Водоснабжение населенного пункта

Расчет максимального суточного водопотребления населенного пункта на хозяйственно-питьевые нужды, производительности и напора насосов подъёма и ёмкости бака водонапорной башни. Гидравлический расчёт и деталировка сети, график пьезометрических линий.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	21.06.2011
Размер файла	127,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные к курсовому проекту

1. Определение расчётных расходов воды населённого пункта

1.1 Определение максимального суточного водопотребления населенного пункта на хозяйственно-питьевые нужды

1.2 Расход воды в больнице

1.3 Расход воды в гостинице

1.4 Расход воды в школе

1.5 Расход воды в прачечной

1.6 Расход воды в бане

1.7 Расход воды на промпредприятии

1.7.1Определение хозяйственно-питьевых расходов

1.7.2 Определение душевых расходов

1.8 Расход воды на поливку в городе

1.9 Расход волы на тушение пожаров

2. Определение производительности и напора насосов II подъёма и ёмкости бака водонапорной башни

2.1 Определение производительности и напора насосов II подъема

3. Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни

4. Гидравлический расчёт сети

4.1 Расчёт сети на случай максимального хозяйственно-питьевого расхода по методу А.Ф. Мошнина /I случай расчёта/

4.1.1 Определение путевых расходов

4.1.2 Определение узловых расходов

4.1.3 Гидравлический расчёт сети на I случай её работы

4.2 Гидравлический расчет сети на случай максимального хозяйственно-питьевого водопотребления плюс пожар методом Лобачёва-Кросса/2сл/

4.3 Расчёт водопроводной сети на случай максимального транзита в бак водонапорной башни методом Лобачёва — Кросса /3 случай расчёта/

5. График пьезометрических линий

5.1 Построение пьезометрической линии на первый случай работы сети

5.2 Построение пьезометрической линии на второй случай работы сети

5.3 Построение пьезометрической линии на третий случай работы сети

6. Расчёт водоводов

7. Линии равных свободных напоров

8. Деталировка сети

Задачей курсового проекта является гидравлический расчет водопроводной сети и населенного пункта и промышленного предприятия, находящегося на его территории.

На основании задания должна быть запроектирована кольцевая сеть, обеспечивающая снабжение водой жителей населенного пункта и промпредприятия, определены: высота, регулирующая и полная емкости резервуара водонапорной башни, подобраны насосы, подающие воду в сеть.

Выполнение проекта рекомендуется производить в следующей последовательности:

1. Трассировка водопроводной сети на генплане населенного пункта и определение места расположения источников ее питания.

2. Определение расчетных расходов веды и составление таблицы водопотребления.

3. Построение ступенчатого и интегрального графиков водопотребления в сутки наибольшего водопотребления.

4. Определение по исходным данным и по ступенчатому графику водопотребления ориентировочного значения потребной производительности и напора насосов, подающих воду в сеть.

5. Подбор по каталогу марки центробежных насосов.

6. Определение потребной емкости водонапорной башни.

7. Определение расчетных расходов воды для следующих периодов работы сети:

а) максимального часового расхода воды в сутки максимального водопотребления;

б) максимального часового расхода воды в сутки максимального водопотребления плюс пожар;

в) минимального часового расхода воды в сутки максимального водопотребления (максимальный транзит в бак водонапорной башни).

8. Составление расчетных схем водопроводной сети для трех вышеуказанных случаев и определение условных узловых расходов.

9. Первоначальное распределение потоков воды по участкам для трех схем.

10. Расчет водопроводной сети на случай максимального водопотребления методом Мошнина Л.Ф.

11. Расчет водопроводной сети на случай пожара в час максимального водопотребления и максимального транзита в бак методом Лобачева-Кросса.

12. Определение отметки дна резервуара водонапорной башни по результатам расчета сети на случай максимального хозяйственно-питьевого водопотребления.

13. Определение потребного напора насосов по результатам расчета сети на случай максимального транзита в бак водонапорной башни и уточнение марки выбранных насосов.

14. Проверка возможности создания подобранными насосами при пожаре потребных подачи и напора,

15. Построение графиков пьезометрических линий для всех трех случаев работы сети.

