ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНОГО ОБЪЕДИНЕННОГО ВОДО-ПРОВОДА НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА И ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИ-ЯТИЯ. Холодков А.Е., 22650 (2). Гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта и промышленного предприятия

• Название: Гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта и промышленного предприятия
• Анкор: ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНОГО ОБЪЕДИНЕННОГО ВОДО-ПРОВОДА НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА И ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИ-ЯТИЯ
• Дата: 27.02.2023
• Размер: 1.17 Mb.
• Имя файла: Холодков А.Е., 22650 (2).docx
• Тип: Курсовой проект; #957538
• страница: 7 из 7

Гидравлический расчет водоводов

Цель гидравлического расчета водоводов - определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы, как и водопроводная сеть, рас-считываются по двум режимам работы:

- на пропуск хозяйственно-питьевых, производственных расходов воды в соответствии с режимом работы НС-II.

- на пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных расходов и расходов на пожаротушение с учетом требований п.5.12 [3].

Водоводы проложены из труб (стальные с внутренним цементно-песчаным покрытием нанесенным методом центрифугирования) и длина водоводов от НС-II до водонапорной башни l_вод = 540 м.

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

6429,35 ∙ 5 / 100 = 321,467 м³/ч = 89,296 л/с.

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

89,296 / 2 = 44,648 л/с.

При значении Э = 1,0 по приложению 5 [7] определяем диаметр водоводов:

d_вод = 0,3 м; d_вн = 0,311 м.

Потеря напора определяется по формуле [7]:



где значения коэффициента К и показателей степени n и p следует принимать согласно таблице В.1 [1] или (приложение 6 методических указаний [7]).

В нашем случае трубы стальные с внутренним цементно-песчаным покрытием нанесенным методом центрифугирования, тогда

K = 1,486; p = 4,89; n = 1,850.

Вычисления производим в таблице 6.1 по аналогии с таблицами 4.3-4.4.

Общий расход воды в условиях пожаротушения в рассматриваемом случае равен

201,575 л/с.

Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения

201,575 / 2 = 100,787 л/с.

Вычисления производим также в таблице 6.1 по аналогии с таблицей 4.3.
Таблица 6.1 – Расчет параметров водоводов

Режим работы	Расход воды q, л/с	Расчетный внутренний диаметр dр, м	Длина l, м	Гидравлический уклон i∙10-3	Потери напора, h, м
1	2	3	4	7	8
пропуск хозяйственно-питьевых, производственных расходов воды в соответствии с режимом работы НС-II	44,648	0,3	540	0,604	0,326
пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных расходов и расходов на пожаротушение	100,788	0,311	540	2,284	1,233

Потери напора в водоводах (h_вод, h_{вод.пож.}) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

7. Расчет водонапорной башни

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

Определим высоту водонапорной башни.

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

Минимальный свободный напор Н_СВ в диктующей точке сети при максимально хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здании согласно п.5.11 [1] должен быть равен:

Н_СВ = 10 + 4(n – 1) = 10 + 4 * (4 – 1) = 22 м.

Высоту водонапорной башни определим по формуле:

Н_ВБ = 1,1h_С + Н_СВ,

1,1h_С = 0,436 м – потери в сети в обычное время.

Н_ВБ = 0,436 + 22 = 22,436 м.
Определим объем емкости бака водонапорной башни.

Определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К = 4,934% от суточного расхода воды в населенном пункте:

4,934 ∙ 6429,35 / 100 = 317,235 м³.

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушения одного пожара на предприятии, то запас воды, необходимый на 10-минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара:

(45 + 5) ∙ 10 ∙ 60 / 1000 = 30,00 м³.

Согласно таблице 1.1 запас воды на 10 минут, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды:

428,671 ∙ 10 ∙ 60 / 1000 = 257,2021 м³.

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды, величина которого определяется в соответствии с п. 9.5 [3]:

30,00 + 257,2021 = 287,202 м³.

Емкость бака водонапорной башни

317,235 + 287,202 = 604,638 м³.

по приложению 7 [7] принимаем 1 водонапорную башню: номер типового проекта 901-5-28/70 , высотой 22,5 м с баком емкостью 800 м³.

Зная емкость бака, определяем его диаметр и высоту:

,

.

Для сохранения НЗ предлагается осуществлять отбор воды по двум трубопроводам. Подача воды в бак из водопроводной сети и поступление регулируемого запаса воды из бака в сеть осуществляется по подающе-разводящему трубопроводу. Для отбора НЗ предусматривается установка трубопровода с электрозадвижкой, которая открывается при включении пожарных насосов.

8. 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. Их объем равен:

.

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 обработки воды. При этом НС-I также, как и НС-II должна подать все 100% суточного расхода воды в населенном пункте. Следовательно, часовая подача воды НС-I составит 100/24=4,167% от суточного расхода воды в населенном пункте. Режим работы НС-II приведен в разделе 4.

,

Тогда регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:

13,328 ∙ 6429,35 / 100 = 856,904 м³.

Неприкосновенный запас воды Wнз в соответствии с п.9.3[3] определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов (пп. 5.1 — 5.9, 5.12 — 5.15, 6.1 — 6.3 [3]) и (4.1.1. и 4.1.2. [4]), а также специальных средств пожаротушения (спринклеров, дренчеров и др., не имеющих собственных резервуаров) согласно пп. 5.10 и 5.11 [3]; и обеспечения максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь пери- од пожаротушения с учетом требований п. 5.13 [3].

