Реферат: Водопроводная сеть города

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет энергетического строительства

Кафедра «Водоснабжение и водоотведение»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ ГОРОДА»

Выполнил: Малиновский А. А.

гр. 110129

Руководитель: Казанли Е. А.

Минск 2001

Содержание:

Содержание:.......................................................................................................... 2

Введение................................................................................................................ 3

1. Определение расчетных расходов воды.......................................................... 4

1.1. Определение расчетного населения.............................................................. 4

1.2. Определение расчетных расходов воды на хозяйственно питьевые нужды населения................................................................................................................. 4

1.3. Определение расходов воды на поливку...................................................... 5

1.4. Определение расходов воды для промышленных предприятий................. 6

1.4.1 Определение расхода воды на хозяйственно питьевые нужды рабочих.. 7

1.4.2. Определение расхода воды на душевые нужды........................................ 8

1.4.3. Определение расхода воды на технологические нужды........................... 8

1.5. Составление суммарного графика водопотребления................................. 11

1.6. Определение расходов воды на пожаротушение....................................... 12

2. Основные положения по трассировке водопроводной сети......................... 13

3. Выбор режима работы насосов насосной станции 2-го подъема................. 14

3.1. Составление совмещенного графика водопотребления и работы насосов насосных станций 1-го и 2-го подъема................................................................ 14

3.2. Определение емкости бака водонапорной башни...................................... 14

3.3. Определение размеров бака водонапорной башни................................... 15

3.4. Определение емкости запасно-регулирующих резервуаров..................... 15

3.5. Выбор числа и основных размеров резервуара........................................ 17

4. Гидравлический расчет водопроводной сети................................................ 18

4.1. Основы гидравлического расчета............................................................... 18

4.2. Определение характерных режимов работы сети...................................... 18

4.3. Определение удельного путевого и узловых расходов............................. 18

4.4. Гидравлический расчет сети........................................................................ 20

Введение

Водоснабжение является одной из важнейших отраслей тех­ники, направленной на повышение уровня жизни людей, благоуст­ройство населенных мест и развитие промышленности. Снабжение населения чистой, доброкачественной водой в достаточном количе­стве имеет важное санитарно-гигиеническое значение, предохраня­ет людей от всевозможных эпидемических заболеваний, распрост­раняемых через воду.

Комплекс инженерных сооружений, предназначенных для полу­чения воды из природных источников, улучшения ее качества и пе­редачи к местам потребления, называют системой водоснабжения или водопроводом.

Для нужд современных городов и промышленных предприя­тий требуется огромное количество воды, строго отвечающей по своим качествам требованиям потребителей. Выполнение перечис­ленных задач требует тщательного выбора источников водоснаб­жения, организации охраны их от загрязнений и очистки воды на водопроводных сооружениях. Важной водохозяйственной пробле­мой является плановое проведение широких комплексных меро­приятий по защите от загрязнения почвы, воздуха и воды, оздоровления рек и речных бассейнов.

В настоящее время особое внимание уделяется благоустройству городов и рабочих поселков, включая сооружение водопроводов и канализации.

1. Определение расчетных расходов воды

1.1. Определение расчетного населения

Суммарное население принимается по данным генплана развития города и плотности населения в зоне жилой застройки.

N_i – число жителей в районе

p_i – плотность населения данного района, чел/Га

F_i – площадь района, Га

Площадь района А – 345,5 Га., района Б – 234,8 Га.

p_А = 300 чел/Га. p_Б = 210 чел/Га.

N_А = p_А ∙F_A =300 ∙345,5=103650 чел. N_Б = p_Б ∙F_Б =210 ∙234,8=49308 чел.

N_города =152958 чел.

1.2. Определение расчетных расходов воды на хозяйственно питьевые нужды населения

Расчетный средний за год суточный расход воды на питьевые нужды населения определяется в зависимости от расчетного числа жителей и нормы водопотребления.

