Курсовая работа по противопожарному водоснабжению. Гидравлический расчет наружного

• Название: Гидравлический расчет наружного
• Анкор: Курсовая работа по противопожарному водоснабжению
• Дата: 18.11.2022
• Размер: 0.66 Mb.
• Имя файла: Kursach_PPV - 104.docx
• Тип: Документы; #796390
• страница: 5 из 5

Без пожара	Участок сети	Расход воды q , л/с	Расчётный внутренний диаметр dр, м	Длина l, м	Скорость V, м/с	(1+3,51/V)0,19* *0,706V2	d1,19р , м	Гидравлический уклон i*10-3
1	2	3	4	5	6	7	8	9
I	1-2	85	0,4506	1000	0,533	0,295	0,387	0,762
	2-3	63,13	0,4014	1500	0,499	0,261	0,337	0,774
	3-4	40,35	0,4014	1000	0,319	0,115	0,337	0,341
	4-7	30	0,3044	2000	0,412	0,184	0,243	0,759
	7-1	90,9	0,4506	1000	0,570	0,334	0,387	0,862
1	2	3	4	5	6	7	8	9
II	4-5	31	0,4014	1500	0,245	0,071	0,337	0,211
	5-6	12,8	0,253	1500	0,255	0,076	0,195	0,392
	7-6	30,3	0,3044	500	0,417	0,188	0,243	0,773
	7-4	30	0,3044	2000	0,412	0,184	0,243	0,759

	Потери напора H, м
	10
1-2	0,762
2-3	1,161
3-4	0,341
4-7	-1,517
7-1	-0,862
Δh=-0,115<1
	10
4-5	0,317
5-6	-0,588
7-6	-0,386
7-4	1,517
Δh=0,859<1

5. 
   Определение режима работы НС-II.
   

Примем двухступенчатый режим работы НС-II с подачей воды с каждым насосом 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,5*24=60% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100 – 60 = 40% суточного расхода воды и надо его включить на 40/2,5=16 ч.

Рис.5.1. Режим работы НС -II и график водопотребления
В соответствии с графиком водопотребления (рис. 5.1) предлагается второй насос включить в 5 ч. и выключать в 21 ч. Этот режим работы НС-II нанесен на рис. 5.1 сплошной линией.

Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим табл.5.1.


Таблица 5.1. Водопотребление и режим работы насосов.

Время	Часовое водопотребление (см. табл. 2.1., графа 11)	I вариант				II вариант
суток		Подача насосов	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке	Подача	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке
						насосов
1	2	3	4	5	6	7	8
0-1	1,92	2,5	0,58	0	0,58	3	1,08	0	1,08
1-2	1,70	2,5	0,80	0	1,38	3	1,30	0	2,38
2-3	1,70	2,5	0,80	0	2,18	3	1,30	0	3,68
3-4	1,70	2,5	0,80	0	2,98	3	1,30	0	4,98
4-5	2,62	2,5	0	0,12	2,86	3	0,38	0	5,36
5-6	3,54	5	1,46	0	4,32	3	0	0,54	4,82
6-7	4,42	5	0,58	0	4,91	3	0	1,42	3,41
7-8	5,32	5	0	0,32	4,59	3	0	2,32	1,09
8-9	6,26	5	0	1,26	3,33	6	0	0,26	0,83
9-10	6,03	5	0	1,03	2,30	6	0	0,03	0,80
10-11	6,03	5	0	1,03	1,27	6	0	0,03	0,77
11-12	6,03	5	0	1,03	0,24	6	0	0,03	0,74
12-13	4,91	5	0,09	0	0,33	6	1,09	0	1,83
13-14	4,92	5	0,08	0	0,41	6	1,08	0	2,91
14-15	5,35	5	0	0,35	0,06	6	0,65	0	3,56
15-16	5,80	5	0	0,80	-0,75	6	0,20	0	3,75
16-17	6,03	5	0	1,03	-1,78	6	0	0,03	3,72
17-18	5,35	5	0	0,35	-2,13	4	0	1,35	2,37
18-19	4,90	5	0,10	0	-2,03	3	0	1,90	0,47
19-20	4,45	5	0,55	0	-1,47	3	0	1,45	-0,97
20-21	4,00	5	1,00	0	-0,48	3	0	1,00	-1,98
21-22	3,11	2,5	0	0,61	-1,09	3	0	0,11	-2,09
22-23	2,18	2,5	0,32	0	-0,77	3	0,82	0	-1,27
23-24	1,73	2,5	0,77	0	0,00	3	1,27	0	0,00

В графе 1 проставлены часовые промежутки, в графе 2 – часовое водопотребление в % от суточного водопотребления в соответствии с графой 11 табл.2.1, в графе 3 подача насосов в соответствии с предложенным режимом работы НС-II.

Если подача насосов выше, чем водопотребление поселка, то разность этих величин записывается в графу 4 (поступление в бак), а если ниже – в графу 5 (расход из бака).

Остаток воды в баке (графа 6) к концу некоторого часового промежутка определяется как алгебраическая сумма данных граф 4 и 5 (положительных при поступлении воды в бак и отрицательных при расходе из него).

Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины графы 6. В рассмотренном примере емкость бака башни получилась равной

4,91+-2,13=7,04% от суточного расхода воды.

