Водоснабжение и водоотведение на ГСХ-3
Работа из раздела: «
Технология»
Задание
на выполнение курсовой работы по водоснабжению и водоотведению
студенту факультета ГСХ курс 3, группа 9, Иванов И.И.
выдано: 10.09.01; срок сдачи:21.12.01
Исходные данные для проектирования:
- генеральный план юрода с промышленным предприятием в масштабе 1:5000
или 1:10000; на плане нанесены горизонтали. тающие полную картину рельефа
местности, а так же нанесены поверхностные источники водоснабжения.
Расчетные данные:
- расчетная плотность населения, 196 чел/га,
- норма хозяйственно-питьевого водопотребления на 1 жителя, 310 л/сут,
- этажность застройки, 6 этажей ,
- 10% территории города, поливается автомашинами/вручную (полив
осуществляется в течение 2 часов в сутки, в период с 22(22) до 24(24)
- город расположен в Северной части,
- глубина промерзания грунта, 1,95м
- отметка залегания грунтовых вод ---,
-отметки горизонта воды в водоеме:
максимального 144
минимального 140
Данные о промышленном предприятии:
.- технологический расход, 75 л/с,
- часы работы предприятия 8-16; 16-24,
- количество работников, 710 чел., из них 12% в горячих цехах:
- пользуются душем в цехах:
- горячих 90%, холодных 20%,
- экономический фактор 0,75 .
Курсовая работа состоит из пояснительной записки с расчетами и графической
части (лист формата А2).
Раздел «Водоснабжение города»
Данный раздел должен включать следующие подразделы:
1. Расчет водопотребления города и составление сводной таблицы
водопотребления.
2. Построение графиков водопотребления города и работы насосной станции
второго подъема (Н.С.- II).
3. Определение емкости и размеров бака водонапорной башни.
4. Подготовка сети к гидравлическому расчету.
5. Гидравлический расчет (увязка) водопроводной сети города.
6. Определение диаметров водоводов, напора насосов и высоты
водонапорной башни.
Каждый подраздел в обязательном порядке должен содержать необходимые
таблицы, графики и рисунки (см. ниже).
1. Расчет водопотребления города и составление сводной таблицы
водопотребления
Цель расчета сводится к определению расходов воды:
на хозяйственно-питьевые нужды населения (а), на поливку территорий (б), на
нужды местной промышленности (в) и промышленных предприятий (г).
а). Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения
Численность населения города рассчитывается но формуле:
N = S х ( (чел.),
N=250x196=49000 (чел.),
где ( - плотность населения, чел. /га (принимается по заданию);
S - площадь города, га (принимается по расчету).
Cреднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды определяется
по формуле:
Qср.сут.=q x N/l000(м3/cyт),
Qср.сут.=310x49000/1000=15190(м3/cyт),
где q - удельное водопотребление, л/сут. на 1 чел. (принимается по
заданию);
N - численность населения города, чел.
Максимальный суточный расход воды определяется по формуле:
Qcyт. мак. = Kcyт. мак. х Qcp.cyт. (м3/сут),
Qcyт. мак. =1,1x15190=16709(м3/сут),
где Ксут.мак. - коэффициент суточной неравномерности (см. СниП, стр. 2);
коэффициент учитывает уклад жизни населения, режим работы промышленных
предприятий, степень благоустройства зданий и т.д. (согласно СниП Ксут
мак рекомендуется принимать равным 1,1-1,3).
Максимальный часовой расход воды определяется по формуле:
Qч.мак. = Kч.мак. x Qсут.мак./24,
Qч.мак. =1,38x16709/24=960,7675,
где Кч.мак. — коэффициент часовой неравномерности; согласно СниП
Кч.мак. = (мак. х (мак. ;
Кч.мак. =1,2x1,15=1,38;
где (мак. - коэффициент, учитывающий те же обстоятельства, что и Ксут.
мак.; согласно СниП (мак рекомендуется принимать равным 1,2-1,4;
(мак - коэффициент, который учитывает количество жителей в населенном
пункте (принимается по СниП, табл. 2, стр. 3) или по табл. 1 настоящих
методических указаний.
Таблица 1
Значения (мак. в зависимости от количества жителей
| |Количество жителей в городе, тыс. чел.: |
| |6 |10 |20 |50 |100 |
|( мак. |1,4 |1,3 |1,2 |1,15 |1,1 |
Таблица 2
| |Величины расходов по часам суток при разных коэффициентах часовой |
| |неравномерности Kч.мак. % |
| |Часы суток |К ч.мак.,% |
| | |1,38 |
| |0-1 |3.2 |
| |1-2 |3,25 |
| |2-3 |2,9 |
| |3-4 |2,9 |
| |4-5 |3,35 |
| |5-6 |3.75 |
| |6-7 |4,15 |
| |7-8 |4,65 |
| |8-9 |5,05 |
| |9-10 |5,4 |
| |10-11 |4,85 |
| |11-12 |4,6 |
| |12-13 |4,5 |
| |13-14 |4,3 |
| |14-15 |4.4 |
| |15-16 |4,55 |
| |16-17 |4,5 |
| |17-18 |4.25 |
| |18-19 |4,45 |
| |19-20 |4.4 |
| |20-21 |4,4 |
| |21-22 |4,5 |
| |22-23 |4,2 |
| |23-24 |3,5 |
б). Определение расхода воды на поливку территорий
Цель расчета - определение часового поливочного расхода воды в городе.
Поливка осуществляется дворниками (вручную) и (или) поливочными машинами.
Площадь территории поливки в городе П (%) указывается в задании, а
площадь территории S (га) поливаемой машинами (дворниками) определяется по
формуле:
Sмаш. = Sдв.= SхП/100,
Sмаш. =250x10/100=25,
Нормы расхода воды на поливку машинами и дворниками составляют:
qп.маш. = 1,2-1,5 л/м2 и qп.дв.= 0,4-0,5 л/м2 (СНиП табл. 3,стр.
3).
Количество воды, идущее на поливку машинами и дворниками определяется
по следующим формулам:
Wмаш = Sмаш x qп.маш. (м3)
Wмаш =25x1,2=30(м3)
Wдв.= S дв. x q п.дв (м3)
Wдв.= 25x0,4=10 (м3)
Продолжительность поливки tмаш. и tдв. , указывается в задании.
Часовой поливочный расход определяется но формулам:
q ч.маш. = W маш. / t маш. (м3/ч)
q ч.дв. = W дв. / t дв. (м3/ч)
q ч.маш.=30/2=15 (м3/ч)
q ч.дв. = 10/2=5 (м3/ч)
в). Определение расхода воды на нужды местной
промышленности
Цель расчета - определение часового расхода воды, потребляемой местной
промышленностью города (магазины, рынки, предприятия общественного питания,
прачечные, парикмахерские и т.д.). Местная промышленность потребляет от 10
до 15% Qcут.мак. с учетом расхода на полив
Q м.пром. =(Q сут.мак. + W маш. + W дв. )x(0,1…0,015),
Q м.пром. = (16709+30+10)x0,1=1673,9
Предприятия местной промышленности работают в среднем 16 часов в сутки,
т.е. часовой расход определится по формуле:
q ч.м.пром. = Q м.пром. /16 (м3/ч)
q ч.м.пром. = 1673,9/16=104,62 (м3/ч)
г). Определение расхода воды на промышленных
предприятиях
Цель расчета - определение часового технологического расхода qч.техн.
,а также расходов воды в холодных и горячих цехах (на хозяйственно-питьевые
нужды и прием душа в конце смены).
Определение технологического расхода воды
Данные о величине секундного расхода воды на технологические нужды
предприятия qc.техн. , (л/с) и регламенте работы предприятия (I, II или III
смены) приводятся в задании.
Часовой технологический расход определяется по
формуле:
q ч.техн. = 3,6 x q с.тeхн. (м3/ч).
q ч.техн. = 3,6 x 75 = 270 (м3/ч).
Суточный технологический расход Qcyт.техн. определяется по формуле:
Q сут.техн. = q ч.техн. x t (м3/сут),
Q сут.техн. = 270 x 16 = 4320 (м3/сут),
где t — количество часов работы предприятия в сутки.
Определение расходов воды в холодном цехе
Количество работников цеха Nx определяется по заданию.
Норма водопотребления составляет qx = 25 л/чел. (0,025м3/ чел.).
Тогда в смену на хозяйственно-питьевые нужды потребляется
qx.х-п = Nx x qx (м3/смен).
qx.х-п =625x0,025=15,625(м3/смен).
За n смен ( т.е. в сутки) будет потребляться
Qcyт.х.х-п. = qх.х-п. х n (м3/сут),
Qcyт.х.х-п. =15,625x2=31,24 (м3/сут),
а ежечасно
qч.х.х-п. = Qсут.х.х-п. / t (м3/ч).
qч.х.х-п. = 31,25/16=1,95 (м3/ч).
Количество работников цеха, пользующихся душем, Nx.д. определяется по
заданию.
Нормативное количество работников, пользующихся одной душевой сеткой в
цехе составляет 15 чел. Отсюда количество потребных душевых сеток nс
составит
nc=Nx.д. / 15 (шт.).
nc= 125/15=8,3 ? 8 (шт.).
При норме расхода воды на одну душевую сетку 0,5 м3 душевой расход
составит
qx.д. = nc х 0,5 (м3/ смен).
qx.д. = 8 x 0,5 = 4 (м3/ смен).
За n смен (т.е. в сутки) будет потребляться
Qсут.х.д. = qх.д. х n (м3/сут).
Qсут.х.д. = 4 x 2 = 8 (м3/сут).
Определение расходов воды к горячем цехе
Количество работников цеха Nг. , определяется по заданию.
Норма водопотребления составляет qг. = 45 л/чел. (0,045 м3/чел).
Тогда в смену на хозяйственно-питьевые нужды потребляется
qг.х-п. = Nг. x qг. (м3/смен).
qг.х-п. = 85,2 x 0,045 = 3,834 (м3/смен).
