. к. хозяйственный трубопровод объединен с противопожарным, то диаметр трубопровода на участках с хозяйственным расходом назначается не менее 100 мм. Поэтому принимаем d2−8=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке. Проверяем водопроводную сеть на пропуск пожарного расхода одновременно с подачей наибольшего производственного расхода и половины максимального расчетного хозяйственного… Читать ещё >
Расчет тупикового водопровода (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
/
Задание Рассчитать водопроводную сеть, определить высоту напорной башни, емкость ее резервуара, распределение расхода на участках с параллельным соединением, напряжение при внезапном закрытии трубопровода на участке 9 — 10, подобрать насос.
Схема водопроводной сети, геометрическая высота узловых точек относительно плоскости сравнения и длины участков показаны на рисунок 1.
Число жителей живущих вдоль линии 1−5, 4−6, 2−8= 4000 чел. В точке 3 имеется МТМ с расходом Q3= 18 л/с. В пункте 10 расположена ферма с поголовьем 1600 коров, в пункте 11 — 10 000 кур-несушек, в п. 9 — мясоперерабатывающий завод с Q9=7 т/сут. В тю7 — консервный завод с Q7=12 т/сут., в т. 2 — хлебопекарня с Q2=2,5 т/сут.
Для системы применить стальные трубы.
Рисунок 1 — Схема тупиковой сети
1. Определяем среднесуточное хозяйственное водопотребление:
м3/сут где: n — количество жителей, n = 4000 чел.;
m — норма на одного жителя, m = 160 л/сут.
Расход на полив улиц и насаждений 40%:
м3/сут Хозяйственное водопотребление:
м3/сут Среднесуточное водопотребление на животноводческий сектор.
При норме потребления на 1 молочную корову в сутки m1 = 100 л/сут, количестве коров на ферме n1 = 1600 потребление на ферме молочных коров:
м3/сут При норме потребления на 1 курицу-несушку в сутки m2 = 1 л/сут, количестве кур-несушек на ферме n2 = 10 000 потребление на ферме:
м3/сут
Среднесуточное водопотребление на животноводческий сектор.
м3/сут Среднесуточное потребление МТМ:
м3/сут где mМТМ — секундный расход МТМ, mМТМ = 18 л/с.
Среднесуточное потребление мясоперерабатывающего завода:
м3/сут где m9 — суточное производство завода, m9 = 7 т/сут.
Среднесуточное потребление хлебопекарни:
м3/сут где m2 — суточное производство хлебозавода, m2 = 2,5 т/сут.
Среднесуточное потребление консервного завода:
м3/сут где m7 — суточное производство завода, m9 = 12 т/сут.
Среднесуточное потребление на промышленность:
м3/сут
2. Находим максимальное суточное потребление воды для всех групп потребителей при коэффициенте неравномерности б = 1,3.
Максимальный суточный расход на хозяйственный сектор:
м3/сут Максимальный суточный расход на животноводческий сектор:
м3/сут Максимальный суточный расход на промышленный сектор:
м3/сут Максимальный суточный расход:
м3/сут
3. Определяем часовое водопотребление по всем группам потребителей и записываем в таблицу 1.
Таблица 1 — Распределение суточного водопотребления группами потребителей по часам суток
Часы суток | Животноводство, м3 | Промышленность, м3 | Хозяйственное потребление, м3 | Всего, м3 | Всего, % | |
1,55 | 13,42 | 20,97 | 35,93 | 1,48 | ||
1,55 | 13,42 | 20,97 | 35,93 | 1,48 | ||
1,33 | 13,42 | 20,97 | 35,71 | 1,47 | ||
0,44 | 13,42 | 20,97 | 34,82 | 1,43 | ||
0,44 | 13,42 | 23,30 | 37,15 | 1,53 | ||
0,44 | 61,95 | 37,27 | 99,66 | 4,09 | ||
10,61 | 61,95 | 53,58 | 126,14 | 5,18 | ||
23,21 | 61,95 | 58,24 | 143,39 | 5,89 | ||
23,21 | 61,95 | 64,06 | 149,22 | 6,13 | ||
3,76 | 61,95 | 67,56 | 133,26 | 5,47 | ||
16,80 | 61,95 | 67,56 | 146,30 | 6,01 | ||
23,21 | 61,95 | 67,56 | 152,71 | 6,27 | ||
15,91 | 61,95 | 64,06 | 141,92 | 5,83 | ||
3,54 | 61,95 | 51,25 | 116,73 | 4,79 | ||
4,42 | 61,95 | 58,24 | 124,61 | 5,12 | ||
2,43 | 61,95 | 67,56 | 131,94 | 5,42 | ||
16,58 | 61,95 | 67,56 | 146,08 | 6,00 | ||
16,58 | 61,95 | 67,56 | 146,08 | 6,00 | ||
3,54 | 61,95 | 64,06 | 129,55 | 5,32 | ||
4,86 | 61,95 | 57,08 | 123,88 | 5,09 | ||
14,14 | 13,42 | 44,26 | 71,82 | 2,95 | ||
8,40 | 13,42 | 44,26 | 66,08 | 2,71 | ||
15,91 | 13,42 | 34,94 | 64,27 | 2,64 | ||
8,18 | 13,42 | 20,97 | 42,56 | 1,75 | ||
Всего | 221,00 | 1049,95 | 1164,80 | 2435,75 | 100,00 | |
4. Определяем секундный расход.
Из таблицы 1 видно, что максимальное водопотребление в 12 часов.
л/с.
л/с.
л/с.
Тогда:
л/с где: qхоз — максимальное хозяйственное водопотребление, л/с; qпром — максимальное промышленное водопотребление, л/с;
qжив — максимальное водопотребление на животноводческий сектор, л/с.
5. Проверяем водопроводную сеть на пропуск пожарного расхода одновременно с подачей наибольшего производственного расхода и половины максимального расчетного хозяйственного расхода.
л/с.
где qпож — норма расхода воды на пожаротушение, л/с.
6. Определяем удельный путевой расход.
Протяженность участков сети с путевым расходом УL = 1200 м.
л/(с*м)
7. Определяем путевые расходы для каждого участка.
л/с;
л/с;
л/с;
л/с.
л/с.
л/с.
л/с.
8. Определяем расчетные расходы для каждого участка, равные транзитному расходу воды, проходящей через участок плюс половина путевого расхода на этом участке.
л/с.
где: qп — путевой расход участка, л/с;
Т — транзитный расход, л/с.
10 участок: л/с;
9 участок: л/с;
8 участок: л/с;
7 участок: л/с;
6 участок: л/с;
5 участок: л/с;
4 участок: л/с;
3 участок: л/с;
2 участок: л/с;
1 участок: л/с;
9. Принимаем предварительно скорость движения воды в трубопроводе в пределах 0,5…1,2 м/с и из уравнения расхода определяем диаметры трубопроводов на участках.
1 участок: м.
Принимаем по ГОСТ 10 704–76 d1−2=175 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
2 участок: м.
Принимаем по ГОСТ 10 704–76 d2−3=175 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
3 участок: м.
Принимаем по ГОСТ 10 704–76 d3−4=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
4 участок: м.
Т. к. хозяйственный трубопровод объединен с противопожарным, то диаметр трубопровода на участках с хозяйственным расходом назначается не менее 100 мм. Поэтому принимаем d4−5=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
5 участок: м.
Т. к. хозяйственный трубопровод объединен с противопожарным, то диаметр трубопровода на участках с хозяйственным расходом назначается не менее 100 мм. Поэтому принимаем d4−6=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
6 участок: м.
Т. к. хозяйственный трубопровод объединен с противопожарным, то диаметр трубопровода на участках с хозяйственным расходом назначается не менее 100 мм. Поэтому принимаем d3−7=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
7 участок: м.
