Гидравлический расчет объединенного наружного водопровода промышленного предприятия

Федеральное агентство по образованию

Кафедра пожарной безопасности

 

ЗАДАНИЕ

на контрольную работу по дисциплине «Противопожарное водоснабжение»

 

 

1 Тема контрольной работы: Гидравлический расчет объединенного  наружного водопровода промышленного  предприятия

2 Основное содержание:

Раздел 1. Определение расчетного расхода воды.

Раздел 2. Гидравлический расчет наружной водопроводной сети.

Раздел 3. Расчет запасных и напорно-регулирующих емкостей.

Раздел 4. Подбор насосов и определение их числа.

 

 

 

Дата выдачи       ___________________________

Дата окончания ___________________________

 

Консультант      ___________________________

 

 

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………………...4

1.Цель, задачи и организация  выполнения контрольной работы….……………..4

1.1 Цель и задачи контрольной  работы…………………………………………….4

2. Содержание и порядок  выполнения контрольной работы……….…………….5

2.1 Задание на контрольную  работу  и ее основные разделы…………………….5

2.2 Гидравлический расчет  объединенного наружного водопровода 

предприятия………………………………………………………………………….6

2.2.1 Определение расчетных  расходов воды………………………………6

2.2.2 Гидравлический расчет  наружной водопроводной сети…...……….11

2.2.2.1 Гидравлический расчет  наружной водопроводной сети  в первый период……………………………………………………..….12

2.2.2.2 Гидравлический расчет  наружной водопроводной сети  во второй период…………………………………………………………20

2.2.3 Расчет запасных и  напорно-регулирующих емкостей…………..…..29

2.2.3.1 Расчет водоводов……………………………………………...30

2.2.3.2 Расчет объема резервуара  чистой воды……………………..31

2.2.3.3 Расчет высоты расположения  дна бака 

водонапорной башни………………………………………………….33

2.2.4 Подбор насосов и  определение их числа…………………………….35

2.2.4.1. Подбор хозяйственно-производственных  насосов……...…36

2.2.4.2 Подбор пожарных насосов  …………………………………..37

3. Методическое обеспечение контрольной работы……………………………..40

Список литературы…………………………………………………………………40

Приложение А Образец титульного листа

Приложение Б Образец задания на контрольную работу

Приложение В Задание на контрольную работу

Приложение Г Задания параметров, необходимых для гидравлического расчета

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Контрольная работа для студентов специальности 330400(280104) «Пожарная безопасность» является составной частью процесса подготовки высококвалифицированных специалистов.

Выполнение контрольной работы является важным промежуточным этапом в изучении курса «Противопожарное водоснабжение» и предусматривает разработку системы противопожарного водоснабжения предприятия.

В рамках контрольной работы студенты должны углубить теоретические знания и закрепить навыки в решении научно-практических инженерных задач по рациональному проектированию систем противопожарного водоснабжения.

Контрольная работа охватывает наиболее важные разделы теоретического, курса касающиеся практической деятельности специалиста.

По результатам контрольной работы студент должен оформить пояснительную записку, включающую в себя расчетный материал, полученные в процессе выполнения работы, а также результаты и выводы по работе.

1. Цель, задачи и организация выполнения контрольной работы

1.1 Цель и задачи  контрольной работы

Контрольная работа является одним из видов учебных занятий и выполняется в соответствии с учебным планом вуза по специальности.

Цель контрольной работы – углубление студентами знаний и закрепление навыков по решению научно-практических инженерных задач по рациональному проектированию систем противопожарного водоснабжения предприятий.

Основными задачами контрольной работы являются:

- систематизация, закрепление  и углубление теоретических знаний и практических навыков студентов по проектированию систем противопожарного водоснабжения предприятий;

- определение уровня знаний и навыков студентов, а также умения применять их при решении практических задач.

2. Содержание и порядок выполнения контрольной работы

2.1 Задание на  контрольную работу и ее основные  разделы

Контрольная работа (КР) посвящена решению отдельных задач, выполняемых в процессе гидравлического расчета объединенного наружного водопровода промышленного предприятия и состоит из расчетной и графической части.