16. Построение пьезокарты (линий равных свободных напоров) для всех трех случаев работы сети.

17. Оформление графических материалов и составление пояснительной записки.

Исходные данные к курсовому проекту «водопроводная сеть населенного пункта»

Расположение населенного пункта

Площадь обводняемой территории

Средняя глубина до уровня грунтовых вод

Степень благоустройства зданий по районам

Этажность застройки по районам

Плотность населения по районам

Поливаемая площадь от площади районов

Расстояние от НС до города

Сведения о Промпредприятии

Завод синтетического каучука

Данные по промпредприятию

В горячих цехах

В холодных цехах

пользуются душем: работающие в горячих цехах

работающие в холодных цехах

Одной душевой сеткой пользуются

Расход питьевой воды на технологические нужды по сменам

Категория производства по пожарной опасности

Степень огнестойкости здания

Объем наибольшего здания

Требуемый напор на вводе

Поливаемая площадь от объема площади промпредприятия

1. Определение расчетных расходов воды населенного пункта. Составление таблицы водопотребления

1.1 Определение максимального суточного водопотребления населенного пункта на хозяйственно-питьевые нужды

Суточное количество потребляемой на хозяйственно-питьевые нужды воды населенного пункта зависит от нормы водопотребления, назначаемой в зависимости от степени благоустройства жилой застройки и от географического расположения населенного пункта.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды определяется по формуле

где qж — удельное водопотребление на одного человека, принимаемое по таблице 1 [1] в зависимости от степени благоустройства районов жилой застройки, л/сут чел, цж=140 л/сут чел. для первого района и цж=195 л/сут чел. для второго района;

Nж — расчетное число жителей, чел,

где p — плотность населения, чел/га, (по заданию);

F — площадь обводняемой территории, га, (по генплану),F=137,36 га.

N= 100102,23=10223 чел,

NIIж= 11035,13=38643 чел,

Q1 сут.ср= =1431,22 м3/сут

Q2 сут.ср= =7535,39 м3/сут

Qсум = Q1сут.ср + Q2 сут.ср

Qсум = 1431,22+7535,39 = 8966,61м3/сут

Расчетный расход воды в сутки наибольше го водопотребления Qсут.maх, м3/сут, определяем по формуле

где kсут.max — коэффициент максимальной суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дня, м3/сут, kmax=l,1 -3,1 по п. 2.2 [1], принимаем равным 1,2.

Максимальный расчетный часовой расход:

где kчас.max- максимальный коэффициент часовой неравномерности.

Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления kчас.max определяем по формуле

где max — коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия,

max — коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаемый, по таблице 2 [1] .

kчас.max=1,31,15 = 1,495 = 1,5

Максимальный расчетный часовой расход равен

qчас.max= =672,5 м3/сут,

По часам суток максимальное общее суточное водопотребление населенного пункта на хозяйственно-питьевые нужды распределяются в зависимости от величины кчас.max.

Норма водопотребления в больнице на одну койку составляет qбол= 250 л в сутки Количество коек в больнице определяется из расчета 4-6 коек на 1000 жителей:

где N — расчетное количество жителей

Суточное потребление воды в больнице

Суточное потребление равно

Часовой расход составит

qболчас =61/24 = 2,54 м3/час

1.3 Расход воды в гостинице

Норма суточного водопотребления в гостинице принимается из расчета qг=200-300 л/сут на одного человека (постояльца). Количество мест в гостинице определяется из расчета 3-10 мест на 1000 жителей.

Суточное потребление гостиницы

Часовой расход составит

Qгостчас =112/24 = 4,67 м3/час

1.4 Расход воды в школе

Суточный расход в школе определяется по формуле

где: nш-вместимость человек,

qш- расход воды в сутки максимального водопотребления, 20 л/сут на одного человека.

tш- время работы школы, час

Часовой расход составит

qшкчас =256/16 = 16 м3/час

Так как согласно генплану три школы то: Qшксут = 768 м3/сут = 48 м3/час.

1.5 Расход воды в прачечной

Норма водопотребления воды в прачечной ,составляет 75 л на 1 кг сухого белья. Количество белья поступающее в прачечную за одну смену ( продолжительность смены Тсм=8 час ) от 1000 жителей ,равно qпр=50-100 кг.

