Участок

Расход

4-3

4

3-2

4+11=15

2-1

15

4-5

3,83

Участок

L, м

q, л/с

d, мм

V, м/с

s=AL

К

s₁=Ks

h=s₁q², м

s₁q

Dq, л/с

q_{1, л/с}

h₁=s₁q₁², м

4-3

200

4

100

0,49

0,06234

1,15

0,071691

1,1471

0,29

-0,59

3,41

0,83

3-2

315

15

125

1,15

0,029016

1

0,029016

6,5286

0,44

-0,59

14,41

6,03

2-1

200

15

125

1,15

0,019344

1

0,019344

2,1762

0,15

-0,59

14,41

2

9,8519

8,86

4-5

285

3,83

100

0,49

0,09351

1,15

0,107537

1,2285

0,41

+0,59

4,42

2,1

5-6

220

9,45

100

1,16

0,06234

1

0,06234

5,5671

0,59

+0,59

10,04

6,28

6-7

200

22,75

200

0,7

0,0016184

1,09

0,001764

0,0401

0,04

+0,59

23,34

0,96

7-1

150

23,26

200

0,72

0,0012138

1,08

0,001311

0,7093

0,03

+0,59

23,85

0,75

Всего

1570

38,26

7,545

1,95

10,09

Участок

К

s₁=Ks

h=s₁q², м

s₁q

Dq, л/с

q_{1, л/с}

h₁=s₁q₁², м

Dq₁, л/с

q_{2, л/с}

h₂=s₁q₂², м

1

7

8

9

10

11

12

13

4-3

1,15

0,071691

1,1471

0,29

-0,59

3,41

0,83

+0,32

3,73

1

3-2

1

0,029016

6,5286

0,44

-0,59

14,41

6,03

+0,32

14,73

6,3

2-1

1

0,009672

2,1762

0,15

-0,59

14,41

2

+0,32

14,73

2,1

9,8519

8,86

9,4

4-5

1,15

0,107537

1,2285

0,41

+0,59

4,42

2,1

-0,32

4,1

1,81

5-6

1

0,06234

5,5671

0,59

+0,59

10,04

6,28

-0,32

9,72

5,9

6-7

1,09

0,001764

0,0401

0,04

+0,59

23,34

0,96

-0,32

23,02

0,93

7-1

1,08

0,001311

0,7093

0,03

+0,59

23,85

0,75

-0,32

23,53

0,73

Всего

7,545

1,95

10,09

9,37

Участок

Расход

7-6

2

6-5

2+2,2=4,2

5-4

4,2+1,22=5,42

4-3

5,42+0,42=5,84

3-2

5,84+2,5=8,34

2-1

8,34

7-8

43

8-1

43+5,51=48,51

Всего

56,85

Участок

L, м

q, л/с

d, мм

V, м/с

s=AL

K

s₁=Ks

h=s₁q², м

s₁q

Dq, л/с

q_{1, л/с}

h₁=s₁q₁², м

7-6

100

2

200

0,245

0,008092

1,41

0,001140972

0,004

0,002

-2,37

-0,37

-0,0001

6-5

220

4,2

100

0,95

0,06234

1,04

0,0648336

1,14

0,27

-2,37

1,83

0,22

5-4

285

5,42

100

0,66

0,09351

1,1

0,102861

3,02

0,56

-2,37

3,05

0,96

4-3

200

5,84

100

0,7

0,06234

1,09

0,0679506

2,32

0,4

-2,37

3,47

1,24

3-2

315

8,34

125

0,64

0,029016

1,11

0,03220776

2,24

0,29

-2,37

5,97

1,15

2-1

200

8,34

125

0,64

0,019344

1,11

0,02147184

1,49

0,18

-2,37

5,97

0,77

10,21

4,34

7-8

100

43

250

0,88

0,0008092

1,06

0,000267968

1,18

0,03

+2,37

40,3

1,33

8-1

150

48,51

250

0,95

0,0003792

1,04

0,000394368

0,75

0,02

+2,37

45,88

0,83

Всего

1570

56,85

1,93

1,75

2,16

s₁=Ks

h=s₁q², м

s₁q

Dq, л/с

q_{1, л/с}

h₁=s₁q₁², м

s₁q₁

Dq₁, л/с

q_{2, л/с}

h₂=s₁q₂², м

0,001140972

0,004

0,002

-2,37

-0,37

-0,0001

0,003

-0,99

-1,36

0,002

0,0648336

1,14

0,27

-2,37

1,83

0,22

0, 19

-0,99

0,84

0,05

0,102861

3,02

0,56

-2,37

3,05

0,96

0,31

-0,99

2,06

0,44

0,0679506

2,32

0,4

-2,37

3,47

1,24

0,24

-0,99

2,48

0,42

0,03220776

2,24

0,29

-2,37

5,97

1,15

0, 19

-0,99

4,98

0,8

0,02147184

1,49

0,18

-2,37

5,97

0,77

0,13

-0,99

4,98

0,53

10,21

4,34

2,24

0,000817292

1,18

0,03

+2,37

40,3

1,33

0,03

+0,99

41,29

1,39

0,000394368

0,75

0,02

+2,37

45,88

0,83

0,02

+0,99

46,87

0,87

1,93

1,75

2,16

1,11

2,26

Участок

Расход

4-3

4

3-2

15

2-1

15

4-5