Т. к. хозяйственный трубопровод объединен с противопожарным, то диаметр трубопровода на участках с хозяйственным расходом назначается не менее 100 мм. Поэтому принимаем d2−8=100 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
8 участок: м.
Принимаем по ГОСТ 10 704–76 d1−9=50 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
9 участок: м.
Принимаем по ГОСТ 10 704–76 d9−10=50 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
10 участок: м.
Принимаем по ГОСТ 10 704–76 d9−11=50 мм и уточняем значение скорости на этом участке.
м/с.
10. Определяем потери напоров на участках по формуле.
1 участок:
где: А — коэффициент удельного сопротивления, выбирается из приложения в зависимости от диаметра трубопровода и материала, из которого изготовлен трубопровод (см. приложение 3);
в — поправочный коэффициент, зависящий от скорости движения воды в трубопроводе и от материала, из которого изготовлен трубопровод (см. приложение 4);
L — длина участка, на котором определяются потери, м;
q — расчетный расход этого участка, м3/с.
1 участок:
м
2 участок:
м
3 участок:
м
4 участок:
м
5 участок:
м
6 участок:
м
7 участок:
м
8 участок:
м
9 участок:
м
10 участок:
м
Таблица 2 -Расчетные данные
Участок | Длина участка, м | Расчетный расход, л/с | Диаметр трубы, м | Диаметр по ГОСТ, м | Скорость воды, м/с | А, м2/с6 | в | Потери hw, м | |
25,68 | 0,18 | 0,175 | 1,07 | 20,8 | 2,06 | ||||
0,164 | 0,175 | 0,87 | 20,8 | 1,045 | 2,4 | ||||
9,01 | 0,107 | 0,1 | 1,15 | 3,51 | |||||
0,78 | 0,032 | 0,1 | 0,1 | 1,5 | 0,04 | ||||
2,75 | 0,059 | 0,1 | 0,35 | 1,3 | 0,26 | ||||
2,08 | 0,051 | 0,1 | 0,27 | 1,4 | 0,11 | ||||
0,78 | 0,032 | 0,1 | 0,1 | 1,5 | 0,03 | ||||
0,99 | 0,036 | 0,05 | 0,5 | 1,085 | 0,59 | ||||
1,85 | 0,049 | 0,05 | 0,94 | 1,04 | 3,28 | ||||
0,12 | 0,012 | 0,05 | 0,1 | 1,5 | 0,02 | ||||
11. Найдем так называемую диктующую точку, напор в которой определяет максимальную высоту положения пьезометрической линии на всех частях водопровода и у напорной башни. Исходя из расчетной схемы, отдаленными от напорной башни являются точки водопровода 5 и 6.
Необходимое положение пьезометрического уровня в т.4 из уравнения подачи воды по линии 4−5 определяется равенством:
м.
Аналогично, участок 4−6:
м;
Следовательно, диктующей точкой является точка 5 по линии 4−5.
12. Определение необходимой высоты и объема напорной башни:
Высота башни определяется из равенства:
м.
Определим объем башни. Для этого найдем регулирующий объем и запас воды на пожаротушение.
м3;
м3;
Тогда:
м3.
Принимаем водонапорную кирпичную бесшатровую башню со стальным баком типа 901−5-21/70 с объемом бака W= 50 м³, высотой расположения бака Н = 15 м.
13. Определим производительность насоса и подберем по приложению 7 насос.
л/с.
Принимаем насосную станцию, состоящую из трех насосов типа КМ 45/55 с подачей Q=18 л/с, напором Н=40 м, и соединяем их параллельно.
14. Расчет напряжения при гидроударе.
Определим скорость распространения волны при гидроударе.
водопроводный напорный башня насос
м/с.
Тогда повышение давления перед затвором:
Па.
Напряжение стенки трубопровода:
Па=7,14 МПа.
Рисунок 2 — Потребление и подача воды по часам в сутки
1 — кривая среднесуточного водопотребления
2 — график непрерывной работы насосов.
3 — график автоматической работы насосов.