Общее количество белья

Прачечную следует проектировать производительностью 1000,2000,3000,5000,7500 кг белья в смену. Прачечные работают 16 часов в две смены. Принимаем прачечную на 1000 кг белья смену.

Суточное потребления воды

При коэффициенте часовой неравномерности потребления воды в прачечной Kпр=1 часовой расход равен

1.6 Расход воды в бане

Норма водопотребления в бани составляет 180 л/ч на одного человека. Количество мест в бани составляет из расчета 10 мест на 1000 жителей.

Продолжительность работы бани принимается tб=16ч (с 7 до 23 часов) , продолжительность одной промывки 0,75-1 часа.

Количество мест в бане

К проекту принимаем баню 500 мест.

Суточный расход бани

Коэффициент часовой неравномерности Кчас=1

1.7 Расход воды на нужды промышленного предприятия

Распределение расходов воды на производственные нужды принимается равномерным по часам смены. Коэффициент часовой неравномерности по часам смены промпредприятия в одну смену равен Кч = 1.

Часовой расход в смену определяется по формуле

где Qсм- расход воды на производственные нужды в смену, м ;

t — продолжительность смены, час.

Расход воды на производственные нужды в первую смену ( с 7 до 15) равен 200 м3, тогда часовой расход в эту смену составит

часовой расход во вторую смену (с 15 до 23) равен

1.7.1 Определение хозяйственно-питьевых расходов

Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды и пользование душами на промышленных предприятиях должны определятся в соответствии с требованиями таблиц 3 и 4 [2].

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды по каждой смене определяется для горячих и холодных цехов (по тепловыделению) отдельно.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в горячих цехах определяется по формуле:

где 45 — норма хозяйственно-питьевого водопотребления на одного человека в смену в горячих цехах, л;

n- число работающих в одну смену (по заданию);

рг — процент работающих в горячих цехах, %.

По формуле для каждой смены находим

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в холодных цехах

где 25 — норма хозяйственно-питьевого водопотребления на одного человека в смену в холодных цехах, л;

— процент работающих в холодных цехах, %.

Для каждой смены получим

Распределение водопотребления на хозяйственно-питьевые расходы по часам суток производится в зависимости от коэффициента часовой неравномерности.

1.7.2 Определение душевых расходов

Для первой смены:

Всего рабочих -1500чел. В ХЦ — 70% — 1050чел. В ГЦ — 30% — 450 чел. Из них пользуются душем: в ХЦ — 25% от числа рабочих — 263 чел., в ГЦ — 37% — 167 чел.

Для второй смены:

Всего рабочих -1000чел. В ХЦ — 60% — 600чел. В ГЦ — 40% — 400 чел. Из них пользуются душем: в ХЦ — 32% от числа рабочих -192 чел., в ГЦ — 42% — 168 чел.

Расход воды для душевых целей на промпредприятии следует определять в соответствии с количеством душевых сеток, принимаемым по табл. 8 [2] в зависимости от санитарной характеристики производственных процессов в цехах предприятия.

Расчет ведем согласно данным по промпредприятию (см. задание)

Количество душевых сеток в горячих и холодных цехах определяется по формуле

где m количество человек, пользующихся душем в цеху;

k — количество человек на одну душевую сетку в цеху Количество душевых сеток в горячих цехах равно

в холодных цехах:

Количество воды на душевые цели в смену определяется для горячих и холодных цехов отдельно

где — принимается в соответствии с табл.2 [2] равным 375 л (часовой расход на одну душевую сетку принимается равным 500 л, продолжительность пользования душем 45 минут);

— количество душевых сеток, шт.

По формуле для первой смены получим

для второй смены

1.8 Расход воды на поливку в городе

Расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений принимается дополнительно к городскому расходу по данным п. 2.3 [1]. При отсутствии данных о величине и характере площадей поливки удельный среднесуточный расход на поливку в расчете на одного жителя может быть принят, в зависимости от местных условий, в пределах 50-90 л/чел в сутки согласно примечанию 1 к таблице 3 [1]. Поливка производится поливочными машинами в течение 16 часов и дворниками в течение 6-8 часов .