За n смен (т.е. в сутки) будет потребляться
Qсут.г.х-п. = qг.х-п. x n (м3/сут),
Qсут.г.х-п. = 3,834 х 2 = 7,668 (м3/сут),
а ежечасно
qч.г.х-п. = Qсут.г.х-п. / t (м3/ч).
qч.г.х-п. = 7,668 / 16 = 0,47925 (м3/ч).
Количество работников цеха, пользующихся душем, Nг.д. определяется по
заданию. Нормативное количество работников, пользующихся одной душевой
сеткой в цехе, составляет 7 чел. Отсюда количество потребных сеток nс.
составит
nc. = Nг.д. / 7 (шт.).
nc. = 77 / 7 = 11(шт.).
При норме расхода воды на одну душевую сетку 0,5 м3 душевой расход
составит
qг.д. = nс. х 0,5 (м3/смен).
qг.д. = 11 x 0,5 = 5,5 (м3/смен).
За n смен (т.е. в сутки) будет потребляться
Qсут.г.д. = qг.д. х n (м3/сут).
Qсут.г.д. = 5,5 х 2 = 11 (м3/сут).
Определив все необходимые расходы воды (пункты а-г), расчетные данные
сводятся в табл. 3 (приведенные в табл. 3 и последующих таблицах конкретные
численные данные представлены в качестве наглядного примера заполнения
соответствующих строк и столбцов). В сводной табл. 3 данные по часовым
расходам воды на принятие душа qx.д. и qг.д. заносятся в строку,
соответствующую последнему часу работы каждой смены.
2. Построение графиков водопотребления города и работы насосов Н. С.-II
График водопотребления и работы насосов как функция Q = f (t) строится
на миллиметровке (формат А 4).
Данные для построения графика водопотребления выбираются из табл. 3
(столбцы 1 и 13), а при построении графика работы H.C.-II необходимо
руководствоваться следующими положениями. В часы усиленного водоразбора в
город подается вода, поступающая от H.C.-II и водонапорной башни, причем на
долю насосов приходится 75-90% подаваемой воды, а оставшиеся 10-15%
поступают из бака башни.
Таблица 3
Сводные данные о водопотреблении в городе
|Час |Хоз.-пит.|Расход па |Мест|Промышленные предприятия |Суммарн. |
|Суток|расход |полив |. | |расход, |
| | | |пром| |Qсут.сум. |
| | | |ыш.,| | |
| | | |м3/ч| | |
| | | | | | |
|Часы |Водопо|Работа|Поступ|Отвод |Остаток в |
|суток|-требл|H.C.-I|ление |из |баке, W |
| |. |I, |в бак,|бака, | |
| |города|% | |% | |
| |, | |% | | |
| |% | | | | |
| | | | | |в% |(при-в|
| | | | | | |ед. к |
| | | | | | |0%) |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |
|0-1 |1,68 |1,85 |0,17 | |0,17 |1,09 |
|1-2 |1,7 |1,85 |0,15 | |0,32 |1,24 |
|2-3 |1,52 |1,85 |0,33 | |0,65 |1,57 |
|3-4 |1,52 |1,85 |0,33 | |0,98 |1,9 |
|4-5 |1,76 |1,85 |0,09 | |1,07 |1,99 |
|5-6 |1,97 |1,85 | |0,12 |0,95 |1,87 |
|6-7 |2,18 |1,85 | |0,33 |0,62 |1,54 |
|7-8 |2,44 |1,85 | |0,59 |0,03 |0,95 |
|8-9 |5,61 |5,33 | |0,28 |-0,25 |0,67 |
|9-10 |5,79 |5,33 | |0,46 |-0,71 |0,21 |
|10-11|5,5 |5,33 | |0,17 |-0,88 |0,04 |
| | | | | | | |
|11-12|5,37 |5,33 | |0,04 |-0,92 |0 |
| | | | | | | |
|12-13|5,32 |5,33 |0,01 | |-0,91 |0,01 |
| | | | | | | |
|13-14|5,21 |5,33 |0,12 | |-0,79 |0,13 |
| | | | | | | |
|14-15|5,27 |5,33 |0,06 | |-0,73 |0,19 |
| | | | | | | |
|15-16|5,38 |5,33 | |0,05 |-0,78 |0,14 |
| | | | | | | |
|16-17|5,32 |5,33 |0,01 | |-0,77 |0,15 |
| | | | | | | |
|17-18|5,19 |5,33 |0,14 | |-0,63 |0,29 |
| | | | | | | |
|18-19|5,29 |5,33 |0,04 | |-0,59 |0,33 |
| | | | | | | |
|19-20|5,27 |5,33 |0,06 | |-0,53 |0,39 |
| | | | | | | |
|20-21|5,27 |5,33 |0,06 | |-0,47 |0,45 |
| | | | | | | |
|21-22|5,32 |5,33 |0,01 | |-0,46 |0,46 |
| | | | | | | |
|22-23|5,23 |5,33 |0,1 | |-0,36 |0,56 |
| | | | | | | |
|23-24|4,97 |5,33 |0,36 | |0 |0,92 |
| | | | | | | |
|Итого|100 % |100 % |- |- |- |- |
| | | | | | | |
4. Подготовка сети к гидравлическому расчету
Водопроводная сеть рассчитывается на максимальный секундный расход в
час максимального водопотребления (см. строку 9-10 ч в табл. 3); в данный
час город потребляет определенное количество воды (в % суточного расхода -
столбец 13 или в м3/ч - столбец 12).
В час максимального водопотребления вода подается насосами Н.С.-II (см.
табл. 4 - количество подаваемой воды в % в строке 9-10 ч столбца 3) и из
бака водонапорной башни (см. табл. 4 - разница между значениями в столбцах
2 и 3 строки 9-10 ч).
Для расчета водопроводной сети необходимо предварительно выделить
значения сосредоточенного расхода qcocp.,т.е. расхода воды для
промышленного предприятия (см. табл. 3 - сумма величин расходов в строке 9-
10 ч столбцах 7-11), а также равномерно распределенного расхода q p.p.
q p.p. = q ч.макс. - q соср. (л/с).
q p.p. = 820,26 – 750,075 = 70,185
Схема водопроводной сети
При определении указанных расходов необходимо подсчитать удельный qуд.
и путевые расходы qпут.
qуд. = q р.р. / ( L (л/с на 1 м длины сети),
qуд. = 70,185/8280 = 0,085
где ( L — общая (суммарная) длина участков водопроводной сети, м ( ( L и q
р.р. заносятся в итоговую строку табл. 5).
qпут. = q уд. x Li (л/с),
где Li -длина соответствующего участка водопроводной сети.
|Таблица 5 |
|Величины путевых расходов |
|Номер |Длина участка Li |Расход воды |
|участка |,м |qпут. , л/с |
|1 |2 |3 |
|1-2 |700 |59,5 |
|2-3 |460 |39,1 |
|3-4 |800 |68,0 |
|4-5 |460 |39,1 |
|5-6 |700 |59,5 |
|6-9 |800 |68,0 |
|8-9 |700 |59,5 |
|7-8 |460 |39,1 |
|5-8 |800 |68,0 |
|6-1 |800 |68,0 |
|2-5 |800 | 68,0 |
|4-7 |800 | 68,0 |
|Итого |( L = 8280 |q р.р. = 70,185 |
Следующим этапом подготовки водопроводной сети к расчету является
определение узловых расходов, которые представляют собой полусуммы
приложенных расходов на смежных участках (т.е. участках, имеющих общий
узел). Данные но расчету узловых расходов сводятся в табл. 5.
| |Таблица 6 |
| |Величины узловых расходов |
| |Номе|Линии, |Полусумма приложенных |Узловой |
| |р |прилегающие к |расходов, л/с |расход, |
| |узла|УЗЛУ | |q узл ,л/с |
| | | | | |
| |1 |1-2,1-6 |(59,5+68,0)/2 |63,75 |
| |2 |1-2,2-5,2-3 |(59,5+68,0+39,1)/2+75 |158,3 |
| | |пром. предпр. | | |
| |3 |2-3,3-4 |(39,1+68,0)/2 |53,55 |
| |4 |3-4,4-5,4-7 |(68,0+39,1+68,0)/2 |87,55 |
| |5 |4-5,5-6,5-8,2-5 |(39,1+59,5+68,0+68,0)/2|117,3 |
| |6 |5-6,6-1,6-9 |(59,5+68,0+68,0)/2 |97,75 |
| |7 |4-7,7-8 |(68,0+39,1)/2 |53,55 |
| |8 |7-8,8-9,5-8 |(39,1+59,5+68,0)/2 |83,3 |
| |9 |8-9,6-9 |(59,5+68,0)/2 |63,75 |
| | |Максимальный часовой |778,8 |
| | |расход | |
Этапом подготовки сети к гидравлическому расчету является назначение
диаметров труб и предварительное распределение расходов по кольцевой
водопроводной сети города. На рис. 2, иллюстрирующим водопроводную сеть,
наносится следующая информация:
- номер кольца (римскими цифрами) в л/с;
- величины узловых расходов воды (на конце стрелки, отходящей от
соответствующего узла);
- величины расходов воды в л/с от водонапорной башни и двух водоводов,
питающих кольцевую сеть (в узле № 1);
- направления течения воды (в виде стрелок на участках (линиях);
- назначаемые расходы в л/с и диаметры труб в мм на участках
(информация записывается вблизи участка в виде дроби 'расход / диаметр'.
Определение величин расходов воды на участках производится в строгой
последовательности, начиная от узла № 1. Принцип определения расхода на
участках состоит в вычитании из питающего узел расхода величины узлового
расхода и распределения остатка по прилегающим к узлу участкам
пропорционально их длинам и с учетом тяготения к крупному водопотребителю -
промышленному предприятию, а также учитывая подпитку сети из бака
водонапорной башни. При этом величина назначаемого расхода на каждом из
участков должна превосходить величину узлового расхода в следующем по длине
участка узле.
Например, для узла № 1: 282 - 24,52 - 257,48 (л/с); далее вода
поступает на две линии 1-2 и 1-8. Пусть на линию 1-2 будет поступать 74,5
л/с (т.е. более 32,22 л./с, что соответствует узловому расходу в узле №2).
Тогда на линию 1-8 будет поступать 257,48 - 74,5 = 182.98 (л/с).
