Гидравлический расчет водопроводной сети

   В графе 11 – сумма расходов всех потребителей в определенный час суток в процентах от суммарного суточного расхода. Например, суммарный суточный расход воды 6900 м3, а суммарный расход потребителей с 8 до 9 ч – 425,15 м3, что составляет 425,15 100 % / 6900 = 6,16159 %.

          При составлении таблицы необходимо  для контроля суммировать

числа, стоящие в столбцах, например, сумма чисел в столбце 3 должна быть равна и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1 – Водопотребление по часам суток в поселке и на промышленном предприятии

Часы  суток	Поселок				Предприятие				Всего за сутки
	На хозяйственно-питьевое водопотребление		Общественное здание (Фабрика-кухня)		На хозяйственно-питьевое водопотребление
	%от Qсут.max при Кч=1,6	м3 / ч	%от Qсм.х-п при Кч = 1,15	м3 / ч	% от  при Кч = 2	м3 / ч	м3/ч	м3/ч	м3 / ч	% от суточного водо  – потреб - ления
0-1	1,5	83,16	4,5	3,6	-	-	28	-	114,76	1,6631
1-2	1,5	83,16	4,5	3,6	-	-		-	86,76	1,2873
2-3	1,5	83,16	3,8	3,04	-	-		-	86,2	1,2492
3-4	1,5	83,16	3,8	3,04	-	-		-	86,2	1,2492
4-5	2,5	138,6	3,7	2,96	-	-		-	141,56	2,0515
5-6	3,5	194,04	3,7	2,96	-	-		-	197	2,8550
6-7	4,5	249,48	4,0	3,2	-	-		-	252,68	3,6620
7-8	5,5	304,92	4,0	3,2	-	-		-	308,12	4,4655
8-9	6,25	346,5	3,0	2,4	12,5	1,25		75	425,15	6,1611
9-10	6,25	346,5	4,9	3,92	6,25	0,625		75	426,0555	6,1746
10-11	6,25	346,5	4,6	3,68	6,25	0,625		75	425,80	6,1710
11-12	6,25	346,5	4,0	3,2	6,25	0,625		75	425,33	6,1642
12-13	5,0	277,2	4,0	3,2	18,75	1,875		75	357,27	5,1777
13-14	5,0	277,2	4,8	3,84	37,5	3,75		75	359,79	5,2143
14-15	5,5	304,92	4,8	3,84	6,25	0,625		75	384,385	5,5707
15-16	6,0	332,64	4,5	3,6	6,25	0,625		75	411,85	5,9688
16-17	6,0	332,64	4,5	3,6	12,5	1,25	28	75	440,49	6,3839
17-18	5,5	304,92	4,0	3,2	6,25	0,625		75	383,745	5,5614
18-19	5,0	277,2	4,7	3,76	6,25	0,625		75	356,585	5,1678
19-20	4,5	249,48	4,2	3,36	6,25	0,625		75	328,47	4,7604
20-21	4,0	221,76	4,1	3,28	18,75	1,875		75	301,91	4,3755
21-22	3,0	166,32	3,5	2,8	37,5	3,75		75	247,87	3,5923
22-23	2,0	110,88	4,3	3,44	6,25	0,625		75	189,94	2,7527
23-24	1,5	83,16	4,1	3,28	6,25	0,625		75	162,065	2,3486
Всего	100	5544	100	80	200	20	56	1200	6900	100

 

Из таблицы 1.1 видно, что по поселку и предприятию наибольшее водопотребление происходит с 16 до 17 ч., в это время на все нужды расходуется 440,49 м3/ч  или

                                     (18)

Qпос.пр = 440,49 ∙ 1000 / 3600 = 122,35 л/с.

По предприятию расчетный расход:

                  (19)

Qпр = (1, 25 + 28 + 75) · 1000 /3600 = 28,958 л/с.

Расчетный расход общественного здания (столовой):

                                                       (20)

Qоб.зд = (3,6 ∙1000) / 3600 = 1 л/с.

Собственно поселок расходует:

                                                = Qпос.пр – (Qпр + Qоб.зд)                            (21)

= 122,35 – (28,958+1) = 92,392 л/с.

По данным графы 11 таблицы 1.1 строим график водопотребления объединенного водопровода по часам суток (Рисунок 1.1)

Часы суток

Рисунок 1.1 – График водопотребления

 

1.3 Определение расчетных  расходов на пожаротушение

 

Расчетные расходы воды для наружного пожаротушения в населенных пунктах и на промышленных предприятиях определяются по СНиП 2.04.02-84*, пп.2.12-2.23, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85*, пп. 6.1-6.6.

В населенных пунктах число одновременных пожаров и расход воды на один пожар зависят от количества жителей и этажности застройки. На промы-шленных предприятиях число одновременных пожаров зависит от площади территории предприятий, а расчетный расход воды на наружное пожароту-шение – от степени огнестойкости зданий, категорий зданий по пожаро- и взры-воопасности, объема зданий, наличия фонарей, ширины здания, наличия авто-матических установок пожаротушения. Расчетное количество одновременных пожаров для объединенных водопроводов, обслуживающих населенные пункты и промышленные предприятия, зависит от площади территории предприятия и количества жителей в населенном пункте (п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*). Расчетные расходы воды для внутреннего пожаротушения и расчетное коли-чество струй в населенных пунктах зависят от назначения здания, высоты (эта-жности), объема, а на промышленных предприятиях – от степени огнестойкос-ти зданий, категории здания по пожарной опасности, объема зданий.