Общий расход на поливку определяется по формуле

где 70 — удельный среднесуточный расход на поливку в расчете на одного жителя, л/чел;

N — число жителей, чел.

По формуле находим

Qполив== 3420,62 м3/сут

Расход воды на поливку автомашинами составляет 60-70% от общего расхода на поливку

По формуле получим

qмаш=0,6= 2052,37 м3/сут

Расход воды на поливку дворниками

Специфика отбора воды из сети для поливки улиц и зеленых насаждений позволяет классифицировать поливочные расходы как равномерно распределенные по длине сети расходы.

Расход воды в час на поливку автомашинами

где — расход воды на поливку автомашинами, м3/час.

16 — продолжительность поливки автомашинами. Расход воды на поливку автомашинами равен:

Расход воды в час на поливку дворниками

Принимаем, что поливка улиц дворниками производится в течение 8 часов.

Тогда в час расход воды составляет:

где qдв- расход воды на поливку дворниками, м /час;

8 -продолжительность поливки дворниками, час

По формуле расход на поливку дворниками равен

1.9 Расход воды на пожаротушение

Расход воды на пожаротушение складывается из расходов на наружное (из пожарных гидрантов) и внутреннее (из пожарных кранов или сплинкерных систем) тушение пожаров.

Расход воды на наружное пожаротушение и количество одновременных пожаров в населенном пункте принимают по табл. 5 [1] в зависимости от количества жителей и максимальной этажности застройки

Согласно п. 3.10 [2] расход воды на тушение пожара внутри зданий, оборудованных пожарными кранами, следует учитывать дополнительно к расходам на наружное

пожаротушение из расчета двух пожарных струй производительностью по 2,5 л/с каждая для общественных и жилых зданий объемом более 25000 м , и одной струи для зданий менее 25000 м3.

Расчетный расход воды должен быть обеспечен при наибольшем расходе воды на другие нужды, предусмотренные п. 4.3 [1], при этом на промпредприятии расходы воды на поливку территории, прием душа, мытье полов и мойку технологического оборудования, а также на полив растений в теплицах не учитывается.

При количестве населения 48866 принимаем расчетное количество одновременных пожаров 2 по 25 л/с с добавкой 5 л/с (2 струи по 2,5 л/с), т е. по 30 л/с на каждый пожар.

На промпредприятии расход воды на тушение пожара определяется по табл.7.8 [1] в зависимости от степени огнестойкости и категории производства, объема здания.

В соответствии с заданием степень огнестойкости здания — IV, категория производства по пожарной опасности — В, объем здания 25 тыс м3 . Тогда по табл. 7 [1] расход воды на тушение пожара на предприятии составляет 40 л/с Таким образом, суммарный расход на пожаротушение составляет 30 + 40 = 70 л/с.

2. Определение производительности и напора насосов II подъема и емкости бака водонапорной башни

Для выбора режима работы насосной станции II подъема и определения емкости водонапорной башни необходимо построить ступенчатый график водопотребления по результатам расчетов табл.1.

2.1 Определение производительности и напора насосов II подъема

Производительность насосов определяем с учетом того, что два насоса будут работать круглосуточно, и один насос будет включаться в работу в определенные часы.

При двух рабочих насосах, при их параллельной работе, производительность каждого равна половине расчетного расхода, а высота подачи насоса принимается для случая подачи всего расчетного расхода. При параллельной работе трех рабочих насосах производительность каждого равна трети от расчетного расхода.

При выключении из работы одного насоса производительность оставшихся увеличивается на 11%, при этом следует учитывать коэффициент параллельности

Назначаем следующий режим работы насосов: три насоса работают 12 часов (8 — 20), 2 насоса работают 9 часов (3 — 8 и 20-24) и 1 насос работает 3 часа ( 0 — 3).

Для определения производительности одного насоса решим уравнение

где х — подача одного насоса, м3/час.

Из уравнения находим х:

Тогда три насоса подают: 1223,37 м3/час;

два насоса подаёт: 905,29 м3/час;

один насос подает: 481,19 м3/час.