Норма водопотребления – расход воды, приходящейся на одного потребителя в единицу времени.(дм³ /чел ∙сут )

м³ /сут м³ /сут

q_жi – норма водопотребления i -го района, которая принимается по СНиП 2.04.02-84

Степень санитарно-технического благоустройства зданий:

Район А 2 160 – 230 – 200 дм³ /чел ∙сут

Район Б 3 230 – 350 – 300 дм³ /чел ∙сут

Максимальный суточный расход воды в сутки наибольшего водопотребления определяется по формуле:

K_сут.max – коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий степень благоустройства зданий и изменение водопотребления по сезонам года и дням недели.

K_сут.max – принимают по СНиП 2.04.02-84

K_сут.max = 1,1 – 1,3 K_сут.max =1,2

Максимальный часовой расход воды определяется по формуле:

K_.ч.max – коэффициент часовой неравномерности, показывающий неравномерность потребления воды по часам суток и определяется согласно СНиП 2.04.02-84

α_max – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия.

α_max =1,2..1,4 примем: α_max =1,3

β_max – коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте. Он принимается согласно СНиП 2.04.02-84

N_горда =152958 β_max =1,075

1.3. Определение расходов воды на поливку

В зависимости от покрываемой территории, способа поливки, вида насаждений, климатических и других местных условий расходы воды на поливку в населенных пунктах и на территории промышленных предприятий определяют по СНиП 2.04.02-84 и формуле:

F_i ^пол – площадь поливаемой территории Га.

q_i ^пол – норма расхода воды на одну поливку в дм³ /м² в зависимости от вида поливаемых площадей.

F_города =580,3 Га.

Определение расчетных расходов воды на поливку сводим в таблицу 1.1.

Из системы водоснабжения города забирается расход воды только на поливку газонов и цветников в объеме 552 м³ /сут. Поливка остальных видов территории осуществляется специальными машинами и вода забирается непосредственно из поверхностных источников. Поливка осуществляется 2 раза в сутки в течение 6 часов, 3 часа утром с 6 до 9, и 3 часа вечером с 18 до 21.

Таблица 1.1. Расходы воды на поливку.

1.4. Определение расходов воды для промышленных предприятий

Исходные данные для расчета водопотребления промышленных предприятий приводятся в таблице 1.2.

Таблица 1.2. Характеристика промышленных предприятий

1.4.1 Определение расхода воды на хозяйственно питьевые нужды рабочих

Суточный расход воды на хозяйственно питьевые нужды рабочих промышленных предприятий зависит от характера производства, количества рабочих, числа смен на предприятии, и складывается из хозяйственно питьевых и душевых нужд.

Суточный расход воды на хозяйственно питьевые нужды определяется по формуле:

q^хол – норма расхода воды в холодных цехах на одного рабочего. Она составляет 25 дм³ в смену.

q^гор – норма расхода воды в горячих цехах на одного рабочего. Она составляет 45 дм³ в смену.

I предприятие:

I смена:

N_р ^хол = 525 N_р ^гор = 350

II смена:

N_р ^хол = 315 N_р ^гор = 210

III смена :

N_р ^хол = 210 N_р ^гор = 140

II предприятие:

I смена:

N_р ^хол = 912 N_р ^гор = 288

II смена :

N_р ^хол = 608 N_р ^гор = 152

1.4.2. Определение расхода воды на душевые нужды

Максимальный расход воды на пользование душем принимается равным 500 дм³ /час на одну душевую сетку. Продолжительность пользования душем после окончания смены – 45 минут или 0,75 часа.

Расчетное количество душевых сеток принимается для смены с максимальным количеством работающих.

– число душевых сеток

N_душ – максимальное число человек в смену, принимающих душ

N_норм – нормативное число рабочих приходящихся на одну душевую сетку, принимаемое в зависимости от группы производственных процессов

1.4.3. Определение расхода воды на технологические нужды

Количество воды, требуемое на технологические нужды, определяется в соответствии с заданием на проектирование.

Расходование воды в течение смены принимается равномерным.

Т – время работы смены – 8 часов.