Диаметр линии 1-2 и 1-8 устанавливается в зависимости от величин
назначаемых расходов по табл. 7.
|Таблица 7 |
|Диапазоны расходов воды и значения удельного |
|сопротивления в трубопроводах соответствующего диаметра |
|Диаметр труб, |Расходы, |Удельное сопротивление. So|
|мм * |л/с | |
|200 |0-35,5 |7,399*10-6 |
|250 |35,5 - 57 |2,299*10-6 |
|300 |57 - 83,8 |0,8336*10-6 |
|350 |83,8- 116 |0,4151*10-6 |
|400 |116-153 |0,2085*10-6 |
|450 |153-197 |0,1134*10-6 |
|500 |197-273 |0,06479*10-6 |
|600 |273 - 402 |0,02493*10-6 |
|700 |402 - 600 |0.01111*10-6 |
*Диаметры линий можно также определять, используя
две формулы:
d (мм) = Э 0,145 x q 0,42 или d (мм) = 3,33 x
[pic]
Используя данные табл. 7, диаметр линии 1-2
составит 300мм, а 1-8-450 мм.
Для других узлов и линий расходы составят
следующие величины.
Узел № 8: 182,98 - 37,9 = 145,08 (л/с). Вода
поступает на линии 7-8 и 8-9; расход на линии 7-8 -
22,08 л/с и диаметр 200 мм; тогда расход на линии 8-9
составит 145,08 -22,08 == 123 (л/с), а диаметр 400 мм.
Узел № 3: 71,64 - 20,56 = 51,08 (л/с). Вода
поступает на линии 3^4 и 2-3; расход на линии 3-4 -
30,08 л/с и диаметр 200 мм; тогда расход на линии 2-3
составит 51,08 - 30,08 =~-11 (л/с), а диаметр 200 мм.
Узел № 2: (74,5 + 21) - 32,22 == 63,28 (л/с). Вода
поступает на линию 2-7; расход на линии 2-7 составит
63,28 л/с, а диаметр 300 мм.
Узел № 7: (63,28 + 22,08) - 45,39 = 39.97 (л/с).
Вода поступает па линии 4-7 и 6-7; расход на линии 4-7
- 18.47 л/си диаметр 200 мм; тогда расход на линии 6-7
составит 39,97 - 18,47 -= 21,5 (л/с), а диаметр 200 мм.
Узел № 4: (30,08 + 18,47) - 33.9 - 14,65 (л/с).
Вода поступает на линию 4-5; расход па линии 4-5
составит 14,65 л/с, а диаметр 200 мм.
Узел № 6: (16,77 + 21,5) - 32,38 -- 5,89 (л/с).
Вода поступает на линию 5-6; расход на линии 5-6
составит 5,89 л/с, а диаметр 200 мм.
5. Гидравлический расчет (увязка) водопроводной
сети города
Цель расчета (увязки) - определение истинных
расходов и потерь напора на каждой линии кольцевой
сети. По завершению расчета сети подбираются
соответствующие насосы. Расчет сети сопровождается
заполнением сводной табл. 8.
6. Определение диаметров водоводов, напора насосов и
высоты башни
Длина водоводов, как правило, составляет 2000-3000
м, а их диаметр принимается равным наибольшему из
диаметров участков кольцевой сети. В рассматриваемом
примере длина водоводов принята равной 1„ = 2000 м. а
диаметр 450 мм. По двум водоводам к сети поступает 282
л/с. На каждый водовод приходится 282 / 2 - 141 (л/с).
По таблице Шевелева Ф.А. определяются потери напора i
на единицу длины водоводов диаметром 450 мм для расхода
141 л/с. Величина i составляет 0,00211. Тогда потери
напора в водоводе определятся по следующей формуле:
hв = i x lв = 0,0021 1 x 2000 = 4,22 (м).
|!-|Ttio.'iuiii.i S Сводные данные по гидравлическому расчету кольцевой |
|^J|водопроводной сети города |
| | |
|Продолжение таблицы S |
|перегрузка '-' Ilil < 0.5, --' |
|Aq, =IAh/2ЈSq 1=1-0,101/0.67 1=0,15 |
|Продолжение таблицы S |
|iiepci pvik-ii ' - ' 1 h 1 < 0,5; |
|Л qi =- 1 A h / 2 ESq i = 1 - 1,2 / 0,6836 1 = 1,76; |
|Продолжение таблицы S |
|персгружя '-' 1 hi <0,5; |
|A qi = 1 A h / 2 ЈSq 1 = |-0,195/0.4141=0,47 |
Для определения напора насосов необходимо
определить самую удаленную от места подвода водоводов
точку на сети. Такой точкой является узел № 5. К нему
вода может подходить по следующим направлениям:
1-8-9-6-5 (суммарная длина пути 2640 м);
1-8-7-6-5 (то же 2620 м);
1-.2-7-4-5 (то же 2660 м);
1 -2-7-6-5 (то же 2620 м);
1-.8-7-4- 5 (то же 2660 м).
Наиболее протяженным является путь движения воды 1
-2-7-4-5. Примем его -за диктующий.
