Гидравлический расчет кольцевых водопроводных сетей

Какое давление воды в кране должно быть – нормы по ГОСТу. Как измерить самостоятельно с помощью манометра и без него? Как быть, если параметры ниже положенных?

Анализ основанных способов определения расчетных секундных расходов воды. Знакомство с особенностями проведения расчета системы водоснабжения населенного пункта и железнодорожной станции. Рассмотрение проблем деления расчетных суточных расходов воды.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

16

Гидравлическийрасчеткольцевыхводопроводныхсетей

1.Исходныеданные

1.1Описаниерасчетнойсхемыводоснабжения

Необходимо произвести расчет системы водоснабжения населенного пункта и железнодорожной станции.

Водоснабжение железнодорожного поселка осуществляется подземными водами.

Вода из водосборной галереи 1 поступает в приемный резервуар 2 и оттуда к насосной станции 3 по напорному водоводу подается в водонапорную башню 4, из которой потом поступает в кольцевую водопроводную сеть 4-5-6-7-8-9, снабжающую водой населенный пункт и следующие промышленные и хозяйственные водопотребители:

Рисунок 1. Схема водоснабжения:

1 – Источник водоснабжения

2 – Приемный резервуар

3 – Насосная станция

4 – Водонапорная башня

5 – Станционное здание и краны для заправки пассажирских вагонов

6 – Локомотивное депо

7 – Промышленное предприятие №1

8 – Промышленное предприятие №2

9 – Промышленное предприятие №3

Расход воды на хозяйственно – питьевые нужды и полив улиц и зеленых насаждений равномерно распределен вдоль оси разводящей сети.

1.2Исходныеданныедлярасчета

1. Расчетное число жителей в поселке -22170 чел.

2. Этажность застройки – 10 этажей.

3. Здания населенного пункта оборудованы внутренним водопроводом и канализацией без ванн.

4. На станции ежедневно заполняется водой -317 вагонов.

5. Максимальные суточные расходы воды:

промышленными предприятиями:

№1 – 3217, м3/сут

№2 – 3717, м3/сут

№3 – 4217, м3/сут

Локомотивное депо – 517, м3/сут

6. Длина участков труб:

3-4 – 4217м

4-5 – 1017 м

5-6 – 1317 м

6-7 – 817 м

7-8 – 1317 м

8-9 – 1317 м

4-9 – 817 м

4-7 – 1317 м

7. Отметки земли:

-Насосной станции (точка 4) – 264 м

-В точке 5 – 282 м

-В точке 8 – 274 м

-В точке 6 – 278 м

8. Отметки воды в приемном резервуаре – 258 м.

2.Делениерасчетныхсуточныхрасходовводы

Основным водопотребителем в поселках и городах являются население, которое расходует воду на хозяйственные и питьевые нужды. Количество воды для этих нужд зависит от степени санитарно-технического оборудования жилых домов, развития сети предприятий общественного обслуживания и общего благоустройства города.

Определение суточного расхода воды Qсут:

· Населенный пункт:

Qср=N*q, м3

Qmax =N*q*Kmax, м3

где N= 22170 чел;

Кmax= 1,2; Кmin= 0,8

q= 0,2 м3 /сут

Qср =22170*0,2=4434 м3

Qmax =22170*0,2*1,2=5320,8 м3

Qmin=N*q*Kmin= 22170*0.2*0.8=3547,2 м3

Наибольший расчётный суточный расход является основой для расчета большинства сооружений систем водоснабжения.

· Поливка улиц и зеленых насаждений:

Q=Ni*qпол м3/сут,

где Ni – число жителей в поселке;

qпол- норма воды на полив, приходящаяся на одного жителя;

qпол=0,07 м3/сут;

Q=22170*0,07=1551,9 м3/сут .

· Заправка вагонов:

Q=N*q м3/сут,

где N – количество вагонов;

N=317 шт;

q=1 м3/сут;

Q =317*1=317 м3/сут.

Расчетные суточные расходы воды

Таблица 1

№ п/п

Наименование потребителей

Единицы

измерения

Число

потребителей

Норма водопотребления, м3/сут

Суточный расход, м3/сут

Среднесу точный

В сутки наиб.

Среднесуточный

В сутки наиб.

1

Населенный пункт

чел.

22170

0,2

0,2*1,2=0,23

4434

5320,8

2

Полив улиц и зеленых. Насаждений

чел.

22170

0,07

0,07

1551,9

1551,9

3

Промышленное предприятие №1

пред.

1

3217

3217

3217

3217

4

Промышленное предприятие №2

пред.

1

3717

3717

3717

3717

5

Промышленное предприятие №3

пред.

1

4217

4217

4217

4217

6

Локомотивное депо

пред.

1

517

517

517

517

7

Вокзал

зд.

1

15

15

15

15

8

Заправка вагонов

вагон

317

1

1

317

317

9

Пожаротушение

пожар

2

0,025*3600*3=270

270

540

540

19412,7

Свободный напор для хозяйственно-питьевого водоснабжения определяем по формуле:

Нсв=10+4(n-1) м. вод. ст. (1)

где n – этажность застройки. Нсв=10+4(10-1)=46 м .вод. ст. принимаем Нсв=46 м. вод. ст.