Для подбора марки насосов определяем потребный напор, который ориентировочно определяется по формуле

HH=zб — zр.ср+Hб+ Hр.б+hн.ст+hc ,м

где zб, — отметка поверхности земли у водонапорной башни (по генплану), м, равная 145,8 м;

zр.ср — отметка среднего уровня воды в резервуарах чистой воды, принимается ниже поверхности земли у насосной станции II подъема на 2-3 м, м, равная 131 м;

Hб — расчетная высота ствола водонапорной башни до дна резервуара, м,

где z — отметка поверхности земли в диктующей точке, питающейся в час максимального водоразбора от водонапорной башни, м, равная 143,8 м;

Hcв — свободный напор в диктующей точке, определяемый в зависимости от этажности застройки по п. 3. 27 [1]. Диктующая точка — это точка, имеющая наибольшую геодезическую отметку и наиболее удалённая от башни. В нашем случае можно принять в качестве диктующей точки — точку 10.

= 10 + 4(n-1) = 10+4(4-1) = 22 м.

hб, — потери напора на участке от водонапорной башни до диктующей точки, м;

Нр.б — расчетная глубина воды в резервуаре напорной башни, ориентировочно принимается равной 5 м;

hн.ст — потери напора на внутренних коммуникациях насосной станции, принимаются предварительно равными 2,5 м;

hc — потери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни

hб и hc определяются из расчета потерь напора по длине 2-3 м водного столба на один погонный километр сети, т.е. гидравлический уклон равен 0,002-0,003.

где i — гидравлический уклон;

— длина контура НС. — ВБ, равная 1370 м .

где — длина водоводов от диктующей точки до башни, равная 870 м.

Потребный напор насосов:

По [3] принимаем к проекту три насоса марки NK 150-400.

Q = 520 м3/час, Н = 50 м

3. Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни

Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни производится табличным методом. При определении регулирующей емкости назначается час суток после длительного и большого расхода из бака (21 -22), считая, что к этому часу бак опорожняется, и за следующий час в графу 31 таблицы 2 ставим 0. Затем суммируем или вычитаем приток поступающей воды в бак за каждый час. Наибольшее число 31 графы является регулирующей емкость бака, т.е. 2144,87 м3 (7- 8 час.) .

Наибольшее значение графы 29 соответствует максимальному транзиту, т.е. 444,59 м3 , и приходится на 3 -4 час.

3.1 Определение полной емкости бака водонапорной башни

Суммарная емкость бака водонапорной башни определяется:

где Wp — регулирующая емкость башни (определенная табличным методом), м3;

Wпож — запас воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 минут, м3

где -расход воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара, л/с.

Далее находим суммарную емкость бака:

Wр.б = 2144,87+18=2162,87 м3

4. Гидравлический расчёт сети

4.1 Гидравлический расчет сети на случай максимального водопотребления методом Мошнина

Цель гидравлического расчета водопроводной сети заключается в нахождении экономически наивыгоднейших диаметров магистральных трубопроводов всех участков сети и сопротивлений в них, достаточных для пропуска необходимого количества воды ко всем потребителям с требуемым напором и необходимой степенью надежности, а также в определении минимальных потерь напора на участках сети, которые нужны для установления высотного положения регулирующей емкости и требуемого напора насосов второго подъема, и минимальной стоимости водопроводной сети.

После трассировки магистральную водопроводную сеть разбиваем на расчетные участки. Начало и конец участка нумеруем (номера узлов), узлы намечаем также в точках подключения водоводов от насосной станции, от водонапорной башни, в местах отбора воды крупными потребителями и в местах устройства пересечений и ответвлений магистральных линий. Условно принимаем, что отбор воды происходит только из гидравлического узла. Отбор воды в течение суток изменяется в значительных пределах, фактическую картину которого установить очень трудно. На практике принимают условную схему водоотбора, которая предполагает равномерную отдачу воды магистральной водопроводной сетью.

4.1.1 Путевые расходы

По табл. 1 максимальный общегородской расход приходится на час суток с 8 до 9 часов и составляет 1430,59 м3/ч или 397,386 л/с.