Определим расчетные расходы воды для пожаротушения по исходным данным. Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согла-сно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.23 при количестве жителей 21000 человек и площа-ди предприятия до 150 га принимаем 2 пожара (два на предприятии или два в населенном пункте по наибольшему расходу воды) (п. 2.12, табл.5 СНиП 2.04.02-84*) при трехэтажной застройке с расходом воды 15 л/с на два пожара:

                               (22)

Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии фабрики-кухня , объемом до 2500 м3, согласно СНиП 2.04.01-85*, п. 6.1, табл. 1 принимаем одну струю производительностью 2,5 л/с.                     

                                                                             (23)

Согласно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.22, на предприятии принимаем один пожар, так как площадь предприятия до 150 га.

Согласно п. 2.14, табл. 7 прим.1 СНиП 2.04.02-84*, расчетный расход воды для здания объемом 90 тыс. м3   а для здания объемом свыше 200 тыс. м3

Таким образом:

                                                       (24)

                   

л/с.

Согласно СНиП 2.04.01-85*, п. 6.1, табл. 2 расчетный расход воды на вну-треннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета три струи производительностью 5 л/с каждая, тогда:  

                                              = 3 ∙ 5 = 15 л/с.                                     (25)

Таким образом, при одном пожаре на предприятии и одном в городе:

                                                                       (26)

  = 30 + 2,5 = 32,5 л/с;

                                                                   (27)

         =  35 + 15 = 50 л/с.

        

поэтому, согласно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.23, расход воды на цели пожа-ротушения на предприятии определяем как удвоенное произведение расхода воды на предприятии:

                                                                                            (28)

= 2·50 = 100 л/с.

При определении расчетных расходов воды на цели пожаротушения не-обходимо внимательно изучить п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*.

 

 

 

 

2 Гидравлический  расчет водопроводной сети

 

Гидравлический расчет водопроводной сети выполняется два раза: при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (в обычное время) и при пожаре. Цель гидравлического расчета – определить потери напора в сети в этих двух случаях.

Рассмотрим гидравлический расчет на примере водопроводной сети, показанной на рисунке 2.1. Для приведенного в разделе 1 примера общий рас-ход воды в час максимального водопотребления составляет 122,35 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 28,958 л/с, а сосредото-ченный расход общественного здания 1л/с.

Гидравлический расчет сети выполняется в следующей последова-тельности:

1) определим равномерно  распределенный расход воды в  час максима-льного водопотребления:

= 92,392 л/с

2) определим удельный  расход воды qуд, т.е.  равномерно распределенный расход, приходящийся на единицу длины водопроводной сети:

 

 

                                                                                                                          (29)

 

           где l j – длина участка;

           m – количество участков;

           j – номер участка;

                                                                                                         (30)

qуд = 92,392 / 10000 = 0,0092392 л/(см);

3) определим равномерно  распределенные расходы по длине участков (пу-тевые отборы):

                                                                                                        (31)

Результату приведены в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1 –Путевые расходы

Номер участка	Длина участка, м	Путевой отбор, л/с
1-2	1000	9,2392
2-3	1500	13,8588
3-4	1000	9,2392
4-5	1500	13,8588
5-6	1500	13,8588
6-7	500	4,6196
7-1	1000	9,2392
7-4	2000	18,4784

 

4) определим узловые расходы  воды:

                                                                                        (32)

          где S Q пут j – сумма путевых отборов на участках, прилегающих к дан-ному узлу;

q1 = 0,5 ( Qпут.1-2 + Qпут.7-1 );

q1 = 0,5 х (8,1927+8,1927) = 8,1927  л/с и т.д.

Результаты приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 –Узловые расходы

Номер узла	Узловой расход, л/с
1	9,2392
2	11,549
3	11,549
4	20,7882
5	13,8588
6	9,2392
7	16,1686

 

Рисунок 2.1 – Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами

 

5)  к узловым расходам добавляются сосредоточенные расходы.

К узловому расходу в точке 5 добавим сосредоточенный расход пред-приятия, а в точке 3 – сосредоточенный расход общественного здания. Тогда   q5 = 42,8168 л/с, q3 = 12,549 л/с. Величины узловых расходов показаны на рисунке 2.2. С учетом сосредоточенных 

Рисунок 2.2 – Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и сосредоточенными расходами при хохяйственно-производственном водопотреблении

 

6) выполним предварительное  распределение расходов воды  по участкам сети. Сделаем это  сначала для водопроводной сети  при максимальном хозяйственно  – производственном водопотреблении (без пожара). Выберем   диктующую  точку, т.е.  конечную точку подачи  воды.  В данном примере   за   диктующую точку примем  точку 5.  Предварительно   наметим  направления  движения воды  от   точки  1  к  точке  5   (направления  показаны   на  рисунке 2.2).  Потоки воды могут подойти к точке 5   по трем  направлениям: первое – 1-2-3-4-5, второе – 1-7-4-5, третье – 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться соотношение q1 + q1-2 + q1-7 = Qпос.пр. Величины q1 = 9,2392 л/с  и  Qпoc.пp. = 122,35 л/с  известны , a  q1-2 и  q1-7 - неизвестны. Задаемся   произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, q1-2 = 56,5554 л/с. Тогда q1-7 = Qпoc.пp. – (q1 + q1-2) = 122,35 – (9,2392+56,5554) = 56,5554 л/с.

Для точки 7 должно соблюдаться следующее   соотношение: Значения q1-7 = 56,5554 л/с и q7 = 16,1686 л/с известны, a q7-4 и q7-6 – неизвестны.  Задаемся   произвольно одной   из   этих   величин   и   принимаем, например, q7-4 = 20,1934 л/с. Тогда q7-6 = q1-7 – (q7 + q7-4) = 56,5554 – (16,1686 + 20,1934) = 20,1934 л/с. Расходы воды по другим участкам   сети   можно   определить   из следующих  соотношений: