3. Определение расчетных часовых  расходов

      Распределение расходов воды по часам суток в  населенном пункте, на промышленном предприятии, а также в общественных зданиях  принимаем на основании расчетных  графиков водопотребления. При этом постараемся избежать совпадения по времени максимальных отборов воды из сети на различные нужды. Например, объем воды, необходимый для пользования душем на промышленном предприятии будем запасать в специальных аккумулирующих баках. Расчетные графики водопотребления примем на основании опыта эксплуатации аналогичных объектов (населенных пунктов, промышленных предприятий, общественных зданий). Так, например, расчетные графики часового водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды населения (жилой сектор) выберем по величине максимального коэффициента часовой неравномерности водопотребления:

К _ч.макс = a _макс. b _макс.,                                        (5)

где  a _макс - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия. Согласно [1] a _макс = 1,2 … 1,4. Для заданной степени благоустройства зданий (без централизованного горячего водоснабжения) примем a _макс = 1,3.

 b _макс - коэффициент, учитывающий количество жителей в населенном пункте, принимаемый по приложению 5. В нашем случае, для населенного пункта с числом жителей 12.8 тысяч человек коэффициент b _макс колеблется в пределах от значения 1.3 (при 10 т.чел) до 1.2 (при 20 т.чел). Примем            b _макс = 1,3.

К _ч.макс = a _макс.

b _макс.= 1.3 1,3 = 1,69.

     Для остальных водопотребителей в соответствии с нормами величину К _ч.макс считают постоянной и не рассчитывают.

     Режимы  водопотребления для различных  категорий водопотребителей приведены  в приложениях 6…8. Они показывают распределение воды по часам суток от максимального суточного расхода в процентах. Тогда расход воды в каждый час суток можно определить по формуле:

Q_ч.. = Q_{сут.макс} р / 100,                                                       (6)

где р - процент суточного потребления для конкретного часа суток.

      Режим потребления воды на технологические  нужды предприятия считаем равномерным  в течение смены. Не забудем, что  первая смена начинается в 8 часов  утра.

      Запас воды на душ создаем за счет накопления воды в баке-аккумуляторе. Время заполнения бака-аккумулятора принимаем равным 4 часам в течение каждой смены (приложение 9). Тогда часовой расход воды на пополнение запаса воды на душ будет равен:

     Q ^душ_ч.. = Q ^душ_{сут.макс} / (n_см. ´ t) = 22,25 / (3´4) = 1.85 м³/ч.         (7)

     Заполнение  баков – аккумуляторов будем  проводить в часы не совпадающие  по времени с максимальными отборами воды из сети.

           Все расчеты сводим в табл.2. В графе 19 вычислены объемы воды, расходуемые населенным пунктом, нарастающим итогом. Эти данные нам потребуются при определении регулирующего объема бака водонапорной башни.

 

     

Определение расчетных часовых  расходов в сутки  максимального водопотребления 

  Таблица 2.

 

     Суммируя  по горизонтали расходы всех водопотребителей, получим распределение максимального  суточного расхода населенного  пункта по часам суток. Выделим строку, в которой часовой расход населенного пункта максимальный. Час, которому соответствует эта строка (с21 до 22 часов), будет расчетным, а все расходы – расчетные расходы. По этим расходам будем производить гидравлический расчет магистральной водопроводной сети населенного пункта. Однако, максимальные часовые расходы отдельных потребителей  больше расчетных. Поэтому для отдельных потребителей помимо расчетного расхода воды определяем максимальный расход, по которому подберем диаметры труб ответвлений, подающих воду из магистральной сети непосредственно к потребителю.

     Полученные  расчетные и максимальные расходы  сведем в табл.3.

Расчетные и максимальные расходы  воды в сутки максимального  водопотребления

Таблица 3

 

      Для удобства последующих вычислений расходы воды в табл.3 приведены в м³/ч и в л/с. (1 л/с = 3,6 м³/ч). 

2. Построение графика водопотребления по часам суток для населенного пункта.

 

      График  водопотребления по часам суток  для населенного пункта строим, откладывая по оси ординат часы суток, а по оси абсцисс часовые расходы воды в населенном пункте (табл.2, столбец 18). Построенный график приведен на рис.2.

 

Рис.2. Графики водопотребления населенного пункта и подачи воды насосными станциями: 1 - график водопотребления; 2 - график подачи воды насосной станцией первого подъема; 3 – график подачи воды насосной станцией второго подъема. 
 

3. Определение режима  работы насосных  станций.

 

      Для насосной станции первого подъема (НС I) режим работы в течение суток назначаем равномерным.

Q^нс1_ч.= Q^нп_{сут.макс.}/ 24 = 3441,04 / 24 = 143,38 м³/ч,                       (8)

где  Q^нп_{сут.макс} – максимальный суточный расход населенного пункта.

      Для насосной станции второго подъема (НС II) график подачи воды, по возможности, должен совпадать с графиком водопотребления населенного пункта. Анализируя график водопотребления примем три расчетных режима работы НС II. Первый режим – минимальная подача воды в период с 0 до 6 и с 23 до 24 часов. Второй режим – средняя подача воды в периоды с 13 до 19 часов. Третий режим – максимальная подача воды в периоды с 6 до 13 и с 20 до 23 часов. Соотношение между подачами примем:

Q ^нсII ч .макс / Q ^нсII ч .мин = 3

Q ^нсII ч .ср / Q ^нсII ч .мин = 2

      Эти соотношения могут быть и иными, но, при использовании одинаковых насосов, обязательно кратными 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5 и т.д. Например, если при минимальной подаче будет работать два насоса, а при максимальной – пять, то соотношение между подачами составит 2,5.

      Подачу  одного насоса определим по формуле:

     Qч.нас = Q ^нпсут.макс / å (n i ´ ti) ,                                    (9)

где  n _i  – количество работающих насосов; t _i – время работы данного количества насосов в часах суток.

      В первом приближении будем считать, что минимальную подачу осуществляет один насос, тогда при средней подаче необходимо два насоса, а при максимальной – три.

Qч.нас = 3441,04 / (1´7+2´7+3´10) = 67,43 м³/ч.

      Принятые  графики подачи насосных станций  приведены на рис.2. 

4. Определение вместимости  резервуаров чистой  воды и объема бака водонапорной башни.

4.1. Определение вместимости резервуаров чистой воды.

      Вместимость резервуаров чистой воды (РЧВ) найдем, как сумму трех объемов воды: регулирующего  объема, запасного объема на собственные  нужды очистных сооружений и неприкосновенного запасного объема на противопожарные нужды.

      Регулирующий  объем определяем, сопоставляя приток воды в РЧВ (подача НС I) и отбор воды из РЧВ (подача НС II). Расчет проводим табличным способом (табл.4). Заносим в графу 3 в интегральном (суммарном) виде подачу НС I, а в графу 4 - НС II. Разница между ними дает нам текущее значение объема воды аккумулированного в резервуарах чистой воды. Искомый регулирующий объем получим, как сумму максимального положительного и максимального отрицательного (по абсолютной величине) значений текущего объема воды в резервуарах.

W^рчв_рег.= 446,22 + 73,76 = 596,89 м³.

      Запасной  объем воды на собственные нужды  очистных сооружений ориентировочно примем равным 7% от суточного потребления  воды: