Аспекты курсовой готовый. Аспекты Курсовой Готовый. Курсовой проект по дисциплине Технологические аспекты интегрированного управления водными ресурсами по теме Технологические аспекты интегрированного управления водных ресурсов
 Скачать 1.96 Mb.
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q, % 3
4
--------------------------------------------------------------------
0 1 2 3 4 5 24
= 4,17 % (20)| Всего насосов, N | Число работающих насосов (n) | |||||
| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 2 | 1,2 | 1 | - | - | - | - |
| 3 | 1,3 | 1,18 | 1 | - | - | - |
| 4 | 1,35 | 1,2 | 1,12 | 1 | - | - |
| 5 | 1,4 | 1,23 | 1,15 | 1,08 | 1 | - |
| 6 | 1,45 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,05 | 1 |
Производительность 1-го насоса определяется по формуле:
(22) где: N - число работающих насосов на насосной станции II
подъёма;
Производительность большего количества насосов 2,3. . . n определяется:
(23)P1 =
=2,23P2 =
=4,05P3 =
=5,15где: n - число работающих насосов.
3.2 Определение объема бака водонапорной башни
Полный объем (Wо.б.пол) бака водонапорной башни состоит из аккумулирующей емкости (Wper) и запаса воды (Wпож), который рассчитан на 10-минутную продолжительность тушения наружных и внутреннего пожаров при одновременном максимальном потреблении воды на другие нужды.
Wо.б.пол= Wper + Wпож, м3 (24)
Wо.б.пол = 440,52 + 10,5 = 451,02
Максимальный остаток в процентах (А%), является величиной для определения регулирующей емкости (W per)
W per=
, м3 (25)W per = 4,46 * 9877,2 / 100% = 440,52
где ΣQгор – суммарный расход воды .
Неприкосновенный противопожарный запас воды в баке башни Wпож, м3 в течении 10 минут определяется по формуле
Wпож=
, (26)Wпож=
= 10,5где qнар – расчетный расход воды на наружное пожаротушение, л/с;
qвн- расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение, л/с
Полная емкость бака водонапорной башни Wпол не должна превышать 2-6% суточного водопотребления ΣQгор.
3.3 Определение объема резервуаров чистой воды
Полная емкость резервуаров W,м3 чистой воды определяется как сумма аккумулирующего объема (Wper, м3) объема для хранения неприкосновенного противопожарного запаса (Wпож, м3) и запаса на собственные нужды очистной станции (W с.н., м3)
W=Wрег+Wпож+Wс.н., (31)
W=Wрег+Wпож+Wс.н = 1018,34 + 661,42 + 296,32 = 1976,08
Wрег=
, (32)W per= Б% * сумм Q гор /100% = 10,31 * 9877,2 / 100 = 1018,34
где Б % - максимальное значение остатка
Противопожарный запас рассчитывается на три часа согласно п.2.24 /1/
Wпож=
+ΣWхоз-3QI, (33)Wпож=
Wсн = 3% * Q max сут / 100% = 3 * 9877,2 / 100 = 296,32
Q1 = 4,17 * 9877,2 / 100 = 411,88
где hн, hвн, gн, gвн – количество одновременных наружнего и внутреннего пожаров .
Wхоз – наибольший трехчасовой хозяйственный запас воды.
Wс.н. – объем воды на собственные нужды, равный (3+4) % от расхода воды в сутки максимального потребления.
Полная емкость моего резервуара составила 1976,08 м3. То есть можно сделать вывод что для данного расчетного случая я могу воспользоваться двумя резервуарами чистой воды емкостью 1000 м3.
4 Трассировка кольцевой сети.
Подготовка сети к гидравлическому расчету
4.1 Трассировка водопроводной сети
Трассировка водопроводных сетей обуславливается следующими факторами : конфигурацией территории населенного пункта; расположения водопотребителями ; рельефом местности; регулирующих емкостей.
Линии водопроводной сети делятся на
транзитные магистрали, бестранзитные, распределительные линии.
4.2 Подготовка сети к гидравлическому расчету
Вычисляем длины расчетных участков магистральной сети и затем определяют сумму длин по районам.