При выполнении курсового проекта рекомендуется проанализировать несколько режимов работы НС-II. Так, для приведенного графика водопотребления определим регулирующую емкость бака для ступенчатого режима работы НС-II с подачей, например, по 3% суточного расхода воды каждым насосом. Один насос за 24 часа подаст 3*24=72% суточного расхода. На долю второго насоса придется 100-72=28% и он должен работать 28/3=9,33ч. Второй насос предлагается включать с 8 до 17 час.20 мин. Этот режим работы НС-II показан на графике пунктирной линией. Регулирующая емкость бака (графы 7,8,9,10 табл.5.1) будет равна 5,36+-2,09=7,45%, т.е. при этом режиме необходимо увеличение емкости бака водонапорной башни и окончательно выбираем режим работы НС-II по первому варианту.

5. 
   Гидравлический расчет водоводов.
   

Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диаметров труб водопроводной сети, изложенная в разделе 4 п.7.

По заданию водоводы проложены из чугунных труб, с внутренним цементно-песчаным покрытием, нанесенным методом центрифугирования. Длина водоводов от НС-II до водонапорной башни l_вод=800 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 водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:

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

При значении Э=1 из приложения 2 определяем диаметр водоводов:

d_вод=0,3 м; d_вн.=0,3044 м.
Скорость воды в водоводе определяется из выражения V=Q/ω,

где: - площадь живого сечения водовода.

При расходе Q_вод=77,3 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,3044 м будет равна:

Потеря напора определяется по формуле (4).

Для чугунных труб (приложение 10[4])
; ; ;
Потери напора в водоводах составят:

Общий расход воды в условиях пожаротушения в рассматриваемом примере равен .

Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения

При этом скорость движения воды в трубопроводе:

И потери напора в водоводах при пожаре:


7) Определение высоты водонапорной башни.
Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении:

м.

м.

м.

м.

м.

где: 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (принимается 10% от линейных потерь напора).
и

7.1) Определение ёмкости бака водонапорной башни.
Нами определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К=7,04% от суточного расхода воды в поселке.

где =11132,25 м³/сутки (табл. 1.3).

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

Согласно табл.2.1


Таким образом,






По приложению 5 принимаем водонапорную башню (номер типового проекта 901-5-28/70) высотой 17,52 м с баком емкостью 1000 м³.

Зная емкость бака определяем его диаметр и высоту:
,

,
8) Расчет резервуара чистой воды


Для определения W_рег воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-1 и НС-11 (рис. 8.1). Регулирующий объем в % от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей «б»
, или


Рис. 8.1. Режим работы НС – II и НС – I
В рассматриваемом примере суточный расход воды составляет 11132,25 м³, а регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:



,
где: Т_t = 3ч – расчетная продолжительность тушения пожара (п. 2.24 СНиП 2.04.02-84).

При расчете неприкосновенного запаса на хозяйственно-питьевые нужды принимаем:
_/ч и

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


Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:

Полный объем резервуаров чистой воды:

Принимаем два типовых резервуара объемом по 1600м³. Номер проекта 901-4-66.83 (приложение 6).
9) Подбор насосов для насосной станции второго подъема.
Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней 2х основных хозяйственных насосов, подача которых будет равна:


Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:
,
где: h_вод – потери напора в водоводах, м;

H_в-б – высота водонапорной башни, м (см. раздел 7);

H_б- высота бака водонапорной башни, м;

Z_в-б и Z_н-с – геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II (см. схему водоснабжения); 1.1 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления (п.4, приложение 10[4]).
Тогда:

Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

где h_{вод.пож.} и h_c.пож – соответственно потери напора в водоводах и водопроводной сети при пожаротушении, м; Н_св – свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке, м. Для водопроводов низкого давления Н_св=10 м.; Z_д.т.- геодезическая отметка в диктующей точке, м.

Потери напора в сети при пожаротушении:

м.

м.

м.

м.

Тогда

Т.к. в нашем примере Н_{пож.нас}-Н_{хоз.нас.}>10м, то НС-II строится по принципу высокого давления.

Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и кол-во насосов, категория насосной станции приводятся в табл. 7. 1 .

Таблица7.1.

Тип насоса	Расчётная подача насоса	Расчётный напор насоса, м	Принятая марка насоса	Категория НС - II	Количество Насосов
					Рабочих	Резервных
Хозяйственный	77,3	33,61	К90/35	1 Обоснование: НС–II подаёт воду непосредственно в сеть объединённого противопожарного водопровода.	2	2
Пожарный (добавочный)	387,9	46,11	Д500 - 65		1

Заключение.
В результате расчетной работы были определены основные водопотребители, рассчитаны требуемые расходы для обеспечения деятельности предприятия и поселка, произведены гидравлические расчеты трубопроводов. Также в ходе расчетной работы было рассчитано необходимое для обеспечения подачи и хранения воды оборудование: водонапорная башня, резервуары чистой воды, произведен подбор хозяйственных и пожарных насосов.

Изучение методики гидравлического расчета объединенного водопровода имеет важное значение как для профессиональной деятельности в области пожарной безопасности, так и в качестве повышения кругозора, развития мышления инженера-специалиста.