Помощь с курсовой работой по наружным сетям водоснабжения для ТулГУ, пример оформления



КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «НАРУЖНЫЕ СЕТИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ»

Содержание
Исходные данные 3
1. Потребление воды населенным пунктом в сутки наибольшего потребления 5
1.1 Определение максимального суточного расхода воды 5
1.2. Построение графика водопотребления 12
1.3. Сосредоточенные и равномерно-распределенные расходы воды 18
2. Трассировка магистральной сети 20
3. Определение емкости и размеров бака водонапорной башни 21
3.1.Определение регулирующей емкости бака 21
3.2.Определение размеров бака водонапорной башни 23
4. Подготовка магистральной сети к гидравлическому расчету 24
4.1.Определение путевых расходов на расчетных участках 24
4.2.Определение узловых расходов 26
4.3. Начальное потокораспределение 27
5. Гидравлический расчет кольцевой сети наружного водопровода 32
5.1.Определение диаметров труб по участкам сети 32
5.2 Гидравлический расчет (увязка) кольцевой водопроводной сети 35
5.3 Увязка сети по методу Лобачева — Кросса 35
Список литературы 41

Исходные данные
Расположение населенного пункта – Пензенская область
Генплан №4 НС-II-4 с указанием размещения общественно-коммунальных объектов и промышленных предприятий и местом присоединения водоводов к магистральной сети;
Плотность населения по районам города
I район –280 чел/га; II район – 120 чел/га.
Этажность застройки:
I район – 9 этажей; II район – 5 этажей.
Степень благоустройства районов жилой застройки (СП 31.13330.2012, табл.1)
I район – с централизованным горячим водоснабжением;
II район – с ваннами и местными водонагревателями.
Расход воды на поливку (СП 31.13330.2012, табл.3)
I район – механизированная поливка усовершенствованных покрытий, проездов и площадей (40% от общей площади поливки), а также газонов и цветников по всем проездам (60% от общей площади поливки). Общая площадь поливки — 2 га.
II район – поливка вручную (из шлангов) усовершенствованных покрытий, проездов и площадей (50% от общей площади поливки), а также газонов и цветников по всем проездам (50% от общей площади поливки). Общая площадь поливки- 3 га.
Число поливок в сутки по городу – 2.
Расчетный расход воды на тушение одного внутр.пожара в жилом массиве- 7 л/с
Расходы воды на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы принимать дополнительно в размерах следующих процентов от суммарного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта:
I район – 14%; II район – 16%.
Общественно-коммунальные здания (СНиП 2.04.01-85, приложение 3)
I район – п.28-2, п.6-2
II район – п. 6-1, п. 8
Промышленные предприятия:
№1 – металлургическая промышленность
№2 – металлообрабатывающая промышленность

Расход воды питьевого качества, м3 Количество работающих, чел % в горяч. цехах % польз. душем Санитарные характеристики производственных процессов
Суточный В смену наибольшего потребления 1 смена 2 смена 3 смена Гор.
цеха Хол.
цеха Гор.
цеха Хол.
цеха
5100 2320 3100 4200 1900 70 100 60 2а 3б
1800 900 1700 2100 — 35 100 70 2в 1б

КПД насосной станции II подъема – 0,75
Наружный водопровод из чугунных раструбных труб

1. Потребление воды населенным пунктом в сутки наибольшего потребления
1.1 Определение максимального суточного расхода воды

Таблица 2 — Расчет численности населения
Наименование I район II район Итого
Площадь кварталов города, га 13 13 26
Число жителей, чел. 3640 1560 5200

Суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды жителей определяется в соответствии с заданием, а количество воды, расходуемой на нужды местной промышленности и неучтенные расходы, допускается принимать дополнительно в размере 10…20 % суммарного расхода на хозяйственно-питьевые нужды.
При централизованной системе горячего водоснабжения до 40% общего расхода воды в среднем за сутки подается потребителям из сетей водоснабжения.
В настоящей работе I район имеет систему централизованного горячего водоснабжения с питанием от ТЭЦ.
Учитываем, что норма хозяйственно-питьевого водопотребления населенными пунктами на одного жителя в среднем по расходу воды сутки в году состоит из холодной и горячей воды, причем для района I (с центральным горячим водоснабжение) норма холодной воды 60%, а горячей воды 40% от общей нормы суточного водопотребления. Для района II (с местными газовыми водонагревателями) принимаем нормы холодной и горячей воды равными, т.е. по 50% от общей нормы суточного.
Расчет норм водопотребления населенного пункта.
Суточная норма на одного жителя I района составит
холодной воды 270 л/сут х 0,6 = 162 л/сут,
горячей – 270 л/сут х 0,4 = 108 л/сут.
Поскольку при расчете берут не средние по расходу воды сутки в году, а сутки наибольшего водопотребления, то нормы расхода холодной и горячей воды следует умножить на коэффициент суточной неравномерности водопотребления К сут.макс. Значение этого коэффициента находится в пределах 1,1…1,3; он учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели.
Для рассматриваемого примера среднее значение К сут.макс. можно принять равным 1,2, поскольку промышленные предприятия круглогодичного режима работы, степень благоустройства города средняя, населенный пункт находится в центральной части страны.
Максимальное суточное потребления холодной воды в I районе
на одного человека
162 л/сут х 1,2 = 194 л/сут,
а максимальный суточный расход
194 л/сут х 3640 = 925000 л/сут или 925 м³/сут.
Cуммарный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды I района в сутки наибольшего водопотребления составит:
925 м³/сут +218 м³/сут =1143 м³/сут
А неучтенные расходы составят
1143 м³/сут × 0,14 = 130 м³/сут
Во II районе населению подается только холодная вода.
Норма расхода воды на одного жителя
190 л/сут х 1,2 х 1560=356000 л/сут = 356 м³/сут
Неучтенные расходы
356 м³/сут х 0,16= 57 м³/сут.
Количество воды необходимой для применения душа, определяется путем расчета потребного количества душевых сеток, принимаемого в зависимости от группы и санитарной характеристики производственных процессов и нормируемого количества человек на одну душевую сетку на промышленных предприятиях принимается равным 500л. [II, приложение 3, п.29]. Поскольку продолжительность пользования душем в последующий час после окончания смены 45 мин., то фактически расход воды в расчетный час составит 375 л. на одну душевую сетку.
Предприятие №1
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих на промышленных предприятиях определяется по следующим нормам: в смену на одного работающего 45 л для горячих (тепловыделения более 84 кДж (20 ккал) на 1 м³/ч) и 25 л для остальных цехов [II, приложение 4, п.п.30,31].
Горячие цеха (70% от общего числа рабочих)
смена 3100 × 0,7 × 45 = 97700 л = 97,7 м3
смена 4200 × 0,7 × 45 = 132300 л = 132,3 м3
смена 1900 × 0,7 × 45 = 59900 л = 59,9 м3
Холодные цеха (30% от общего числа рабочих)
смена 3100 × 0,3 × 25 = 23300 л = 23,3 м3
смена 4200 × 0,3 × 25 = 31500 л = 31,5 м3
смена 1900 × 0,3 × 25 = 14300 л = 14,3 м3
Определим для предприятия №1 расход воды душевыми сетками в горячем цехе.
Горячий цех пользуются душем 100% рабочих цеха
смена 3100 × 0,7 = 2170 чел
смена 4200× 0,7 = 2940 чел
смена 1900× 0,7 = 1330 чел
По заданию группа производственных процессов и санитарная характеристика горячего цеха IIа, т.е. по норме (табл.1.1) одна душевая сетка обслуживает 5 человек (принято , что на предприятиях №1 и №2 в цехах работают только мужчины).
Расход воды на душевые сетки горячего цеха предприятия №1
смена 2170 чел / 5 чел ×375 л = 162800 л = 162,8 м3
смена 2940 чел / 5 чел ×375 л = 220500 л = 220,5 м3
смена 1330 чел / 5 чел ×375 л = 99800 л = 99,8 м3
Холодный цех пользуются душем 60% рабочих цеха
смена 3100 × 0,3 × 0,6 = 558 чел
смена 4200 × 0,3 × 0,6 = 756 чел
смена 1900 × 0,3 × 0,6 = 342 чел
По заданию группа с производственных процессов и санитарная характеристика холодного цеха IIIб, т.е. по норме (табл.1.1) одна душевая сетка обслуживает 3 человек.
Расход воды на душевые сетки холодного цеха предприятия №1
смена 558 чел / 5 чел ×375 л = 41900 л = 41,9 м3
смена 756 чел / 5 чел ×375 л = 56700 л = 56,7 м3
смена 342 чел / 5 чел ×375 л = 25700 л = 25,7 м3
Предприятие №2
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих на промышленных предприятиях определяется по следующим нормам: в смену на одного работающего 45 л для горячих (тепловыделения более 84 кДж (20 ккал) на 1 м³/ч) и 25 л для остальных цехов [II, приложение 4, п.п.30,31].
Горячие цеха (35% от общего числа рабочих)
смена 1700 × 0,35 × 45 = 26775 л = 26,8 м3
смена 2100 × 0,35 × 45 = 33075 л = 33,1 м3
Холодные цеха (65% от общего числа рабочих)
смена 1700 × 0,65 × 25 = 27625 л = 27,6 м3
смена 2100 × 0,65 × 25 = 34125 л = 34,1 м3
Определим для предприятия №2 расход воды душевыми сетками в горячем цехе.
Горячий цех пользуются душем 100% рабочих цеха
смена 1700 × 0,35 = 595 чел
смена 2100× 0,35 = 735 чел
По заданию группа производственных процессов и санитарная характеристика горячего цеха IIв, т.е. по норме (табл.1.1) одна душевая сетка обслуживает 5 человек .
Расход воды на душевые сетки горячего цеха предприятия №2
смена 595 чел / 5 чел ×375 л = 44600 л = 44,6 м3
смена 735 чел / 5 чел ×375 л = 55100 л = 55,1 м3
Холодный цех (65% от общего числа рабочих) пользуются душем 70% рабочих цеха
смена 1700 × 0,65× 0,7 = 774 чел
смена 2100 × 0,65× 0,7 = 956 чел
По заданию группа производственных процессов и санитарная характеристика холодного цеха Iб, т.е. по норме (табл.1.1) одна душевая сетка обслуживает 15 человек.
Расход воды на душевые сетки холодного цеха предприятия №2
смена 774 чел / 15 чел ×375 л = 19400 л = 19,4 м3
смена 956 чел / 15 чел ×375 л = 23900 л = 23,9 м3
Поливка территорий
Нормы расхода воды на поливку улиц, проездов, площадок и зеленых насаждений в населенных пунктах и на территориях промышленных предприятий следует принимать по данным табл.3 [I].
Число поливок в сутки по городу – 2
Полив I района (Общая площадь поливки- 2 га.)
Механизированная поливка усовершенствованных покрытий, проездов и площадей ( 40% от общей площади поливки), 0,3 л/м2
20000 × 0,4 × 0,3×2=4800 л/сут = 4,8 м3 /сут
Газоны и цветники по всем проездам (60% от общей площади поливки). 5 л/м2
20000 × 0,6 × 5 ×2=120000 л/сут = 120 м3 /сут
Полив II района (Общая площадь поливки — 3 га.)
поливка вручную (из шлангов) усовершенствованных покрытий, проездов и площадей (50% от общей площади поливки), 0,4 л/м2
30000 × 0,5× 0,4 ×2=12000 л/сут = 12 м3 /сут
газоны и цветники по всем проездам (50% от общей площади поливки). 5 л/м2
30000 × 0,5 × 5 ×2=150000 л/сут = 150 м3 /сут
Всего по городу суточный расход воды на поливку составляет 286,8 м3