Напор насосов определяется по следующей (формуле:
Ннас = Zд - Zнас + hсв +hв + (hc ,
где Zд и Zнас - соответственно геодезические отметки
диктующей точки (учла № 5 у поверхности земли) и
насоса; отметка оси насоса соответствует
минимальному горизонту воды в источнике
водоснабжения (для рассматриваемого примера
согласно плану местности и исходным данным для
проектирования Zд = 132.8 м, Zнас = 124 м):
hсв = 10 + 4 (n - 1); n — этажность застройки
(например, но заданию 6 этажей); hсв = 10 + 4 (6 -
1) = 30 (м);
(hc - суммарные потери напора по направлению I -2-7-
4 -5 (см. величины потерь напора на данных
участках к итоговых графах табл. 8). Отсюда
суммарные потери напора составят (hc =3,l – 2,32 +
1,21. + 1,37 = 8(м).
Тогда Ннас = 132,8 - 124 + 30 + 4,22 + 8 = 51,02.
Принимается напор насосов Ннас = 51,1 м. По величинам
расхода Qнас = 282 л/с и напора Ннас = 51,1 м по
каталогу подбирается насос типа Д 800-51.
Для определения высоты водонапорной башни
выбирается кратчайший путь движения воды от узла,
вблизи которого установлена башня до диктующего узла.
Кратчайший путь в рассматриваемом примере 3-4-5. Тогда
высота башни будет определяться по формуле:
Нб = Zд – Zб + hсв + hв.б. + (hc + h,
где Zб - геодезическая отметка в месте установки в
месте установки башни (определяется согласно плану
местности по горизонталям); hв.б. - потери напора в
водоводах башни; определяются аналогично потерям в
водоводах по формуле hв.б.= i х lв.б. (для
рассматриваемого примера расход по каждому водоводу
от башни составляет 71,64 / 2 = 36 (л/с); длина
водоводов, как правило, составляет hв.б. = 150м, а
диаметр принимается равным наибольшему в точке
подвода водоводов к сети, т.е. 200 мм); отсюда
hв.б. = i х lв.б. = 0,0092 х 150 = 1,38 (м);
(hc - суммарные потери напора на участках 3-4 и 4-
5 (соответственно 4,97+1,37=6,34 м);
h - высота бака башни ( в рассматриваемом примере
8,33 м).
Тогда Нб = 132,8 - 134,75 + 30 + 1,38 + 6,34 +
8,33 = 44,1 (м).
Раздел «Городская канализация»
Данный раздел должен включать следующие
подразделы:
1. Определение расчетных расходов сточных вод.
2. Гидравлический расчет канализационной сети и
построение продольного профиля главного коллектора.
Каждый подраздел в обязательном порядке должен
содержать приводимые ниже таблицы, графики и рисунки.
1. Определение расчетных расходов сточных вод
Цель расчета сводится к определению модуля стока,
коэффициентов неравномерности притока сточных вод
ирасходов воды (попутного, транзитного, бокового и
сосредоточенного).
Расчетная плотность населения города ( = 185
чел/га, норма хозяйственно-питьевого водопотребления
на 1 жителя города ( = 285 л/сут и глубина промерзания
грунта h = 2,55 м (принимаются по заданию).
Модуль стока для года определяется по следующей
формуле:
qo = (( х q / 86400) = (185 х 285) / 86400 = 0,61 л/с
с 1 га.
Для определения коэффициента неравномерности
притока сточных вод К используются данные СниП,
помещенные в табл. 9.
Таблица 9
|Q, |До |До |До |До |До |До |До |До |До |До |
|л/с |5 |15 |30 |50 |100 |200 |300 |500 |800 |1250 |
|К |3.0 |2,5 |2,0 |1.8 |1.6 |1,4 |1.35 |1,25 |1.2 |1,15 |
Расчетный расход сточных вод складывается из:
1) попутного (т.е. поступающего на участок от
примыкающего жилого квартала или его части);
2) транзитного (т.е. поступающего из выше
расположенных кварталов или их частей);
3) бокового (т.е. поступающего от боковых
ответвлений);
4) сосредоточенного (т.е. поступающего от
промышленных предприятий).
Данные но расчету сети сводятся в табл. 10.
Трассировка канализационной сети города и
главного коллектора приводятся на чертежах листа.
Трасса главного коллектора для рассматриваемого
примера включает участки 1-1, II-III, III-IV, IV-V, V-
V1 и VI-VII (рис. 3 и 4).
2. Гидравлический расчет канализационной сети и
построение продольного профиля главного коллектора
Целью гидравлического расчета и проектирования
является назначение диаметров труб, определение
скоростей течения сточной воды в трубопроводах,
уклонов и глубин заложения трубопроводов водоотводящей
сети.
При проектировании должны соблюдаться следующие
условия:
1) скорость течения сточной воды в трубопроводах
должна быть в диапазоне 0,6-1,5 м/с;
2) минимальный уклон трубопровода рассчитывается
по формуле imin = 1/d, где d - диаметр трубопровода в
мм (желательно укладывать трубопроводы с уклоном
земли, т.к. это наиболее оптимальный для производства
земляных работ (рытье траншей) вариант;
3) глубина заложения шелыги трубы в начальной
точке I главного коллектора определяется по формуле:
hi = hпром. + 0,5 м = 2,55 + 0,5 = 3,05 м;
4) материал труб для главного коллектора - бетон;
коэффициент шероховатости - 0,014;
5) трубы соединяются 'шелыга в щелыгу'.