3,83

5-6

9,45

6-7

22,75

7-8

22,75

8-1

23,26

Всего

38,26

Участок

L, м

q, л/с

d, мм

V, м/с

s=AL

K

s₁=Ks

h=s₁q², м

4-3

200

4

100

0,49

0,06234

1,2

0,074808

1,2

3-2

315

15

125

1,15

0,029016

1

0,029016

6,53

2-1

200

15

125

1,15

0,019344

1

0,019344

4,4

12,13

4-5

285

3,83

100

0,43

0,09351

1,2

0,112212

1,65

5-6

220

9,45

100

1,1

0,06234

1

0,06234

5,57

6-7

100

22,75

200

0,7

0,0008092

1,09

0,00882028

4,56

7-8

100

22,75

200

0,7

0,0008092

1,09

0,00882028

4,56

8-1

Находим невязку

Dh= 16,58 - 12,13 = 4,45м >1 м и превышает допустимое значение.

Находим поправочный расход

Dq = Dh/ (2Ssq) = 4,45/ (2´2,1) = 1 л/с.

Сводная ведомость подбора диаметра труб и расчета потерь напора (проверочный расчет)

Находим невязку Dh= 13,76 - 13,3 = 0,46 м < 0,5 м. Невязка допустима.

Определяем потери напора в сети h_с = (13,76+13,3) /2 = 13,53 м.

Для укладки наружной сети ткацкой фабрики требуются стальные трубы следующих диаметров и длин:

2.3 Определение режима подачи воды

Для определения режимов работы насосных станций, водонапорных баков и резервуаров необходимо знать, сколько воды расходуется по часам смены на промышленных предприятиях.

Количество воды в%, расходуемое на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час восьмичасовой смены, можно принять по таблице. Расход воды на производственные нужды принят равномерным по часам смены. Расход воды на душевые нужды учитывается в течение 45 мин первого часа каждой смены, так как в этот час моется предыдущая смена. В это время на фабрике максимальный водоразбор, который в процентах сменного расхода составляет:

В соответствии с таблицей расходов воды (табл.2.1) и таблицей водопотребления на хозяйственно-питьевые, нужды по часам смены, составляем для нашего предприятия таблицу 2.5 водопотребления по часам смены. Определяется сменный хозяйственно-питьевой расход по цехам в м³/смену. Значения количества работающих в смену N₁ и N₂ и норма хозяйственно-питьевого водопотребления q₁ и q₂ на 1 чел. л/ смену принимаются по таблице 2.1 (исходные данные).

Сменный душевой расход устанавливается по душевому расходу воды Q_д в л/с (см. таблице 2.1) из расчета работы душевых в течении 45 мин.

Для восьмичасовой смены производственный сменный расход воды определяется по заданному расходу воды в л/с.

Из таблицы 2.5 видно, что расход воды на все нужды в смену составляет 152,95 м³, из них:

Расчетный расход воды без душевого расхода 111,2 м³.

2.4 Расчет емкостных сооружений (водонапорная башня и РЧВ)

Регулирующую емкость бака водонапорной башни определяют, анализируя работу насосов насосной станции II подъема и расходы воды из водопроводной сети, для чего составляем табл.2.6 Данные по водопотреблению в каждый час смены в% от сменного расхода берем из табл.2.5, графа 23.

Принимаем производительность одного насоса, равную 10,43% сменного расхода, другого насоса - 27% - Этот насос включается дополнительно для обеспечения подачи воды на душевые нужды в первый час каждой смены.

Таблица 2.6 - Расчет регулирующей емкости бака водонапорной башни

Следовательно, регулирующий объем бака (см. табл.2.6) составляет 10,82% сменного расхода, т.е.

W_рег = (152,95´10,82) /100 = 16,55 м³.