Неприкосновенный запас воды:



82,5 ∙ 3 ∙ 3600 / 1000 = 891,0 м³,

где Т_t = 3 ч – расчетная продолжительность тушения пожара.

95,98-13,5 = 82,48 м³/ч.

Водопотребление меньше в следующий час (т.е. с 01 до 02 часов) 82,48 м³/ч. Поэтому при расчете неприкосновенного запаса на хозяйственно-питьевые нужды принимаем:

82,48 м³;

82,48 ∙ 3 = 247,439 м³.

Во время тушения пожара насосы на насосной станции НС-I подъема работают и подают в час 4,167% суточного расхода, а за время T_t будет подано:

6429,35 ∙ 4,167 ∙ 3 / 100 = 803,733 м³.

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:

W_нз = 891,0 + 247,439 – 803,733 = 334,706 м³.

Полный объем резервуаров чистой воды:

856,904 + 334,706 = 1191,61 м³.

Принимаем 1 типовой резервуар по приложению 8 [7]:

номер проекта 901 - 4 - 65.83, емкость 1200 м³.

9. Подбор насосов для насосной станции второго подъема

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней 2-х основных хозяйственных насосов, подача которых будет равна:

6429,35 ∙ 2,5 / 100 = 160,734 м³/ч = 44,648 л/с.

НС–II бывают двух типов − низкого и высокого давления. Выбор типа НС–II зависит от соотношения требуемых напоров насосов при работе сети в обычное время (без пожара) и при пожаре. В обычное время НС-II обеспечивает подачу воды на хозяйственно-питьевые, производственные и другие цели (без расхода воды на пожаротушение). В этом случае напор насосов, работающих на сеть с водонапорной башней (ВБ), по формуле [7]:

Необходимый набор хозяйственных насосов определяем по формуле:

,

где , – потери напора соответственно в сети и в водоводе, м;

22 м – свободный напор у основания ВБ, м;

1,05 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления.

Тогда

1,05*(0,436 + 0,326) + 22 = 23,028 м;

Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:



где – соответственно потери напора в водоводах и в водопроводной сети при пожаре, м; – свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке, м.

Тогда

1,05*(1,233 + 1,915) + 22 = 25,306 м;

Т.к. в нашем случае = 2,506 м < 10 м, то НС-II строится по принципу низкого давления.

Насосная станция низкого давления (рисунок 9.1) – станция, на которой устанавливаются одинаковые насосы, то есть специальных пожарных насосов нет. Насосная станция низкого давления работает следующим образом. В обычное время работают основные (рабочие) хозяйственные насосы, а при по- жаре для обеспечения дополнительного расхода включается дополнительный насос такого же типа, что и рабочие.


Рисунок 9.1 – Схема насосной станции НС-II низкого давления:

насосы: 1 − хозяйственные (основные); 2 − хозяйственные (резервные);

3 − противопожарный

Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и количество насосов, категория насосной станции приведены в таблице 9.1. Подбор марок насосов можно выполнен по сводному графику полей Q-H (приложение 9 и 10 [7]).
Таблица 9.1 – Принятые марки насосов

Тип насоса	Расчётная подача насоса Q, л/с	Расчётный напор насоса, H, м	Принятая марка насоса	Категория НС - II	Количество насосов
					Рабочих	Резервных
Хозяйственный	41,70	22,711	К 45/30	1 Обоснование: НС–II подаёт воду непосредственно в сеть объединённого противопожарного водопровода.	2	2
Пожарный (добавочный)	82,5	25,327	К 290/30		1	1

Рисунок 9.2 – План камеры переключений РЧВ для НС-II низкого давления

Заключение

В результате выполнения проекта решены следующие задачи:

1. 
   Обоснована схема водоснабжения.
   
2. 
   Определение водопотребителей и расчет потребляемого расхода воды на хозяйственно питьевые, производственные и пожарные нужды населенного пункта и предприятия
   
3. 
   Гидравлический расчет водопроводной сети населенного пункта.
   
4. 
   Определение режима работы НС-II
   
5. 
   Гидравлический расчет водоводов.
   
6. 
   Расчет водонапорной башни.
   
7. 
   Расчет резервуаров чистой воды.
   
8. 
   Подбор насосов для насосной станции второго подъема.
   

Список использованной литературы

1. СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84* (с Изменениями N 1-5).

2. СП 30.13330.2020 Внутренний водопровод и канализация зданий.

3. СП 8.13130.2020 Системы противопожарной защиты. Наружное противопожарное водоснабжение. Требования пожарной безопасности.

4. СП 10.13130.2020 Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Нормы и правила проектирования.

5. ГОСТ 12586.0-83 Трубы железобетонные напорные виброгидропрессованные. Технические условия (с Изменением N 1).

6. Баскин Ю.Г., Филановский А.М., Иванова Е.С., Дмитриев Н.Н., Пермяков А.А. Противопожарное водоснабжение: Учебное пособие. – СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2015. – 224 с.

7. Подмарков В.В., Сытдыков М.Р., Филановский А.М. Гидравлика и противопожарное водоснабжение. Учебно-методические указания по выполнению курсового проекта: учебное пособие - СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2021. – 50 с.