3.Определениерасчетныхсекундныхрасходовводы

3.1Расчетдлякруглосуточнодействующихобъектов

водоснабжение населенный пункт

Расчетные секундные расходы воды определяют в л/сутки для отдельных категорий водопотребления. При этом нужно учесть, что одни пункты водопотребления работают круглосуточно (поселок, промпредприятия, железнодорожная станция, депо), а другие – неполные сутки (поливка улиц и зеленых насаждений, заправка вагонов на станции).

Секундный расход круглосуточно работающих объектов водопотребления определяем по формуле:

qсек=Кчас*Qmaxсут /86400 м3/с (2)

где: Кчас – коэффициент часовой неравномерности (кчас=1,56),

Qmax – суточный расход в сутки наибольшего водопотребления;

86400 – число секунд в сутках.

– хозяйственно-питьевые нужды:

qсек=1,5*5320,8/86400=0,096 м3/с

– промышленное предприятие №1:

qсек=1,5*3217/86400=0,0558 м3/с

– промышленное предприятие №2:

qсек=1,5*3717/86400=0,0645м3/с

– промышленное предприятие №3:

qсек=1,5*4217/86400=0,0732 м3/с

– локомотивное депо:

qсек=1,5*517/86400=0,0089 м3/с

– вокзал:

qсек=1,5*15/86400=0,00026 м3/с

3.2Расчетдляпериодическидействующихобъектов

Расчетные секундные расходы для периодически действующих объектов определяются по формуле:

qсек=Qmaxсут /(3600*Тпотр ), м3/ с (3)

где: Тпотр – период работы объекта в часах.

3600 – количество секунд в часе.

– поливка улиц и зеленых насаждений:

Тпотр=8 часов

qсек=1551,9/(3600*8)=0,0538 м3/с

– Заправка вагонов:

Тпотр=nпоездов*tпоезда,

где: nпоездов – количество поездов;

nпоездов=Nвагонов/15=317/15=21;

tпоезда – время заправки одного поезда(0,5 ч);

Тпотр=21*0,5=10 час.

qсек=317/(3600*10)=0,00881 м3/с

4.Подготовкамагистральнойразводящейсетикгидравлическомурасчету

Подготовка магистральной разводящей сети к гидравлическому расчету заключается в составлении расчетной схемы подачи воды сетью и предварительном распределении потоков воды по ее разводящим линиям. В кольцевых сетях заданные отборы воды могут быть обеспечены при неограниченном числе вариантов распределения воды по участкам сети.

4.1Определениепутевыхрасходов

Расход, приходящийся на 1 погонный метр разводящей сети, называют удельным расходом:

qуд= (qсекхпн + qсекпоп)/ L; м3/сек

где: qсекхпн и qсекпоп – суммарный секундный расход соответственно на хозяйственно-питьевые нужды и полив улиц;

L – суммарная длина линий, отдающих воду, м;

qуд= (0,096 +0,0538)/7619 =0,0000196 м3/ сек

Расход воды, отдаваемый каждым участком qпут, определяется по формуле:

qпут(i)=qуд*li м3/сут

где: li – длина каждого участка разводящей сети

Таблица 2. Путевые расходы разводящей сети

№ участка

Длина участка li , м

Удельный расход qуд, м3/с

Путевой расход qпут(i); м3/с

4-5

1017

0,0000196

0,0199332

5-6

1317

0,0258132

6-7

817

0,0160132

7-8

1017

0,0199332

8-9

1317

0,0258132

4-9

817

0,0160132

4-7

1317

0,0258132

0,1493324

4.2Определениеузловыхрасходов

Узловой расход определяется по формуле:

qузл=0,5qпут(i)+qсоср м3/сут

где: qсоср – сосредоточенный расход потребителя, присоединенного к узлу.

Таблица 3. Узловые расходы разводящей сети

№ узла

Номера прилегающих участков

Суммы путевых расходов на прилег. участках qпут(i), м3/с

Полусумма путевых расходов 0,5qпут(i), м3/с

Сосредоточенный расход потребления qсоср, м3/с

Узловой расход qузл=0,5qпут(i)+qсоср м3/с

5

4-5

0,0199332

0,0228732

0,0088

0,0316732

5-6

0,0258132

6

5-6

0,0258132

0,0209132

0,0089

0,0298132

6-7

0,0160132

7

6-7

0,0160132

0,0308798

0,0558

0,0866798

7-8

0,0199332

4-7

0,0258132

8

7-8

0,0199332

0,0228732

0,0645

0,0873732

8-9

0,0258132

9

8-9

0,0258132

0,0209132

0,0732

0,0941132

4-9

0,0160132

q6=0,0298132 q7=0,0866798 q8=0,0873732

Рис.

q5=0,0316732 q9=0,0941132

Рисунок 2. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами

4.3Предварительноераспределениепотоковводыполиниямразводящейсети

Предварительное потокораспределение должно быть произведено так, чтобы оно обеспечивало наиболее рациональные диаметры труб её участков и удовлетворяло требованию надёжности.