I предприятие:

II предприятие:

Суммарные расходы воды по отдельным предприятиям сводим в таблицу 1.3.

Таблица 1.3. Потребление воды промышленными предприятиями

1.5. Составление суммарного графика водопотребления

Расход воды населением города в течение суток характеризуется большой неравномерностью. Режим суточного потребления воды в городе зависит от многих факторов: режима жизни и работы населения, степени санитарно-технического благоустройства зданий, культуры и быта населения и т.д.

Для правильного определения расчетной мощности проектируемого водопровода необходимо определить максимальные значения расчетных расходов воды, подачу которой он должен обеспечить потребителям.

Для определения максимального часового расхода, необходимого для расчета водопроводной сети и выбора режима работы насосной станции второго подъема, определяем режимы потребления воды отдельными категориями водопотребителей.

Потребление воды на нужды населения по часам суток определяется в зависимости от коэффициента часовой неравномерности. Если величина расчетного коэффициента часовой неравномерности отличается от табличной, то для расчета принимаем график с наиболее близким к расчетному коэффициентом неравномерности и проводим соответствующую корректировку.

Определение расходов по часам суток в населенном пункте сводим в таблицу 1.4.

Таблица 1.4. определение суммарных расходов воды.

1.6. Определение расходов воды на пожаротушение

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение и число одновременных пожаров зависит от числа жителей в населенном пункте и этажности застройки. На промышленном предприятии количество пожаров зависит от площади предприятия, а расход зависит от степени огнестойкости зданий, категории производства по пожарной опасности, объема наибольшего здания и ширины здания.

Нормы расхода воды на нужды пожаротушения принимаются поСНиП 2.04.02-84— на наружное пожаротушение, и по СНиП 2.04.01-85 — на внутреннее.

В нашем случае:

В населенном пункте:

N_горда =152958 чел. Одновременно происходит 3 пожара.

Расход воды на один пожар – 40 дм³ /сек.

На предприятиях:

В соответствие со СНиП 2.04.02-84 расход воды на наружное пожаротушение следует определять, как сумму потребного большего расхода (в населенном пункте или на промышленном предприятии) и 50% потребного меньшего (в населенном пункте или на промышленном предприятии).

q_н — расход воды на наружное пожаротушение

q_в — расход воды на внутреннее пожаротушение

n — число одновременных пожаров

2. Основные положения по трассировке водопроводной сети

При выборе трассы водопроводных линий следует соблюдать следующие требования:

1. Обеспечить подачу воды в заданных количествах с необходимым давлением.

2. Обеспечить надежность работы сети, как при нормальной работе, так и при аварии.

3. Запроектированная сеть должна обеспечивать наименьшую приведенных затрат на строительство и эксплотацию систем водоснабжения.

Факторы, влияющие на конфигурацию сети:

1.Планировка объекта водоснабжения.

2.Местоположение наиболее крупных водопотребителей.

Соблюдая требования, предъявляемые к водопроводной сети и учитывая факторы, влияющие на ее устройство, выбирается такая конфигурация сети, которая обеспечивает, возможно, меньшую протяженность сети, наилучшие условия прокладки и позволяет легко осуществлять ее дальнейшее развитие при увеличении числа потребителей.

Линии водопроводной сети прокладывают по проездам.

При трассировке исходят из следующих соображений:

1. Основное направление линий магистральной сети должно соответствовать главному направлению движения воды по территории города.

2. Магистральная сеть должна охватывать всех наиболее крупных потребителей, подавать воду к регулирующим емкостям и принимать воду от всех источников питания.

3. Выбор режима работы насосов насосной станции 2-го подъема

3.1. Составление совмещенного графика водопотребления и работы насосов насосных станций 1-го и 2-го подъема

Выбор режимов работы насосов насосной станции 2-го подъема основывается на суммарном графике водопотребления города.

Число рабочих насосов принимается 3 и мы задаем максимальное значение подачи насосами, исходя из максимального значения потребления воды города.

Можно снижать подачу насосами на 0,3 – 1 %.

