Гидравлический расчет водопроводной сети

Например, к концу первого часа в баке 0,428656 % от суточного расхода воды, а к четвертому часу 0,428656 + 0,3249425 + 0,3249425 + 0,3249425 = 1,4034835 % от суточного расхода воды. В четыре часа водопотребление в поселке стало выше подачи насосов и к пятому часу в баке осталось 1,4034835 – 0,3985494 = 1,0049341 % суточного расхода воды.

Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины столбца 6 и 10.

1 вариант:  3,047813 + 1 – 0,6543788 = 3,3934342 % от суточного расхода воды.

2 вариант:  3,9630766 + 2 – 1,5693491 = 4,3937275 % от суточного расхода воды.

Выбираем режим работы НС - II по первому вариант 

Таблица 3.1 – Водопотребление и режим работы насосов

Время суток	Часовое потребление, %	I вариант				II вариант
		Подача насосов, %	Поступление в бак, %	Расход из бака, %	Остаток в баке, %	Подача насосов, %	Поступление в бак, %	Расход из бака, %	Остаток в баке, %
0-1	1,6631	2,5				3	0,071344		0,071344
1-2	1,2873	2,5				3	0,8249425		0,8962865
2-3	1,2492	2,5				3	0,8249425		1,721229
3-4	1,2492	2,5				3	0,8249425		2,5461715
4-5	2,0515	2,5				3	0,1014506		2,6476221
5-6	2,8550	2,5				3		0,6336441	2,013978
6-7	3,6620	5				3		1,3329561	0,6810219
7-8	4,4655	5				3		1,9905209	-1,309499
8-9	6,1611	5				6		0,2598501	-1,5693491
9-10	6,1746	5				6	0,4130185		-1,1563306
10-11	6,1710	5				6	0,4130185		-0,7433121
11-12	6,1642	5				6	0,4889998		-0,2543123
12-13	5,1777	5				6	1,3459412		1,0916289
13-14	5,2143	5				6	1,3111598		2,4027887
14-15	5,5707	5				6	1,0047303		3,407519
15-16	5,9688	5				6		0,0874267	3,3200923
16-17	6,3839	5				6	0,6429843		3,9630766
17-18	5,5614	5				4		1,0047674	2,9583092
18-19	5,1678	5				3		1,6403688	1,3179404
19-20	4,7604	5				3		1,3044632	0,0134772
20-21	4,3755	5				3		0,9822475	-0,9687703
21-22	3,5923	5				3		0,3309713	-1,2997416
22-23	2,7527	2,5				3	0,4747904		-0,8249512
23-24	2,3486	2,5				3	0,8249425		-0,0000087
Всего	100

 

4 Гидравлический расчет  водоводов

 

Цель гидравлического расчета водоводов – определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы, как и водопроводная сеть, рассчитываются на два режима работы: на пропуск хозяйственно – питьевых, производственных расходов воды в соответствии с режимом работы НС - II и на пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных расходов и расходов на пожаротушение с учетом требований п.2.21 СНиП 2.04.02-84*.

Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диа-метров труб водопроводной сети, изложенная в разд. 2. В рассматриваемом примере задано, что водоводы проложены из асбестоцемента и длина водо-водов от НС - II до водонапорной башни lвод = 1000 м.

Учитывая, что в примере принят неравномерный режим работы НС - II с максимальной подачей насосов Р = 2,5 + 2,5 = 5 % в час от суточного водопот-ребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:

                                                                                               (37)

Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход воды по одному водоводу равен:

                                                                                          (38)

При значении Э = 0,75 из приложения II методических указаний опре-деляем диаметр водоводов:

dр = 0,279 м; dвод = 0,315 м.

Скорость воды в водоводе определяется из выражения:

                                                     V = Q/w                                            (39)

         где w = p d2р /4 – площадь живого сечения водовода.

             V = Q/w = Q/p d2р/4 = 0,046795/(0,785 0,2792) = 0,766 м/с.

Потери напора определяются по формуле:

                                                                                                       (40)                        

Для стальных труб с внутренним пластмассовым покрытием (приложение 10 СНиП 2.04.02-84*):

= 0,03.

Потери напора в водоводах составят:

Общий расход воды в условиях пожаротушения равен                      = 364,577л/с.

Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения:

                                                                                                   (41)

Qвод.пож =  364,577/2 = 182,2885 л/с.

При этом скорость движения воды в трубопроводе:

V = 0,1822885/ 0,785 0,2792 = 2,98 м/с.

И потери напора в водоводах при пожаре:

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчет водонапорной  башни

 

Водонапорная башня предназначена для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды и создания требуемого напора в водопроводной сети.

 

5.1 Определение высоты  водонапорной башни

 

Высота водонапорной башни определяется по формуле:

Hвб = 1,1 ∙ hс + Hсв + zдт – zвб , (42)

          где 1,1 – коэффициент, учитывающий  потери напора в местных сопро-тивлениях (п.4, приложения 10 СНиП 2.04.02-84*; hс – потери напора водопро-водной сети при работе ее в обычное время; zд.т., zвб – геодезические отметки соответственно в диктующей точке и в месте установки башни. Минимальный напор Hсв в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание, согласно п. 2.26 СНиП 2.04.02-84* должен быть равен:

Hсв = 10 + 4 ∙ (n – 1) ,         (43)

          где n – число этажей.

В рассматриваемом примере:

Hсв = 10 + 4 ∙ (5 – 1) = 26 м  и  zд.т. – zвб = 92 – 100 = -8 м,  

   ;                                  (44)

                                      (45)

                                   (46)

                                    (47)

         

= 17,155 м.

Hвб = 1,1 ∙ 17,155 + 26 – 8 = 36,8705 м.

 

5.2 Определение емкости  бака водонапорной башни

 

Емкость бака водонапорной башни должна быть равна (п.9.1 СНиП 2.04.02-84*):

Wб = Wрег + Wнз , (48)

          где Wрег – регулирующая емкость бака;

          Wнз – объем неприкосновенного запаса воды, величина которого опре-деляется в соответствии с п.9.5 СНиП 2.04.02-84* из выражения:

                                                                                (49)

           где  – запас воды, необходимый на 10-минутную продолжитель-ность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара;

           где  – запас воды на 10 мин, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

Регулирующий объем воды  в емкостях (резервуарах, баках водо-напорных башен) должен определяется на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии – по формуле, приведенной в п.9.2 СНиП 2.04.02-84*. В нашем примере определен график водопотребления и предложен режим работы HC-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К = 3,3934342 % от суточного расхода воды в поселке (раздел 3).

                                                                                                  (50)      

          где  = 6738,5 м3/сутки (таблица 1.1).

Wрег = (3,3934342 6738,5) / 100 = 228,667м3.

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушении одного пожара на предприятии, то

                                                                    (51)

      

Согласно таблицы 1.1:

                                                                                      (52)

Таким образом:

78 + 62,746 = 140,746 м3.

; (53)

Wб = 228,667 + 140,746 = 369,413 м3.

 

По приложению III принимаем типовую водонапорную башню высотой 37,5м с баком емкостью Wб = 500 м3.

Зная емкость бака, определим его диаметр и высоту:

                                                      Дб = 1,24 ∙ 3Ö Wб                                                               (54)

Дб = 1,24

= 9,8 м.

                                               Нб = Дб /1,5                                              (55)

Нб = 9,8/1,5 = 6,5 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Расчет резервуаров чистой  воды

 

Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъемов и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения:

Wр.ч.в. = Wрег + Wнз  (56)

           Регулирующая емкость резервуаров чистой воды может быть определена на основе анализа работы насосных станций I и II подъемов.

Режим работы НС-I обычно принимается равномерным, так как такой режим наиболее благоприятен для оборудования НС-I и сооружений для обра-ботки воды. При этом НС-I, так же как и НС-II, должна подать все 100 % су-точного расхода воды в поселке. Следовательно, часовая подача воды НС-I составит 100/24 = 4,167 % от суточного расхода воды в поселке. Режим работы НС-II приведен в разделе 3.

Для определения Wрег  воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-I и НС-II (рисунок 6.1). Регулирующий объем в процентах от суточного расхода воды равен площади “а” или равно-великой ей сумме площади “б”.

Wрег = ( 5 – 4,167) 16 = 13,3 % или

Wрег = (4,167 – 2,5) ∙ 5 + (4,167 – 2,5) ∙ 3 = 13,3 % .

Суточный расход воды составляет 6738,5 м3 и регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:

                                                                                        (57)

Wрег = (6738,5∙ 13,3)/100 = 896,2205 м3

а – поступление воды в резервуар; б – убыль воды из резервуара

Рисунок 6.1 – Режим работы НС - II и НС - I

 

 

Неприкосновенный запас воды Wн.з. в соответствии с п.9.4 СНиП 2.04.02-84* определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов (пп.2.12 - 2.17, 2.20,2.22 - 2.24 СНиП 2.04.02-84* и пп. 6.1-6.4 СНиП 2.04.01-85*), а также обеспечение максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожа-ротушения с учетом требований п 2.21 СНиП 2.04.02-84*.

Таким образом:

Wн.з. = Wн.з.пож + Wн.з.х-п. (58)

При определении объема неприкосновенного запаса воды в резервуарах допускается учитывать пополнение их водой во время тушения пожара, если подача воды в резервуар осуществляются системами водоснабжения I и II категории по степени обеспеченности подачи воды, т.е.

Wн.з. = (Wн.з.пож + Wн.з.х-п) – Wн.с-1. (59)

В нашем примере:

                                     

                                                                     (60)                        

    Wн.з.пож = 260 3 3600 /1000 = 2808 м3 ,

          где tт = 3 ч – расчетная продолжительность тушения пожара (п. 2.24 СНиП 2.04.02-84*).

При определении Qпос.пр не учитываются расходы воды на поливку территории, прием душа, мытье полов и мойку технологического оборудования на промышленном предприятии, а также расходы воды на поливку растений в теплицах, т.е. если эти расходы воды попали в час максимального водопо-требления, то их следует вычесть из общего расхода воды (п. 2.21 СНиП 2.04.02-84*). Если при этом Qпос.пр окажется ниже, чем водопотребление в какой-либо другой час, когда душ не работает, то максимальный расход воды следует принимать в соответствии со столбцом 10 таблицы 1.1.

В данном примере Q'пос.пр = 376,47875 м3, следовательно:

                                                                                       (61)

Wн.з.х-п  = 376,47875 ∙ 3 = 1129,43625 м3.

Во время тушения пожара насосы НС-I подают в час 4,167 % суточного расхода воды, а за время   будет равен:

                                                                  (62)

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:

                                                         (63)