На нашей разводящей сети (см.рис.2)в три дальних узла необходимо подать одновременно расход qузл6 + qузл7 + qузл8 по трём магистральным линиям 5-6, 4-7, 9-8.

Расходы по линиям 5-6, 4-7, 9-8 будут равны:

qмаг(5-6, 4-7, 9-8)= (qузл6 + qузл7 + qузл8 )/3 м3/с;

qмаг(5-6, 4-7, 9-8)= (0,0298132+ 0,0866798+0,0873732)/3=0,20386м3/с;

q4-5= q5-6 + qузл5 =0,2038662+ 0,0316732= 0,2355394м3/с;

q4-9= q9-8 + qузл9 =0,2038662+0,0941132= 0,2979794м3/с;

q6-7= q5-6 – qузл6 =0,2038662- 0,0298132= 0,174053м3/с;

q8-7= q9-8 – qузл8 =0,2038662- 0,0873732= 0,116493м3/с.

Рисунок 3. Предварительное распределение потоков воды

4.4Определениедиаметровлинийразводящейсети

По предварительно намеченным расходам определяем диаметр участков разводящей сети:

Таблица 4

№ участка

Магистральный расход qмаг м3/с

Условный проход, мм

Длина участка

L,м

Расчетное удельное сопротивление А0 м3/с

Сопротивление участка

Ai= А0*l

4-5

0,23553

450

1017

0,099

100,683

5-6

0,20386

400

1317

0,185

243,645

6-7

0,17405

400

817

0,185

151,145

4-7

0,20386

400

1317

0,185

243,645

7-8

0,11649

300

1017

0,846

860,382

8-9

0,20386

400

1317

0,185

243,645

9-4

0,29797

500

817

0,057

46,569

5.Гидравлическийрасчетмагистральнойразводящейсети

Гидравлический расчёт производится после начального потокораспределения экономически наивыгоднейших диаметров линий сети.

Гидравлический расчёт кольцевой сети ведём по методу Лобачёва В.Г.

5.1Определениеизаписьнарасчетнуюсхемуисходныхданных

Рисунок 4. Расчетная схема разводящей сети

5.2Определениепотеринапоравовсехучасткахсети

Потери напора на каждом участке сети определяется по формуле :

hi = д Aoi li qi2 ,

где: qi – расход i – го участка сети;

Рi – длина этого же участка сети

Aoi – удельное сопротивление рассматриваемого участка;

д – коэффициент, зависящий от скорости движения воды и материала труб;

принимаем = 1.

5.3определениепоправочногорасхода

Д qК= – Д hК / (д У Ai к qi К д-1),

где: Д qК – поправочный расход к-ого кольца;

Д hК – невязка к-ого кольца;

Ai к – сопротивление i – ого участка к-ого кольца;

Ai к qi К д-1 – сумма произведений сопротивлений трубопровода на расход к-ого кольца.

Для квадратической области сопротивления :

Д qК= – Д hК / (2 У (Ai qi ) к );

Расчет продолжаем до тех пор, пока невязка не будет меньше 0,5 м

Все расчеты приводим в таблицу:

Таблица

№ кольца

№ участка

Длина участка, м

Диаметр участка, м

Площадь живого сечения щ, м?

Удельное сопротивление

участка Аоi, с?/м?

Сопротивление участка Аik, с?/м5

Предварительное распределение

Первое исправление

qik, м?/c

Vik, м/с

д

Аik*qik

hik

?q1

qik1

Vik1

д

Аik1*qik1

hik1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1

4 – 5

1017

0,45

0,1706

0,099

853,6058

0,235

1,38

1

200,597

47,140

-0,093

0,142

0,83

1

120,879

17,118

5 – 6

1317

0,4

0,1346

0,185

2871,531

0,204

1,52

1

585,792

119,502

0,111

0,82

1

317,619

35,132

6 – 7

817

0,4

0,1346

0,185

151,145

0,174

1,29

1

26,299

4,576

0,081

0,60

1,1

12,184

0,982

4 – 7

1317

0,4

0,1346

0,185

243,645

-0,204

1,52

1

49,704

-10,140

-0,151

-0,355

2,64

1

86,468

-30,687

?

862,392

161,079

537,149

22,544

2

4 – 7

1317

0,4

0,1346

0,185

243,645

0,204

1,52

1

49,704

10,140

0,151

0,355

2,64

1

86,468

30,687

7 – 8

1017

0,3

0,0759

0,846

77251,38

-0,116

1,53

1

8961,160

-1039,495

0,058

-0,058

0,77

1,1

4518,912

-264,339

8 – 9

1317

0,4

0,1346

0,185

243,645

-0,204

1,52

1

49,704

-10,140

-0,146

1,09

1

35,693

-5,229

4 – 9

817

0,5

0,2091

0,057

46,569

-0,298

1,43

1

13,878

-4,136

-0,240

1,15

1

11,200

-2,693

?