Примем максимальное значение потребления воды городом – 5,82% от общего количества воды.

1 насос — 1,94%

2 насоса — 3,88%

3 насоса — 5,82%

3.2. Определение емкости бака водонапорной башни

Емкость водонапорной башни определяется по формуле:

W_рег — регулирующая емкость водонапорной башни. Определяется совмещением графиков суммарного водопотребления и режима работы насосов насосной станции 2-го подъема, не должно превышать 5%.

W_пож — расход воды на пожаротушение, рассчитывается на 10 минут тушения пожара.

Определение W_рег сводится в таблицу 3.1.

Q^сут _max — максимальный суточный расход воды принимается из таблицы 1.4.

Q^сут _max =48689 м³

P — максимальное значение остатка воды в баке P=8,69 %

Таблица 3.1. Определение регулирующей емкости бака.

3.3. Определение размеров бака водонапорной башни

3.4. Определение емкости запасно-регулирующих резервуаров

W_рег — регулирующий объем резервуаров определяемый путем сравнения режимов подачи насосами НС 1-го и 2-го подъемов.

W_пож — неприкосновенный противопожарный запас воды рассчитанный на 3-х часовое тушение пожара.

W₀ — объем воды на собственные нужды очистной станции, принимается равным 5-10 % от Q^сут _max .

Определение W_рег сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Определение W_рег

Q^хоз _max — максимальный хозяйственный расход за 3 часа. Определяется по таблице 1.4. графа №8 Q^хоз _max =2837 м³ /час.

Q_пож — расход воды на пожаротушение. Q_пож =612 м³ /час.

Q₁ — подача насосами НС-I за 1 час.

3.5. Выбор числа и основных размеров резервуара

принимаем к установке на станции два резервуара, емкость каждого определяем по формуле:

Подбираем резервуар:

4. Гидравлический расчет водопроводной сети

4.1. Основы гидравлического расчета

4.2. Определение характерных режимов работы сети

1-й. Режим — максимальный хозяйственный водозабор — основной расчетный режим.

2-й. Режим — максимальный хозяйственный водозабор — проверочный режим.

3-й. Режим — максимальный транзит в башню — проверочный режим.

Определение расходов для характерных режимов работы сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Час максимального водопотребления приходится на 9-10 часов. В это время насосы НС-2 подают 5,82% от максимального суточного расхода. Производительность водонапорной башни в тот час, то есть расход из бака составляет 0,01% от максимального суточного расхода, по данным таблицы 3.1.

Максимальный транзит в башню приходится на час 13-14. Это составляет 1,26% от максимального суточного расхода, по данным таблицы 3.1.

В это время насосы НС-2 подают 5,82% от максимального суточного расхода.

4.3. Определение удельного путевого и узловых расходов

Удельный расход, т. е. Расход приходящийся на единицу длины, определяется по формуле:

Определение путевых расходов сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2.

Узловые расходы.

Узловой расход определяется, как сумма путевых расходов линий, подходящих к данному узлу.

Расчет по определению узловых расходов сводим в таблицу 4.3.

Таблица 4.3.

4.4. Гидравлический расчет сети

Гидравлический расчет выполняется методом Лобачева-Кросса. Этот метод основан на решении систем уравнений относительно расходов воды. При этом поправочные расходы определяют без учета взаимного влияния колец в сети, в связи с этим необходимо проводить несколько повторных определений Δq и невязок Δh, кольцевой сети. Условие: Δh=0 может быть получено во всех кольцах путем проведения по контуру каждого кольца некоторого фиксированного расхода воды в направлении обратном знаку невязки кольца.

— увязочный или поправочный расход.

Расчет выполняется на ЭВМ. Для выполнения расчета делаем предварительное потокораспределение. Потокораспределение выполняем исходя из I закона Кирхгофа, считая, что сколько воды пришло в узел столько и вышло из него.

Таблица 4.4. Определение диаметров участков сети.

Подготовка к гидравлическому расчету на ЭВМ