Гидравлический расчет водоотводящей сети
производится с использованием таблиц Калицуна В.И.
(приложение).
Пример расчета главного коллектора по методике
Калицуна В.И. (исходные данные для проектирования, а
также план города представляются в приложении) изложен
ниже в виде алгоритма.
Участок I-II
Уклон земли iзем. = (131б6 - 131,4) / 360 =
0,000555.
а) уклон трубопровода принимается равным уклону
земли, т.е. i = 0,000555;
[pic] = 0,023569, q = 41,08 л/с (табл. 10, столбец
10);
|Таблица 1(1 Расходы сточных вод |
|11омс|I |Модул|11опутн|Co-с|Боковой |'I'pa|Суммар|Коэффи|Q„,c„„^|
|р |ijio-|ь |ый |ред |расход. |n- |ный |циент |. |
|участ|щадь |стока|расход,|расх|л/с |SHTHb|расход|неравн|л/с |
|ка |канал|. |л/с |од, | |IH |. л/с |омерно| |
| |и-знр|л/схг| |л./с| |расхо|(4 + 5|сти. К| |
| |оиа- |а | | | |д, |+ 6 | | |
| |11ИЯ | | | | |л/с |+7) | | |
|1 |^ |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |
|0-1 |4,84 |0.61 |4,84х0.|— |- |- |2,95 |3,0 |8.85 |
| | | |61-2,95| | | | | | |
| | | | | | | | | | |
|i -i |4.10 |0.61 |2,50 |- |4.84х0.61|2,95 |8,40 |2.5 |21,0 |
| | | | | |-2,95 | | | | |
|2-3 |4,80 |0,61 |2,93 |- |4.1х0.61-|8,40 |13,83 |2,5 |34,58 |
| | | | | |2.50 | | | | |
|3-1 |6,20 |0,61 |3,78 |- |4,8х0,61=|13,83|20,54 |2,0 |41,08 |
| | | | | |2,93 | | | | |
|4-5 |1,76 |0,61 |1,07 |- |- |- |1.07 |3,0 |3,21 |
|5-6 |- |0,61 |-'- |- |1.76х0.61|1,07 |2,14 |3,0 |6.42 |
| | | | | |-1,07 | | | | |
|6-7 |4,29 |0,61 |2.62 |- |2.04х0,61|2,14 |6.00 |2,5 |15.0 |
| | | | | |-1.24 | | | | |
|7-8 |4,29 |0,61 |2,62 |- |4,29х0.61|6,00 |11,24 |2,5 |28,1 |
| | | | | |-2.62 | | | | |
|S-9 |4.45 |0,61 |2,7 |„ |4.29х0.61|11,24|16,56 |2,0 |33,12 |
| | | | | |-2.62 | | | | |
|9-11 |6,60 |0,61 |4,03 |- |4,45х0,61|16,56|23,29 |2,0 |46,58 |
| | | | | |=2,70 | | | | |
|it)-!|1,82 |0,61 |I.I 1 |- |- |- |1,1 1 |3,0 |3,33 |
|! | | | | | | | | | |
|11-12|- |0,61 |- |- |1.82х0.61|1,1 1|2 22 |3,0 |6,66 |
| | | | | |-1,1 1 | | | | |
|12-13|4.76 |0,61 |2,90 |- |2.04х0-61|7 n0 |6,36 |2,5 |15,90 |
| | | | | |-1.24 | | | | |
|13-14|4,76 |0.61 |2,90 |- |4.76х0.61|6,36 |12,16 |2,5 |30,40 |
| | | | | |-2.90 | | | | |
|14-15|5,27 |0.61 |3,20 • |- |4.76х0.61|12,16|18,26 |2,0 |36,52 |
| | | | | |-2.90 | | | | |
|15-II|7,35 |0,61 |4,48 |- |5,27х0,61|18,26|25,94 |2,0 |51,88 |
|I | | | | |=3,20 | | | | |
|16-17|1,87 |0,61 |1.11 |- |- |- |1.14 |3.0 |3.42 |
| | | | | | | | | | |
|1 7-1|- |0,61 |- |- |1.87х0.61|1.14 |2,28 |3.0 |6,84 |
|8 | | | | |-1.14 | | | | |
|IS-19|-1.73|0,61 |2.88 |- |2.04х0.61|2,28 |6,40 |2,5 |16,00 |
| | | | | |-1.24 | | | | |
|-|1 |7 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |
|;| | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | |
| |1 |4.73 |0,61 |2,88 |- |4.73х0.61|6.40 |12,16 |2.5 |30,40 |
| |9-20 | | | | |-2.88 | | | | |
| |20-21|5,42 |0,61 |3,30 |- |4.73х0,61|12.16|18,34 |2,0 |36,68 |
| | | | | | |-2.88 | | | | |
| |21-IV|7,35 |0,61 |4.48 |- |5,42х0.61|18,34|26,12 |2,0 |52,24 |
| | | | | | |=3,30 | | | | |
| |''^—?|1.76 |0.61 |1,07 |- |- |- |1.07 |3,0 |3,21 |