9074,445

-1043,630

4652,273

-241,575

Таблица

Второе исправление

Третье исправление

?q2

qik2

Vik2

д

Аik2*qik2

hik2

?q3

qik3

Vik3

д

Аik3*qik3

hik3

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

-0,0255

0,151

0,88

1

128,673

19,396

-0,0064

0,1443

0,85

1

123,188

17,778

0,120

0,89

1

343,838

20,586

0,1133

0,84

1

325,388

18,436

0,090

0,67

1,1

13,564

1,217

0,0833

0,62

1,15

12,593

1,049

-0,0521

-0,372

2,77

1

90,730

-33,787

-0,0161

-0,3885

2,89

1

94,661

-36,777

576,805

7,412

555,829

0,485

0,0521

0,372

2,77

1

90,730

33,787

0,0161

0,3885

2,89

1

94,661

36,777

0,0266

-0,032

0,42

1,17

2462,186

-78,476

0,0097

-0,0222

0,29

1,28

1712,346

-37,956

-0,120

0,89

1

29,206

-3,501

-0,1102

0,82

1

26,841

-2,957

-0,214

1,02

1

9,960

-2,130

-0,2042

0,98

1

9,508

-1,941

2592,083

-50,320

1843,356

-6,076

16

6.Определениевысотыводонапорнойбашнииемкостинапорногобака

При определении емкости бака водонапорной башни исходим из следующего:

– расход воды из бака объектами неравномерен и зависит от времени суток, а подача воды насосами в бак равномерна;

– распределение расходов воды по часам принимаем в зависимости от коэффициента часовой неравномерности, установленного СНиП, и характера объекта водоснабжения (населенный пункт, промпредприятие, здание специального назначения и т.п.)

Рис.

Hб = Zдт + Hсв + ?hw – Z б ,

где: Zб – отметка земли насосной станции (точка 4);

Zдт – отметка земли в диктующей точке;

Hсв – свободный напор;

Hсв = 10+4(n-1)=46м

?hw – потери напора до диктующей точки из расчета по модулю.

Для точки 6: Hб =278+30+8,66 – 264-= 52,66=53 м.

Для точки 8: Hб =274+30+14,94 – 264=54,94=55 м.

Принимаем Hб =55 м.

Таблица. Емкость бака (К=1,35)

Часы суток

Водопот,%

Подача насосов, %

Поступление воды в бак, %

Поступ. воды из бака, %

Остаток, %

(А)

0-1

3,0

4,35

1,35

1,35

1-2

3,2

4,35

1,15

2,5

2-3

2,5

4,35

1,85

4,35

3-4

2,6

4,35

1,75

6,1

4-5

3,5

4,35

0,85

6,95

5-6

4,1

4,35

0,25

7,2

6-7

4,4

4,35

0,05

7,15

7-8

4,9

4,35

0,55

6,6

8-9

4,0

4,35

0,35

6,95

9-10

5,6

4,35

1,25

5,7

10-11

4,9

4,35

0,55

5,15

11-12

4,7

4,35

0,35

4,8

12-13

4,4

4,35

0,05

4,75

13-14

4,1

4,35

0,25

5

14-15

4,1

4,35

0,25

5,25

15-16

4,4

4,35

0,05

5,2

16-17

4,3

4,35

0,05

5,25

17-18

4,1

4,35

0,25

5,5

18-19

4,5

4,35

0,15

5,35

19-20

4,5

4,35

0,15

5,2

20-21

4,5

4,35

0,15

5,05

21-22

4,8

4,35

0,45

4,6

22-23

4,6

4,35

0,25

4,35

23-24

3,3

4,35

1,05

5,4

Находим объем бака:

W= (Qmax сут / 100)*A, м3

где: Qmaxсут – максимальный суточный расход

Qmaxсут= 19412 м3

A – наибольший остаток в баке %

А=7,2%

W= (19412/100)*7,2=1397,664м3

Диаметр бака:

D =3v(W / 0,55)=13,64=14м.

Высота бака:

h= 0,7 D =9,8=10 м.

7.Гидравлическийрасчетводонапорноговодовода

Рис.

Напорный водовод подает воду от источника до водонапорной башни. Для обеспечения бесперебойной работы водовода прокладывают несколько ниток (но не менее 2). Расчет ведется на пропуск максимального суточного расхода. Секундный расход воды определяется по формуле:

qводовода =Qmax сут / 3600*T*n, м3/с

где: Qmaxсут – максимальный суточный расход;

Т -время работы насосов (Т=23часа);

n – число ниток водовода (n=2).

qводовода =19412/3600*23*2=0,1172

8.Определениепотребнойпроизводительностиинапораводопроводныхнасосов,подбортипанасосов,определениеотметкиосинасосаисоображениепосооружениюнасоснойстанции

Рабочий напор насоса можно определить по формуле :

Hтр. = Zб + Hб + hб – Zл + hвод, м

где Zб – отметка земли в месте установки водонапорной башни (точка 4 ).

Hб – высота башни;

hб – высота бака в месте расположения башни;

Zл – отметка земли в источнике;

hвод – потери напора водовода.