Максимальный суточный расход населенным объектом в соответствии с перечнем потребителей определяем по нормативным данным. Результаты расчетов сводим в таблицу 3.
Таблица 3 – Максимальный суточный расход воды населенным пунктом
Водопотребители Кол-во Средн. сут.норма л/сут Ксум.макс. Норма макс.сут. потребл. л/сут Макс.сут. расход

1 2 3 4 5 6
I район
Население (холодная вода) 3640 162 1,2 194 925
ТЭЦ (горячая вода) 1680 108 1,2 130 218
Неучтенные расходы 14 130
II район
Население (холодная вода) 1560 190 1,2 228 356
Неучтенные расходы 16 57
Предприятие №1
Расход технологической воды — — — — 5100
Расход хозяйственно-питьевой воды:
в горячих цехах:
1 смена 2170 — — 45 97,7
2 смена 2940 — — 45 132,3
3 смена 1330 — — 45 59,9
в холодных цехах
1 смена 930 — — 25 23,3
2 смена 1260 — — 25 31,5
3 смена 570 — — 25 14,3
Расход душевых вод
в горячих цехах:
1 смена 2170 — — 375 162,8
2 смена 2940 — — 375 220,5
3 смена 1330 — — 375 99,8
в холодных цехах
1 смена 558 — — 375 41,9
2 смена 756 — — 375 56,7
3 смена 342 — — 375 25,7
Предприятие №2
Расход технологической воды — — — — 1800
Расход хозяйственно-питьевой воды:
в горячих цехах:
1 смена 595 — — 45 26,8
2 смена 735 — — 45 33,1
в холодных цехах
1 смена 1105 — — 25 27,6
2 смена 1365 — — 25 34,1
Расход душевых вод
в горячих цехах:
1 смена 595 — — 375 44,6
2 смена 735 — — 375 55,1
в холодных цехах
1 смена 774 — — 375 19,4
2 смена 956 — — 375 23,9
Итого 9816
Полив 286,8
Расход воды в городе 10103

В нормах хозяйственно-питьевого потребления воды населением учитывается и расходы воды на нужды больниц, бань и прачечных [I, п.2.1, приложение 2].
I район.
Суточная потребность в воде бани на 100 посетителей рассчитывается по формуле:
Q_Б=(N∙q)/1000=(100∙290)/1000=29 м^3/сут
где N – количество посетителей
q – норма потребления на одного посетителя в соответствии с типом бани.
Суточная потребность в воде больницы на 100 коек с общими ваннами и душами в сутки:
Q_БОЛ=(N∙q)/1000=(100∙200)/1000=20 м^3/сут
где N – количество коек
q – расход воды на 1 койку.
II район.
Суточная потребность в воде больницы на 100 коек с общими ваннами и душами в сутки:
Q_БОЛ=(N∙q)/1000=(100∙115)/1000=11,5 м^3/сут
где N – количество коек
q – расход воды на 1 койку.
Суточная потребность в воде поликлиники на 200 пациентов в сутки:
Q_ПОЛ=(N∙q)/1000=(200∙15)/1000=3,0 м^3/сут
где N – количество пациентов
q – расход воды на 1 пациента.

Расход больницами, банями, прачечными в нормах водопотребления одним жителем. Поскольку потребление воды этими коммунальными предприятиями учитываем отдельно, необходимо их суточные расходы вычесть из потребляемого суточного расхода холодной воды всем районом.
В I районе находится баня и больница во II районе – больница и поликлиника. Таким образом, для I района потребление холодной воды населением составит
925 м3 – 29 м3 – 20 м3= 876 м3
а для II района
356 м3 – 11,5 м3 – 3 м3 = 341,5 м3

1.2. Построение графика водопотребления

Суточный расход воды населением по часам (график водопотребления) распределяется в соответствии с коэффициентом часовой неравномерности K_(ч.max):
K_(ч.max)=α_max∙β_max
где α_max — коэффициент, согласно [1], принят равным 1,2-1,4;
β_max — коэффициент, который учитывает количество жителей в населенном пункте и принят по [1, табл. 2].
Для I района
K_(ч.max)=1,3∙1,5=1,82

Для II района
K_(ч.max)=1,3∙1,8=2,08

По расчетному значению Кч.max = 1,82 для I района и К ч.max = 2,08 для II района населенного пункта выбран типовой график водопотребления в течение суток. Расчет представлен в таблице А.1 приложения А.