Полный объем - водонапорного бака составляет сумму регулирующего объема и неприкосновенного запаса воды. Неприкосновенный запас равен расходу воды на внутреннее пожаротушение в течение 10 мин при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды.

В нашем случае объем запаса воды на пожарные нужды

W_{н. з. пож} = (5´10´60) /100=3 м³.

Объем неприкосновенного хозяйственно-производственного запаса определим по максимальному часовому расходу воды, равному 127,17 м³/см (табл.2.6), а 10-минутный запас - из равенства

W_{н. з. х-п.} = м³.

Неприкосновенный запас воды, таким образом, будет равен

W_{н. з.} =3+2,75=8,25 м³.

Полный объем воды в водонапорном баке

W₆ = 16,55+8,25= 24,8 м³.

Принимаем по Приложению 4 бак вместимостью 50 м³ (по типовому проекту 901-5-21/70). Определим объем резервуара чистой воды по режиму работы насосных станций I и ^- II подъема.

При равномерном режиме работы насосная станций I подъема в каждый час будет подавать 100/8= 12,5% сменного расхода. Режим работы насосов II подъема даны в табл.2.6

Расчет сведем в табл.2.7, из которой видно, что регулирующий объем резервуара чистой воды равен 31,5% сменного расхода или

W_{рег рчв} = (152,95´14,5) /100 = 22,18 м³.

Таблица 2.7 - Определение регулирующей емкости резервуара чистой воды

Полный объем резервуара чистой воды равен сумме, регулирующего объема, неприкосновенного запаса и объема воды, необходимого для нужд водопровода (промывка фильтров, водопроводных сетей и т.п.), который примем в количестве 3% сменного расхода. Неприкосновенный запас слагается в свою очередь из запасов на пожарные и хозяйственно-производственные нужды. Объем запаса на пожарные нужды W_{н. з. пож}, определяем из расчета обеспечения расхода воды на тушение, пожара из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов в течение 3 ч. В нашем случае Q_пож =50 л/с (см. табл.2.1).

W_{н. з. пож},= (50´3´3600) / 1000 = 540 м³.

Объем неприкосновенного запаса воды на хозяйственно-производственные нужды W_{н. з. х-п.} равен количеству потребляемой воды в три смежных часа максимального водопотребления.

В нашем случае (см. табл.2.5)

W_{н. з. х-п.} = 9,13+9,13+10,81=29,07%

В этом случае расход воды на прием душей, который составляет 27,24% сменного расхода, не должен учитываться

W_{н. з. х-п.} = (111,2´29,07) /100=32,4 м³.

Откуда неприкосновенный запас воды

W_{н. з.} = 540+32,4=572,4 м³.

Объем воды, необходимой для собственных нужд водопровода

W_{с. н.} = (152,95´3) /100=4,59 м³.

Полный объем резервуара чистой воды

W_peз = 22,18 + 572,4+ 4,59= 599,17 м³.

Принимаем три типовых резервуара по 250 м³ каждый (по типовому проекту 901-4-22) (см. Приложение 5). По проекту размеры резервуара d´h= 10´3,6 м. Высота слоя воды в резервуаре составляет 3 м, запас - 0,5 м, толщина перекрытия - 0,1 м.

2.5 Определение высоты водонапорной башни

Водонапорный бак следует располагать на такой высоте, чтобы напор в наружной сети во всех точках водоразбора объекта был не менее требуемого для хозяйственно-питьевых нужд, а также пожаротушения - внутренних пожарных кранов. Получаемый напор должен обеспечивать работу пожарного крана в диктующей точке, расположенной на вводе в административное здание, наиболее отдаленного от начала сети и наиболее высокой (см. рис.2.1).

По заданию высота административного здания 15 м (см. табл.2.1). Примем это здание за 3-этажное. Тогда наиболее невыгодно расположенные пожарные краны в здании находятся на высоте z_кр= 12 м.

Свободный напор в диктующей точке определим по формуле

Н_{в. зд.} = h_{вн. с} + Н_кр + z_кр.

В нашем случае не ставится цель произвести гидравлические расчеты внутренней водопроводной сети. Поэтому для упрощения расчета будем считать, что потери напора во внутренней сети h_{вн. с} =2 м.

Напор у крана определим исходя из подачи минимальной струи в 6 м с расходом 5 л/с в соответствии с нормами (по Приложению 6),

Рукава непрорезиненные диаметром 65 мм, длиной 20 м, насадки стволов диаметром 22 мм. По Приложению 6 Н_кр = 12,24 м.