Hтр. =264+55+9-258+23,6=93,6 м

8.1Определение потребной мощности и подбор типа насосов

Полезная мощность насоса:

Nп = (Q ·Hтр·с·g) / ?, Вт

Nп =(0,1027*93,6*1000*9,81)/0,8=94,3 кВт

где: Q – производительность насоса, равная расходу, пропускаемому одной

ниткой водовода, м3/с (равна qводовода)

Hтр- требуемый напор насоса, м

с -плотность перекачиваемой жидкости, равная 1000 кг/м3

g – ускорение свободного падения =9,81 м/с2

з – КПД насоса, з = 0,8

По свободным графикам основных технических данных центробежных насосов подбираем насос:

Hтр=93,6/2=46,8 м и qводовода=0,1027 м3/с =110 л/сек > насос типа 6НДс 2950, подбираем 2 насоса, соединенных последовательно.

8.2Определение отметки оси насоса

Отметку оси насоса можно определить по формуле:

Zн= Zи+hг , м

где: Zн – отметка насоса;

Zи – отметка воды в источнике;

hг – геометрическая высота всасывания.

hг = Hвакдоп- h-V2/2g, м

где: Hвакдоп – допустимый вакуум для данного насоса( Hвакдоп=8 м);

h – потери напора во всасывающей линии;

V-скорость движения воды во всасывающей линии.

Потери напора во всасывающей линии определяются по формуле:

h = Авс *lвс* qвод2*1,4 , м

Для вычисления потери напора необходимо определить параметры всасывающей линии. Воспользуемся формулой для определения диаметра всасывающей линии:

dвс = dвод *1,5, мм

где dвод – диаметр водовода (300 мм)

dвс =450*1,5=675 мм

Пользуясь приложением по секундному расходу водовода и учитывая предельный экономический расход Э=0,5 м3/с (трубы стальные), принимаем удельное сопротивление Авс =0,099 м/с и площадь живого сечения wвс =0,1706 мм2, lвс=80.

h =0,099*80*0,10272 *1,4=1,00м

Скорость движения воды во всасывающей линии определяется:

V= qвод/ wвс =0,1027/0,1706=1,353 м/с

Тогда геометрическая высота всасывания определится:

hг =8-1,00-1,3532/(2*9,81)=0,263 м

Зная вычисленные значения получим отметку насоса:

Zн=258+0,258=258,258 м.

Размещено на Allbest

6. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРАВЛИЧЕСКОМ РАСЧЕТЕ ВОДОПРОВОДНЫХСЕТЕЙ

Расчет водопроводных сетей
заключается в установлении диаметров труб, достаточных для пропуска заданных
расходов воды, и в определении потерь напора. Последнее необходимо для
определения высоты водонапорных башен, а также напора, который должны создавать
насосы (см. § 4).

При расчете водопроводной сети предполагают, что
промышленным предприятиям (для производственных и хозяйственно- питьевых
целей) вода подается в виде сосредоточенных расходов, а населенным пунктам
(для хозяйственно-питьевых целей) — равномерно по длине (пути) магистральных
линий.

Вычисленные по расчетному расходу потери напора равны
действительным потерям напора в трубопроводе ic равномерной раздачей оды по
его длине. Для упрощения расчетов путевые расходы можно приводить к
сосредоточенным расходам в узлах (в местах соединения нескольких линий),
равным половине произведения удельного расхода на общую длину прилегающих
веток. При этом результаты расчетов совпадают с получаемыми при пользовании
приведенной формулой.

Наружные водопроводные сети рассчитывают несколько раз:

на максимальной часовой расход в сутки максимального
водопотребления;

на минимальный часовой расход в сутки максимального
водопотребления (максимальное поступление воды из сети в резервуар или
башню);

на максимальный часовой расход с учетом подачи воды в
расчетные точки пожаротушения и на другие периоды работы сети.

При скорости движения воды и

Потери напора в местных сопротивлениях из-за их малости
при расчете водопроводных сетей не учитывают.

Разветвленные водопроводные сети рассчитывают как системы
последовательно соединенных трубопроводов, осуществляющих раздачу воды по
пути и в виде сосредоточенных расходов в боковые ответвления. Потери напора в
таких трубопроводах могут быть определены по формуле

Расчет кольцевых водопроводных сетей значительно сложнее.
Основная трудность заключается в определении расходов по отдельным ветвям
сети.

Расчет кольцевой водопроводной сети сводится к назначению
диаметров труб, определению расходов, протекающих по отдельным ветвям сети, и
подсчету потерь напора от места подачи воды до расчетной точки сети.

В начале расчета на схеме сети намечают распределение
расходов исходя из их баланса в узлах. По намеченным расходам назначают
диаметры труб участков сети, пользуясь графиками так называемых «экономичных
диаметров» или соблюдая значения «экономичных скоростей».

Для подсчета потерь напора ог начальной точки сети до
расчетной необходимо произвести увязку сети, т. е. откорректировать
распределение расходов по участкам сети так, чтобы для всех колец и узлов
сети были соблюдены указанные выше условия. При увязке сети приходится иногда
изменять ранее назначенные диаметры труб на отдельных ее участках.