Расчетная часть включает четыре раздела:

Раздел 1. Определение расчетного расхода воды.

Раздел 2. Гидравлический расчет наружной водопроводной сети.

Раздел 3. Расчет запасных и напорно-регулирующих емкостей.

Раздел 4. Подбор насосов и определение их числа.

В качестве исходных данных для выполнения контрольной работы принимаются данные задания (Приложение В).

Задачи контрольной работы решаются в соответствии с вариантом, который задается студенту в зависимости от двух последних цифр номера зачетной книжки студента (Приложение В).

Содержание этапов выполнения работы, трудоемкость и план-график выполнения приведены в таблице 1.

 

 

Таблица 1

План-график выполнения контрольной работы

Наименование этапа проекта	Трудоемкость, час.	Процент к общей трудоемкости
1 Получение и согласование  задания	0,2	0,8
2 Определение расчетных  расходов воды	4,5	18
2 Гидравлический расчет  наружной водопроводной сети	4,75	19
3 Расчет запасных и  напорно-регулирующих емкостей	4,75	19
4 подбор насосов и определение  их числа	3,5	14
5 Оформление пояснительной  записки	7	28
6 Защита проекта	0,3	1,2
Итого	25	100

 

2.2 Гидравлический  расчет объединенного наружного  водопровода предприятия

Гидравлический расчет объединенного наружного водопровода предприятия начинается с определения расчетных расходов воды для первого периода (до пожара) и для второго периода (при пожаре) для каждого здания в отдельности и для предприятия в целом.

2.2.1 Определение  расчетных расходов воды

Определение расчетных расходов воды необходимо начать с определения расчетных расходов воды для каждого здания в отдельности.

Для объединенного водопровода (хозяйственно-питьевой, производственный, противопожарный) расчетные расходы воды при первом периоде (до пожара) и при втором периоде (при пожаре) определяются в соответствии с п.2.14; 2.22

СНиП 2.04.02-84:

при первом периоде - ;

при втором периоде -

Результаты расчетов расходов воды заносим в таблицу расходов воды (таблица 2).

Наименование зданий, количество рабочих в смену, количество рабочих принимающих душ и расход воды на производственные нужды определяем из задания.

Вначале определяем средний хозяйственно-питьевой расход воды:

Для горячих цехов:     ;

Для остальных цехов:  .

В приведенных формулах - нормы водопотребления на 1 человека в смену в разных цехах (СНиП 2.04.01-85 табл.3, поз.31);

 – количество работающих в смену (из задания);

 - время работы одной смены.

Затем рассчитываем максимальный хозяйственно-питьевой расход воды:

,

где К- коэффициент неравномерности водопотребления (п.2.4(1));

Расчетный расход воды при первом периоде (до пожара) определяется по формуле:

,

где - максимальный хозяйственно-питьевой расход воды;

- производственный  расход;

- расход воды  для душевых, л/с.

;

где - часовой расход воды на одну душевую сетку 500 л/ч;

- число рабочих, принимающих душ (из здания);

n – количество человек на одну душевую сетку:

для прядильного, ткацкого цехов: n=15;

для механического цеха: n=7;

для котельной и отделочного цеха: n=5.

Расчетный расход воды при втором периоде - (л/с) определяется по формуле:

 или

,

Где – расход воды на пожаротушение (л/с).

- расход воды  на наружное пожаротушение (от  пожарных гидрантов).

- расход воды  на внутреннее пожаротушение (от  пожарных кранов).

,

В связи с тем, что площадь территории предприятия меньше 150 га, то количество одновременных пожаров на комбинате не может быть больше 1 согласно (п.2.22(1)).

Поэтому, расход воды на пожаротушение прибавляем только один раз для здания, где требуется наибольший расход воды. В нашем случае это здание №2.    Расход воды на нужды пожаротушения составляет:

 л/с

Далее, определяем расходы воды для каждого здания отдельно и записываем результаты в таблицу №2.

Механический цех:

 л/с,

 л/с,

 л/с,

 л/с; - не предусмотрено (табл.2(2)),

 л/с,

 л/с.