Смена часы I район II район Неучтенные расходы
Нас. хол.вода ТЭЦ гор.в Баня Больница I Нас хол.вода Больница II Поликлиника I район II район

% м³ % м³ % м³ % м³ % м³ % м³ % м³ % м³ % м³
3-я 0-1 1,96 17,17 4,17 9,09 1,56 5,32 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
1-2 0,96 8,41 4,17 9,09 0,69 2,35 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
2-3 0,83 7,27 4,17 9,09 0,53 1,81 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
3-4 0,96 8,41 4,17 9,09 0,69 2,35 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
4-5 1,12 9,81 4,17 9,09 0,74 2,52 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
5-6 2,31 20,24 4,17 9,09 1,91 6,51 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
6-7 4,28 37,49 4,17 9,09 5,36 18,28 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
7-8 5,55 48,62 4,17 9,09 5,75 19,61 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
1-я 8-9 7,12 62,37 4,16 9,07 6,25 1,81 6,25 1,25 7,81 26,63 6,25 0,72 4,16 0,12 4,16 5,41 4,16 2,37
9-10 6,86 60,09 4,17 9,09 6,25 1,81 6,25 1,25 7,46 25,44 6,25 0,72 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
10-11 5,82 50,98 4,16 9,07 6,25 1,81 6,25 1,25 6,07 20,70 6,25 0,72 4,16 0,12 4,16 5,41 4,16 2,37
11-12 5,01 43,89 4,17 9,09 6,25 1,81 6,25 1,25 5,03 17,15 6,25 0,72 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
12-13 4,56 39,95 4,16 9,07 6,25 1,81 6,25 1,25 3,3 11,25 6,25 0,72 4,16 0,12 4,16 5,41 4,16 2,37
13-14 3,27 28,65 4,17 9,09 6,25 1,81 6,25 1,25 2,95 10,06 6,25 0,72 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
14-15 2,96 25,93 4,16 9,07 6,25 1,81 6,25 1,25 2,6 8,87 6,25 0,72 4,16 0,12 4,16 5,41 4,16 2,37
15-16 3,87 33,90 4,17 9,09 6,25 1,81 6,25 1,25 3,64 12,41 6,25 0,72 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
2-я 16-17 4,45 38,98 4,16 9,07 6,25 1,81 6,25 1,25 4,34 14,80 6,25 0,72 4,16 0,12 4,16 5,41 4,16 2,37
17-18 4,17 36,53 4,17 9,09 6,25 1,81 6,25 1,25 3,99 13,61 6,25 0,72 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
18-19 4,75 41,61 4,16 9,07 6,25 1,81 6,25 1,25 4,69 15,99 6,25 0,72 4,16 0,12 4,16 5,41 4,16 2,37
19-20 6,09 53,35 4,17 9,09 6,25 1,81 6,25 1,25 6,72 22,92 6,25 0,72 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
20-21 6,61 57,90 4,16 9,07 6,25 1,81 6,25 1,25 7,11 24,25 6,25 0,72 4,16 0,12 4,16 5,41 4,16 2,37
21-22 7,5 65,70 4,17 9,09 6,25 1,81 6,25 1,25 8,03 27,38 6,25 0,72 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
22-23 6,35 55,63 4,16 9,07 6,25 1,81 6,25 1,25 6,77 23,09 6,25 0,72 4,16 0,12 4,16 5,41 4,16 2,37
23-24 2,64 23,13 4,17 9,09 6,25 1,81 6,25 1,25 2,26 7,71 6,25 0,72 4,17 0,13 4,17 5,42 4,17 2,38
Итого 100 876 100 218 100 29 100 20 100 341 100 11,5 100 3,0 100 130 100 57