Существует несколько методов расчета (увязки) кольцевых
водопроводных сетей. Все они по существу сводятся к тем или иным способам
приближенного решения системы квадратных уравнений и поэтому достаточно
трудоемки, особенно при расчете больших многокольцевых сетей.

В настоящее время разработаны способы расчета кольцевых
водопроводных сетей с применением электронно-вычислительных или аналоговых
машин.

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ: Основы водоснабжения и канализации

§ 23. Теоретические основы поверчных гидравлических
расчетов водопроводных сетей. Задача поверочного расчета
сети заключается в определении расходов воды в участках сети при
уже известных диаметрах труб…

Раздел 3. СИСТЕМЫ ПОДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ (ВОДОПРОВОДНЫЕ
СЕТИ И ВОДОПРОВОДЫ).
Такой расчет является по существу поверочным расчетом сети
и носит название гидравлической увязки сети.

В закрытых системах теплоснабжения, когда на нужды ГВС
нагревается водопроводная, обычно не умягченная водаРасчет сети по формулам производят редко из-за его большой
трудоемкости. Обычно при гидравлическом расчете.

Раздел 3. СИСТЕМЫ ПОДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ (ВОДОПРОВОДНЫЕ
СЕТИ И ВОДОПРОВОДЫ). § 30. Сочетание технико-экономических расчетов
с поверочными гидравлическими расчетами сетей.

АндрияшевМ М. Гидравлические расчеты
водоводов и водопроводных сетей. М, Стройиздат, 1964. М о ш н и н Л. Ф. Методы технико-экономического расчета водопроводных сетей.

ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ.
§ 3.10. Особые случаи эксплуатации водоводов и сетей. Гидравлические
удары.
Постановка задачи о расчете водопроводных сетей. Целью расчета
сети явля

2.

Цель гидравлического расчета

водопроводной сети, заключается в

нахождении экономически наивыгоднейших

диаметров магистральных трубопроводов,

достаточных для пропуска необходимого

количества воды ко всем потребителям с

требуемым напором и необходимой

степенью надежности, а также в

определении потерь напора на участках

сети, которые нужны для установления

высотного положения регулирующей

ёмкости и требуемого напора насосов

второго подъёма.

3.

Для каждого расчётного случая составляется

расчётная схема потокораспределения,

состоящая из сети магистральных

трубопроводов, в узлах которой проставляют

номера узлов и узловые расходы, а на

участках фактические длины. Также

указываются водопитатели и количество

воды, поступающее от них. Во время пожара

ВБ отключают и всё необходимое количество

воды поступает от НС – II.

2. Обосновав необходимость пожаротушения — проверить: можно ли тушить водой

Чтобы проверить, можно ли на объекте использовать воду в качестве огнетушащего вещества, вам потребуется:

  • Определить по исходным данным заказчика: тип, количество и способ размещения веществ и материалов, представляющих пожарную нагрузку — всё, что может гореть на объекте.
  • Определить является ли вода допустимым огнетушащим веществом на вашем объекте с помощью справочных данных. Например, справочники Корольченко или Баратова, содержащие сведения о пожаровзрывоопасности веществ и материалов и средствах их тушения.  Если вашего вещества нет в справочниках — ищите ГОСТ или ТУ на вещество, материал, продукт.

Краткое описание системы АПТ

Цель гидравлического расчета — определение расхода воды на пожаротушение, диаметров распределительных, питающих и подводящих трубопроводов и необходимого требуемого давления и расхода для насосной установки.

Гидравлический расчет выполнен по техническим данным представленным в Приложение А (Гидравлическая схема расчета параметров)

Параметры установки пожаротушения торгового центра и других помещениях в подтрибунных пространствах принято в соответствии с требованиями СТУ:

— помещения объекта относятся к I группе помещений;

— интенсивность орошения — 0,12 л/(с·м2);

— минимальная площадь для расчета расхода воды — 120 м2;

— продолжительность подачи воды — 60 мин;

— максимальная площадь, защищаемая одним оросителем — 12 м2;

— расход воды на внутреннее пожаротушение здания от пожарных кранов составляет 2 струи с расходом каждой не менее 5 л/с.

Рабочей документацией предусмотрена защита от пожара автоматической установкой водяного пожаротушения со спринклерными оросителями RA1325 Reliable с коэффициентом производительности 0,42.

На магистральной сети трубопровода предусмотрен монтаж пожарных кранов на питающих и распределительных трубопроводах диаметром DN 65. Расстановка пожарных кранов выполнена с учетом орошения каждой точки защищаемых помещений двумя струями с высотой компактной струи не менее 12 м для помещений здания. При этом расход от одного пожарного крана составляет не менее 5,2 л/с, а требуемый напор у пожарного крана — не менее 19,9 м. вод. ст. (согласно табл. 3 СП10.13130.2009).

Трубопроводы установки пожаротушения выполнены из электросварных и водогазопроводных труб по ГОСТ 10704-91 и ГОСТ 3262-75 различного диаметра.