Нужно учитывать:
Если граница районов проходит вдоль магистральной водопроводной линий, то половину длины этой линий относят к одному району, а другую половину к другому (рис.2):
2 3 5
1 4 6
I р-нΣ l I p = l 1-2+ l2-3+l1-4+1/2 l3-4, м
Для каждого района в городе считают удельный расход
Qуд=
, (35)Qуд макс водоп =
= 0,120873671 / 3,6 = 0,033576019 Qуд транзит =
= 0,105020071 / 3,6 = 0,0291722419 где Σ qгор – сумма расходов воды по городу .Путевой расход (суммарная отдача воды с каждого участка сети) (Qn) определяется по отдельным участкам сети для расчетных случаев (максимальное водопотребление, максимальный транзит) по формуле:
Qn= qудּl, (36)
где l – длина участка сети (м), При расчетах должно выполняться условие:
Σ qгор= Σ Qn+ Σ Qc, (37)
Σ qгор=257,72=251,74+6
где Σ Qn – сумма путевых расходов, л/с;
Σ Qc – суммарный расход воды, отбираемый из сети крупными сосредоточенными потребителями (промышленные предприятия и т.д).
Узловой расход равен половине суммы величин путевых отборов из участков сети, примыкающие к данному узлу:
qузл = 0,5 Σ Qn, (38)
В водопроводной сети баланс водопотребления и водоподачи проверяется по формулам для разных режимов работы сети.
для режима максимального водопотребления
Qнст IIп = Σ Qгор + Σ Qс - Qвб (40)
Qнст IIп=187,49=251,74+31,72-69,97
где Qнст IIп , Qвб - соответственно, подача насосной станцией II-го подъема, водонапорной башни и сосредоточенный расход в данный час:
Для каждого расчетного случая осуществляется гидравлический расчет
4.3 Предварительное потокораспределение
На схемах сети провел предварительное потокораспределение. Нужно не забывать, что количество воды приходящей к узлу, равно количеству воды, выходящей из узла плюс узловой расход – так гласит первый закон Кирхгофа
Начальное потокораспределение производил для трех режимов:
Максимальное водопотребление, максимальное водопотребление + пожар, а также для транзита
5 Определение потерь напора на участках сети и
гидравлическая увязка колец
5.1 Определение потерь напора на участках сети
Перед началом гидравлического расчета определил диаметр и материл труб. Потери напора считал по таблицам Шевелева
he =
= iּl, (45)где l – длина расчетного участка сети, м;
5.2 Гидравлическая увязка водопроводной сети
Для проведения увязки имеется ряд методов. Наиболее часто применяют способы В.Г.Лобачева-Х.Кросов и М.М.Андрияшева.
В основе этих методов лежит 2-й Закон Кирхгофа, который гласит: сумма потерь напоров в кольце или в рассматриваемом контуре должна равняться ”0”.
Истинное распределение потоков по участкам сети должно для каждого кольца удовлетворять условию второго закона Кирхгофа - h = 0, где h - алгебраическая сумма потерь напора в кольце. Это означает - потери напора по одной ветви должны быть равны потерям напора по другой его ветви. Обычно, при определении потерь напора по предварительно намеченным расходам, равенство h = 0 по кольцам невыполнимо. Одни ветви оказываются перегруженными, а другие недогруженными, т.е. h = h, где h 0. h - определяет "невязку" потерь напора. При этом потери напора при движении воды в кольце по часовой стрелке условно присваивают положительный знак, против часовой стрелки отрицательный знак. Допустимая "невязка" в кольце должна составлять 0,5 м. Если h 0,5, то считается перегруженными участки, по которым вода движется по часовой стрелки, а если h -0,5, то перегружены участки с движением воды против часовой стрелки.
Для получения "невязки" в переделах допустимых значений необходимо провести перераспределение расходов по недогруженным и перегруженным участкам сети путём пропуска по контуру каждого кольца увязочного расхода q, л/с.
Гидравлическую увязку выполнял математическим методом используя при определении увязочного расхода воды формулу М.М.Андрияшева:
Δq =
, (47)где Σh – сумма потерь напора в контуре без учета знака потерь напора в участках сети, м;
qср – средний расход, л/с;
qср =
, л/с (48)где Σq – сумма расходов воды по участкам сети, входящих в рассматриваемый контур, л/с
n – количество участков сети, входящих в рассматриваемый контур;
Δh- невязка потерь напора, м.
Результаты увязки сети по методу М.М.Андрияшева занёс непосредственно на схемы сети. На расчетной сети нанёс: диаметр (d) труб для каждого участка, длину (l) участка - м, расчетный расход (q) воды – л/с, потери напора (h) – м, скорость движения (υ) воды – м/с, невязку в каждом кольце и по внешнему контуру (Δh) – м.