| |3 | | | | | | | | | |
| |23-24|- |0.61 |- |- |1.76х0.61|1,07 |2,14 |3.0 |6.42 |
| | | | | | |-1.07 | | | | |
| |24-25|4,62 |0,61 |2,82 |- |1.86х061-|2,14 |6,09 |2.5 |15,22 |
| | | | | | |1.13 | | | | |
| |25-26|4,62 |0.61 |2,82 |- |4.62х0.61|6.09 |• |2,5 |29,32 |
| | | | | | |-2.82 | |11,73 | | |
| |26-27|4,95 |0,61 |3,02 |- |4.62х0.61|11.73|17.57 |2,0 |35,14 |
| | | | | | |=2.82 | | | | |
| |27-V |6,93 |0,61 |4,23 |- |4,95х0,61|17,57|24,82 |2,0 |49,64 |
| | | | | | |=3,02 | | | | |
| |28-29|4,48 |0,61 |2,74 |- |- |- |2,74 |3,0 |8.22 |
| | | | | | | | | | | |
| |29-30|- |0,61 |- |- |4.48х0.61|2,74 |5,48 |2,5 |13.7 |
| | | | | | |---2,74 | | | | |
| |30-31|4.8 |0,61 |2,93 |- |4,48х0,61|5.48 |-11,15|2,5 |27.87 |
| | | | | | |-2,74 | | | | |
| |31-VI|- |- |- |80,8|4,48х0,61|11,15|94,74 |1,6 |151,58 |
| | | | | |5 |=2,74 | | | | |
| | |
б) модуль расхода составит К= q /[pic] = 41,08 /
0,023569 = 1742,96 (л/с);
в) по значению К = 1742,96 л/с назначается диаметр
d, определяется наполнение h/d и модуль скорости W
(поиск состоит в последовательном просмотре величин К
в столбцах таблицы Калицупа В.И. от минимального до
максимального значения диаметров с выбором ближайшего
большего значения К). Например, К = 1782 (ближайшее
большее) для диаметра 400 мм; тогда W = 17,6 (м/с),
h/d = 0,75 и скорость V = W х [pic] =17,6 х 0,023569
== 0,41 (м/с) < 0,7 (м/с), т.е. вариант не
удовлетворяет по скоростям течения сточной жидкости;
г) оставляя диаметр трубы неизменным d = 400 мм,
увеличивается ее уклон до минимального imin = 1/400 =
0,0025, [pic] = 0,05, К = q/[pic] - 41,08/ 0,05
=821,6 (л/с).
Для d = 400 мм ближайшее большее К из таблицы
Калицуна В.И. 977 л/с, тогда h/d = 0,5, W= 15,6 (м/с)
и скорость V = W х [pic] = 15,6 х 0,05 = 0,78 (м/с) >
0,7 (м/с).
Данные расчетов но первому участку I-II вносятся в
таблицу 11 (строка I-II):
- глубина воды в трубопроводе h (м) = (h / d) / d
(м) = 0,5 х 0,4 - 0,2 (м);
- заглубление шелыги трубы в первом колодце (I) hi
= hпром + 0,5 (м) = 2,55 + 0,5 = 3,05 м;
- отметка шелыги в точке I: 131,6-3,05= 128,55(м);
- отметка шелыги в точке II: 128,55 - i х L =
128,55 - 0,0025 х 360 = 128,55 - 0,9 = 127,65 (м);
|:^|Таблица 11 Гидравлический расчет главного коллектора |
| | |
| |Ном|1.|Q | [ ^|5094 |23,4 |7266 |^u |
| | | | | | | |
|0.5 |2882 |20.4 |4348 |22.6 |6202 |24.6 |
|0,45|2402 |19,4 |3624 |21.6 |5168 |23.6 |
| | | | | | | |
|0.4 |1942 |18.4 |2932 |20,4 |4180 |-П П |
|0,35|1512 |17,2 |2282 |19,0 |3256 |20.8 |
| | | | | | | |
|0.3 |j1 124|15.8 |1702 |17.6 |2,428 |19,2 |
| | | | | | | |
|h/cl|Диаметры, мм |
| | |
| |900 |1000 |
| |К |W |К |W |
|0.8 |16612 |30.4 |21920 |32.6 |
|0.75|15532 |30,2 |20460 |32,4 |
| | | | | |
|0,7 |14230 |30.0 |18784 |32,0 |
|0.65|12856 |29,4 |16970 |31.4 |
| | | | | |
|0,6 |11418 |28.6 |15072 |30.6 |
|0.55|9956 |27,8 |1.3 142 |29.6 |
| | | | | |
|0.5 |8500 |26,8 |11220 |28,6 |
|0,45|7082 |25,6 |9348 |27,2 |
| | | | | |
|0,4 |5728 |24,2 |7562 |25,8 |
|0,35|4460 |22.4 |5888 |24,0 |
| | | | | |
|0.3 |3328 |20.8 |4394 |''>•'> 2 |