Источником холодного водоснабжения проектируемого объекта является проектируемый водовод. Напор в существующей сети водопровода равен 2,6 атм. (26,0 м).

Расчетная площадь для определения параметров насосной станции пожаротушения принята на отм.+21,600 (6 этаж), расположение распределительного трубопровода на отм.+28,300 (под перекрытием) с монтажным положением оросителей вертикально вверх. Участок принят для расчета по причине того, что является наиболее удаленным, тупиковым и высоко поднятым по отношению к другим участкам данной секции.

Внутренний противопожарный водопровод выполнен совмещенным со спринклерным водяным пожаротушением, общая насосная группа.

Для определения параметров насосной станции пожаротушения принято расположение основания для пожарных насосов на отм.-0,150 (1 этаж).

Максимальное расстояние между спринклерами 2,7-3,0 м (в форме квадрата с учетом технических требований и эпюры орошения или прямоугольной формы с соблюдением охвата орошения). Диаметр окружности, защищаемая одним оросителем 4,0м, соответственно один ороситель защищает площадь 12,5 м2.

Свободный напор в наиболее удаленном и высокорасположенном оросителе должен быть не менее 12 м (0,12 МПа). Расход через диктующий ороситель Qmin = k√ Н  = 0,42√12 =1,455 л/с.

На защищаемой площади 120 м2 требуется не менее 16 (120/(2,76*2,76)) оросителей, минимальная интенсивность орошения 0,12 л/(с·м2), тогда расход воды каждого оросителя должен составить:  л/с, где  м2 — площадь орошения,  — число оросителей,  л/(с·м2) — нормативная интенсивность орошения.

Расход воды

Нормативы расхода воды отдельными сантехническими приборами можно обнаружить в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85, регламентирующему сооружение внутренних водопроводов и канализационных сетей. Приведем часть соответствующей таблицы.

Прибор Расход ХВС, л/с Общий расход (ХВС и ГВС), л/с
Умывальник (водоразборный кран) 0,10 0,10
Умывальник (смеситель) 0,08 0,12
Мойка (смеситель) 0,08 0,12
Ванна (смеситель) 0,17 0,25
Душевая кабинка (смеситель) 0,08 0,12
Унитаз со сливным бачком 0,10 0,10
Унитаз с краном прямой подачи воды 1,4 1,4
Кран для полива 0,3 0,3

В случае предполагаемого одновременного использования нескольких сантехнических приборов расход суммируется. Так, если одновременно с использованием туалета на первом этаже предполагается работа душевой кабинки на втором – будет вполне логичным сложить расход воды через оба сантехнических прибора: 0,10+0,12=0,22 л/с.

При последовательном подключении приборов расход воды суммируется.

Особый случай

Для пожарных водопроводов действует норма расхода в 2,5 л/сна одну струю. При этом расчетное количество струй на один пожарный гидрант при пожаротушении вполне предсказуемо определяется типом здания и его площадью.

На фото – пожарный гидрант.

Параметры здания Количество струй при тушении пожара
Жилое здание в 12 – 16 этажей 1
То же, при длине коридора более 10 метров 2
Жилое здание в 16 – 25 этажей 2
То же, при длине коридора более 10 метров 3
Здания управления (6 – 10 этажей) 1
То же, при объеме более 25 тыс. м3 2
Здания управления (10 и более этажей, объем до 25000 м3) 2
То же, объем больше 25 тыс. м3 3
Общественные здания (до 10 этажей, объем 5 – 25 тыс. м3) 1
То же, объем больше 25 тыс. м3 2
Общественные здания (более 10 этажей, объем до 25 тыс. м3) 2
То же, объем больше 25 тыс. м3 3
Администрации предприятий (объем 5 – 25 тыс. м3) 1
То же, объем более 25000 м3 2

Гидравлические расчеты водопроводных сетей

Расчет и проектирование внутреннего водопровода стр. 1 из 2

Трассы магистралей назначаем с таким расчетом, чтобы вода подавалась ко всем потребителям наикратчайшим путем и число магистралей было не менее 2-х. В результате трассировки схема сети принята четырех кольцевая с башней в начале сети.

Учитывая то, что водопроводная сеть принята с башней в начале сети, принимаем за основной расчетный случай час максимального водоразбора. Кроме того, выполняем проверочный расчет сети на период тушения пожара и аварии при максимальном водоразборе.

Гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети производим в следующей последовательности:

  • · составляем расчетную схему отбора воды;
  • · делаем предварительное распределение потоков воды по участкам сети;
  • · определяем диаметры труб участков, потери напора в них и величину невязок в кольцах;
  • · производим увязку сети;

Расчетная схема отбора воды

При вычислениях принимается, что расчетный расход воды равномерно распределён по длине магистрали. При этом из общего расхода воды, отдаваемого в сеть, вычитаем расход промышленного предприятия. Максимальное водопотребление с 8 до 9 часов. В этот час город потребляет 6,41% от суточного максимального или 740,4м3/ч= 205,6 л/с, в том числе 59,6 м3/ч= 15 л/с потребляет предприятие.