Преимуществом этого метода является возможность проведения увязки по отдельным контурам, в состав которых может входить несколько колец, имеющих одинаковый знак невязки.
После проведения нескольких исправлений до получения допустимой невязки в каждом кольце проводится поправка на скорость по окончательному значению расходов на участках сети и заново определяются невязки в каждом кольце. При необходимости проводится дополнительное исправление сети до получения необходимого условия. Гидравлический расчёт сети приведён в приложении К.
6 Определение свободных напоров в диктующих
точках сети и построение пьезолиний
6.1 Гидравлический расчёт водоводов водопроводной сети
Водопровод соединяет водонапорную башню, промышленный завод и станцию второго подъема с сетью воды кольца.
Водонапорная башня должна быть расположена в самой высокой точке сети, чтобы уменьшить высоту водонапорной башни.
В зависимости от расположения водонапорной башни, водоводы рассчитывал в случае максимального забора воды и максимального прохождения, если же башня действует как противодавление (расположенно в конце сети). За окончательное значение диаметров водоводов берут наибольшее, определенное для двух случаев. Расчет производил в обычном рабочем режиме, когда через каждый канал проходит расход, равный половине общего расчетного расхода, с проверкой в аварийном рабочем режиме. В случае чрезвычайной ситуации, один из каналов воды выключен, и в другой, в зависимости от условий допустимой просадки на подачу воды (до 30% от оценки), проходит поток, равный 70% от всего потока, вычисленный через диаметр труб, определенные для нормального функционирования водопровода. В то же время это увеличит скорость потока воды и потери давления.
Подбор диаметров труб, подающих воду из кольцевой водопроводной сети на промышленное предприятие, производят по максимальному часовому расходу воды на промышленном предприятии при нормальном режиме работы и с проверкой их на аварийный режим.
Водопроводные трубы, соединяющие насосную станцию II подъема с водопроводной сетью, учитывают режим работы узлов. Количество каналов назначается не менее двух. Диаметры трубопроводов определяют максимальный расход (максимальный расход воды или максимальный транзит) в соответствии с принятым графиком и проверяют проход противопожарного потока.
Расчет осуществлял в нормальном режиме работы, то есть при прохождении через каждый канал 50% расчетного расхода, согласно таблице 9. Чтобы обеспечить требуемую надежность, выполнял проверку на случай, если один из каналов или ваш сайт погаснет во время аварии. В этом случае допускается сокращение предполагаемого потока на 30 %. Проверка потери 70% от общего расхода в одном трубопроводе (в случае аварии в другом) заключается в оценке увеличения потери давления в трубопроводе по сравнению с нормальной работой. Если в аварийном режиме свободное давление в точке диктовки будет меньше 10 м (за счет увеличения потерь давления), необходимо предусмотреть разделение воздуховодов на секции путем обустройства мостиков между ними. Таким образом я сделал вывод, что в случае аварии с этим решением будет отключена не вся водопроводная труба, а только ее секция, в результате чего уменьшится потеря давления и, следовательно, увеличится свободное давление в точке диктовки. Если это не приводит к желаемому результату. Необходимо увеличить диаметр трубопроводов и повторить расчет.
| Водовод | Режим в-я | Q л/с | 0,5 Q норм | 0,7 Q аварий | L ,м | d, мм | V, м/с | 1000i | h,м 1,1*i*L |
| Напорн Н.ст 2 п и сеть | max в-е | 141,29 | 70,65 | 98,9 | 1000 | 300 | 0,92 | 4,68 | 4,74 |
| max в-е + пожар | 141,29 | 70,65 | 98,9 | 1000 | 300 | 0,92 | 4,68 | 4,74 | |
| max транзит | 176,29 | 88,15 | ------ | 1000 | 300 | 1,16 | 6,6 | 7,26 | |
| Всасывающие от Н.ст.2п до РЧВ | max в-е | 141,29 | ------ | ------ | 50 | 450 | 0,82 | 2,06 | 0,13 |
| max в-е + пожар | 141,29 | ------ | ------ | 50 | 450 | 0,82 | 2,06 | 0,13 | |
| max транзит | 176,29 | ------ | ------ | 50 | 450 | 1,03 | 3,11 | 0,24 |