Прядильный цех:

 л/с,

 л/с,

 л/с,

 л/с; л/с,

 л/с,

 л/с.

 

Ткацкий цех:

 л/с,

 л/с,

 л/с,

 л/с; л/с,

 л/с,

 л/с.

Отделочный цех:

 л/с,

 л/с,

 л/с,

 л/с; л/с,

 л/с,

 л/с.

Котельная:

 л/с,

 л/с,

 л/с,

 л/с; л/с,

 л/с,

 л/с.

Таблица №2

Расходы воды для зданий комбината

№ здания	Наименование здания	, чел			л/с	К	л/с	, чел		л/с	л/с			л/с	л/с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	Механический цех	95		25	0,08	3	0,24	90	500	1,79	4,5	10	-	6,53	4,74
2	Прядильный цех	290		25	0,25	3	0,75	280	500	2,59	6,0	30	5	9,34	41,75
3	Ткацкий цех	240		25	0,61	3	0,61	230	500	2,13	3,5	20	5	6,24	4,11
4	Отделочный цех	135		25	0,36	3	0,36	120	500	3,33	4,5	20	5	8,19	4,86
5	Котельная	45	45		0,17	2,5	0,17	45	500	1,25	8,0	10	5	9,42	8,17
	ВСЕГО:				1,47		2,13			11,09	26,5			39,72	63,63

 

2.2.2 Гидравлический расчет наружной водопроводной сети.

Гидравлический расчет наружной водопроводной сети, как и определение расходов воды, производится для двух периодов (до пожара и при пожаре).

Для первого периода необходимо:

• определить расходы воды на участках сети;
• выбрать диаметр труб на участках сети;
• определить потери напора в сети;
• проверить выбранные параметры труб на пропуск воды, не допуская увеличения скорости движения выше 2,5 м/с.

Для второго периода необходимо:

• определить расходы воды на участках сети;
• определить потери напора в сети;
• проверить выбранные диаметры труб на пропуск воды, не допуская увеличения скорости движения выше 2,5 м/с.

2.2.2.1 Гидравлический  расчет наружной водопроводной  сети в первый период

Для гидравлического расчета наружной водопроводной сети в первый период составляется расчетная схема отбора воды из наружной сети, изображенная на рис.1.

Рис.1 Схема отбора воды из наружной сети в первый период.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На схему из графы 15 таблицы 2 заносятся расходы воды в каждом здании и на всем предприятии в соответствии с расположением производственных зданий на генеральном плане. - сумма расходов воды для всех зданий предприятия “до пожара”. Точки 1,2,3,4,5,6 – узловые точки отбора воды.

Из точки 1 вода движется в двух направлениях. Место, где встречаются потоки воды, называется диктующей точкой. В нашем случае это точка 4. Таким образом водопроводная сеть состоит из двух полуколец:

I полукольцо: 1-2-3-4;

II полукольцо: 1-6-5-4.

Гидравлический расчет наружной водопроводной сети начинается с определения расходов воды на участках I полукольца.

Расход воды в диктующей точке 4 осуществляется за счет двух одинаковых потоков и . Поэтому расход воды на участках и одинаков и равен половине расхода воды в здании №2.

Участок 4-3: л/с.

Далее определяем расходы воды на других участках полукольца.

Участок 3-2: л/с;

Участок 2-1: л/с.

Расход воды на участках второго полукольца определяем аналогично:

Участок 4-5: л/с;

Участок 5-6: л/с;

Участок 6-1: л/с.

Для проверки правильности расчетов сверяем сумму расходов воды для всех зданий предприятия с количеством воды, поступающей в два полукольца.

 л/с.

Зная расходы воды на участках, подбираем диаметры труб на этих участках по предельным экономически обоснованным расходам (см. таблицу №3). Величина этих расходов зависит от множества факторов, таких как стоимость энергии, материал труб, стоимость труб, стоимость их укладки, расчетного срока службы труб. Предельные экономически обоснованные расходы воды зависят от экономических скоростей. Так, для труб диаметром от 100 до 400 мм принимаются минимальная экономическая скорость –