Величина расхода, равномерно распределенная по длине сети равна:

Q=Qmax-Qпр л/с

Q=205,6 — 15 = 190,6 л/с

Удельный отбор, т. е. отдача воды в сеть на 1 метр ее длины определяется по формуле:

qуд=Q/Уl, л/с на 1 м

qуд= 190,6/8820 = 0,021 л/с на 1 м

где Уl- сумма длин участков сети в м, в нее не входят длины участков, проходящих по незастроенной территории; участки, находящиеся рядом с промышленным предприятием принимаем 0,5l.

Далее определяем путевые расходы воды на участках сети:

Qпут=qуд·lуч, л/с

где lуч- длина участка.

Заменяем путевые расходы узловыми:

Qузл=0,5·qуд·Уlузл= 0,011 Уlузл, л/с

где Уlузл- сумма длин участков, примыкающих к узлу.

Результаты определения узловых расходов приведены в таблице.

Табл.5 Определение узловых расходов.

Номер узла Номер уч-ков, примыкающих к узлу Сумма длин уч-ков, примыкающих к узлу, Уlузл,м Узловой расход, Qузл, л/с
1 1-2; 1-8; 1-9 490 + 650 + 900 = 2040 22,5
2 1-2; 2-3 490 + 1050 = 1540 17
3 2-3; 3-4; 3-9 1050 + 390 + 910 = 2350 26
4 3-4; 4-5 390 + 1330 = 1720 18,9
5 4-5; 5-9; 5-6 1330 + 680 + 540 = 2550 28
6 5-6; 6-7 680 + 510 = 1190 13,2
7 6-7; 7-8; 7-9 510 + 700 + 670 = 1880 20,8
8 7-8; 8-1 700 + 650 = 1350 14,9
9 1-9; 3-9; 7-9; 5-9 900 + 910 + 670 + 540 = 3020 33,3
‡”? = 8820 УQузл= 190,6

Перейти к загрузке файла

Для определения расчетных расходов воды по участкам воды выполняем первоначальное потокораспределение.При начальном потокораспределении должны быть выполнены следующими требованиями:
  • — распределение воды по основным параллельным магистралям должно быть примерно равным.
  • — соблюдение баланса расхода в узлах, т. е. сумма расходов, приходящих к любому узлу, должна быть равной сумме расходов, уходящих из узла, включая узловой расход.
  • — в кольце сумма потерь напора должна быть равна нулю.

Для всех расчетных случаев по схемам предварительного потокораспределения определяют средние в сечении расходы. По этим расходам с помощью таблиц Шевелева экономически наивыгоднейшие диаметры труб.Диаметры перемычек и замыкающих участков назначаются конструктивно.Диаметр перемычек принимают равным диаметру последующих магистралей. Диаметры замыкающих участков принимают на один сортамент меньше предшествующих магистралей, но не менее 100 мм.Таблица 5.

Случай max. водоразбора Случай пожара в час max. водоразбора
Q1ср. 61 л/с 96 л/с
Q2ср. 50,4 л/с 85,4 л/с
Q3ср. 23,7 л/с 58.7 л/с

По данным расходам принимаем чугунные трубы следующих диаметров:

Сечение 1-1 : 300 мм

Сечение 2-2 : 250 мм

Сечение 3-3 : 200 мм

Диаметр перемычек, равный диаметру последующих магистралей — 200 мм.

Диаметр замыкающих участков — 150 мм.

Напор

Начнем с нескольких общих замечаний:

  • Типичное давление в магистрали холодного водоснабжения составляет от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции или водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и ряда прочих факторов.
  • Абсолютный минимум напора, который позволяет работать всем современным сантехническим приборам и использующей воду бытовой технике – 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, к примеру, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.

Датчик давления прибора срабатывает при напоре в 3 метра.

Справка: при атмосферном давлении 10 метров напора соответствуют 1 кгс/см2 избыточного давления.

На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Небольшой запас компенсирует неучтенные потери в подводках, запорной арматуре и самом приборе.

9. Определить место размещения насосной станции

При определении места размещения насосной станции необходимо проверить соответствие параметров помещения требованиям СП 485.1311500.2020: ширина проходов между оборудованием (п. 6.7.1.6, 6.10.16), размещение насосной станции (п. 6.10.9), отдельный выход на лестничную клетку или наружу (п. 6.10.10), температура воздуха (п. 6.10.12) и т.д.

Необходимый уровень напора для повседневных нужд

Важным нюансом является тот факт, что строительные нормы указывают крайние допустимые границы, и нельзя не заметить, что разбежка очень велика. Минимально допустимый напор не способен обеспечить комфортное пользование водой в квартире и нормальную работу бытовых приборов.

Оптимальный напор во внутриквартирной части водопровода для холодной воды составляет 4 атм. В быту этот показатель обычно колеблется в пределах 2,5–7 атм.

Срок службы ВПВ

Срок годности:

  1. пластиковые трубы – 50 лет, металлические – до 30 лет;
  2. рукава – от 2 до 5 лет, максимум до 10;
  3. насосы – от 5 до 12 лет.

По результатам проверки период эксплуатации может ограничиваться или продлеваться.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...