Свободный напор на вводе в здание

Н_{в. зд.} = 2+12,4+12 = 26,4 м.

Высоту расположения водонапорного бака определяют по формуле (16). Высота расположения водонапорного бака

H_б = 26,4+1,1´13,53 + (64,3-66) = 39 м

Принимаем H_б = 39 м.

2.6 Гидравлический расчет водоводов

Расчет водоводов, прокладываемых между насосной станцией II подъема и водопроводной сетью, производится по максимальному секундному расходу воды. В нашем случае от насосной станции II подъема до сети проложены два водовода протяженностью 200 м каждый (см. рис.2.1). В часы максимального водопотребления насосы II подъема будут подавать 27% сменного расхода (см. табл.3.6), что составит

(152,95´27) /100=41,3 м³/ч =11,47 л/с.

Пожарный расход по объекту равен.50 л/с.

При аварии одного из водоводов и пожаре на объекте другой водовод должен обеспечить подачу воды в количестве 100% на пожарные и 70% на хозяйственно-питьевые нужды

(11,47´70) / 100+50 =58 л/с.

По расходу воды 58 л/с подбираем диаметр каждого водовода по Приложению 1. Диаметр водоводов принимаем 450 мм, V= 0,395 м/с; материал - сталь.

Потери напора в одном водоводе при пожаре составят

h_вод=АLq²= 0,09928´450´0,058² = 0,150 м,

где А=0,09928 по Приложению 7.

Так как водоводы работают в две линии, то по каждой из них (до пожара) в часы максимального водопотребления пройдет половина расчетного сменного расхода

q = 11,47: 2= 5,74 л/с, или 0,006 м³/с,

а потери напора в водоводе составят

h_вод= 0,09928´450´0,006² = 0,002 м.

2.7 Определение требуемых напоров насосов НС-2

Хозяйственно-производственные насосы II подъема додают воду из резервуара чистой воды в наружную водопроводную сеть. Режим работы хозяйственно - производственных насосов насосной станции II подъема определен при расчете регулирующей емкости водонапорного бака. В течение 7 ч восьмичасовой смены работает один насос и подает 10,43% сменного расхода, что составляет

(152,95´10,43) /100=15,95 м³/ч = 4,4 л/с

Другой насос подает 27% сменного расхода, что составит 11,47 л/с и включается в час максимального водоразбора (в первый час каждой смены). В это время отключается первый насос.

Следовательно, производительность одного насоса Q₁= 4,4 л/с, другого - Q₂=11,47 л/с.

Напор хозяйственно-производственных насосов определяется

Н_х-п = 1,1´0,002+39+2+ (66-63) +3+2,5 = 49,5»50 м

Устанавливаем два насоса подачей Q₁=4,4 л/с (основной и резервный) и два подачей Q₂=11,47 л/с (основной и резервный) при напоре 44 м и подбираем их марку по каталогу (см. Приложение 8).

Подачу стационарных пожарных насосов определяют по расчетному расходу при пожаре Q_расч =56,85 л/с (см. табл.2.1, графу 17).

Напор, развиваемый стационарным пожарным насосом в водопроводе высокого давления, должен обеспечить подачу воды к месту пожара без передвижных пожарных насосов. При этом напор у насоса определяется

Н_с=32+z_зд=32+15=47 м;

Тогда напор, создаваемый стационарным пожарным насосом,

Н_пож = 1,1 (0,002+4,34) + (64,3-63) +47+3+2,5 = 58,58»59 м

Устанавливаем два стационарных пожарных насоса (основной и резервный) и подбираем их по каталогу. Подобранные насосы по каталогу сводим в таблицу.

Список использованных источников

1. СНиП 2.04.02 - 84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Госстрой России. - М: ГУП ЦПП, 2000 г. - 128 с.

2. СНиП 2.04.01-84 Внутренний водопровод и канализация зданий/ Госстрой России. - М: ГУП ЦПП, 2000 г. - 150 с.

3. СанПин 2.1.4 1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества"

4. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1974. - 688 с.

5. Абрамов Н.Н. Теория и методика расчета систем подачи и распределения воды.М., Стройиздат, 1972

6. Качалов А.А., Кузнецова А.Е., Богданов Н.В. Противопожарное водоснабжение. М.: Стройиздат, 1975. - 272

7. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. - М.: Стройиздат, 1973. -96 с.

8. Насосы. Каталог - справочник. М., Машингиз, 1960

9. СТП ХГТУ 2.5 01.1-01. Система образовательных стандартов. Работы квалификационные, проекты и работы курсовые. Требования к оформлению. - Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. унив. 2001 - 52 с.