Продолжение табл 4
Предприятие №1 Предприятие №2
технолог.вода Хоз.пит. Вода Хоз.пит.вода Душевые расходы технолог.вода Хоз.пит.вода Хоз.пит.вода Душевые расходы
горяч.цех холод.цех
% м³ % м³ % м³ % м³ % м³ % м³ % м³ % м³
12,5 213 12,05 7,22 6,25 0,89 100 277,2 100 79
12,5 213 12,05 7,22 12,5 1,79
12,5 213 12,05 7,22 12,5 1,79
12,5 213 12,05 7,22 18,75 2,68
12,5 213 12,05 7,22 6,25 0,89
12,5 213 12,05 7,22 12,5 1,79
12,5 213 12,05 7,22 12,5 1,79
12,5 213 15,65 9,37 18,75 2,68
12,5 213 12,05 11,77 6,25 1,46 100 125,4 12,5 112,5 12,05 3,23 6,25 1,73
12,5 213 12,05 11,77 12,5 2,91 12,5 112,5 12,05 3,23 12,5 3,45
12,5 213 12,05 11,77 12,5 2,91 12,5 112,5 12,05 3,23 12,5 3,45
12,5 213 12,05 11,77 18,75 4,37 12,5 112,5 12,05 3,23 18,75 5,18
12,5 213 12,05 11,77 6,25 1,46 12,5 112,5 12,05 3,23 6,25 1,73
12,5 213 12,05 11,77 12,5 2,91 12,5 112,5 12,05 3,23 12,5 3,45
12,5 213 12,05 11,77 12,5 2,91 12,5 112,5 12,05 3,23 12,5 3,45
12,5 213 15,65 15,29 18,75 4,37 12,5 112,5 15,65 4,19 18,75 5,18
12,5 213 12,05 15,94 6,25 1,97 100 204,6 12,5 112,5 12,05 3,99 6,25 2,13 100 64
12,5 213 12,05 15,94 12,5 3,94 12,5 112,5 12,05 3,99 12,5 4,26
12,5 213 12,05 15,94 12,5 3,94 12,5 112,5 12,05 3,99 12,5 4,26
12,5 213 12,05 15,94 18,75 5,91 12,5 112,5 12,05 3,99 18,75 6,39
12,5 213 12,05 15,94 6,25 1,97 12,5 112,5 12,05 3,99 6,25 2,13
12,5 213 12,05 15,94 12,5 3,94 12,5 112,5 12,05 3,99 12,5 4,26
12,5 213 12,05 15,94 12,5 3,94 12,5 112,5 12,05 3,99 12,5 4,26
12,5 213 15,65 20,70 18,75 5,91 12,5 112,5 15,65 5,18 18,75 6,39
300 5100 300 290 300 69 300 607 200 1800 200 60 200 62 200 143

Продолжение табл 4
Итого Полив Всего

м³ % м³ % м³
37 38 39 40 41
616,31 6,10 616,3
249,28 12,5 35,88 2,82 285,2
247,60 12,5 35,88 2,81 283,5
250,18 12,5 35,88 2,83 286,1
249,96 12,5 35,88 2,83 285,8
265,27 12,5 35,88 2,98 301,1
294,29 12,5 35,88 3,27 330,2
309,79 3,07 309,8

578,34 5,72 578,3
452,69 4,48 452,7
438,80 4,34 438,8
431,38 4,27 431,4
415,14 4,11 415,1
405,86 4,02 405,9
401,91 3,98 401,9
421,14 4,17 421,1

692,17 6,85 692,2
424,06 4,20 424,1
431,49 4,27 431,5
454,29 4,50 454,3
451,93 4,47 451,9
467,01 12,5 35,88 4,98 502,9
452,60 12,5 35,88 4,83 488,5
414,81 4,11 414,8
9816 100 287 100 10103

Расходы воды на производственные нужды промышленными предприятиями должны определяться на основании технологических данных. Заданные расходы технологической воды двумя предприятиями учитывают, что в каждую смену предприятия потребляют одинаковые количества воды равномерно в течении смены, т.е. часовой расход в любом из восьми часов смены равен 12,5% от расхода на данную смену.
Режим расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды работающих во время пребывания их на производстве зависит от режима работы предприятия, числа смен в сутки, длительности смен, характера производства.
Поливка покрытий, газонов, зеленых насаждений осуществляется поливочными машинами или вручную с помощью шлангов, но не в часы максимального водопотребления.
Просуммировав расходы воды всеми потребителями за каждый час, получим часовые расходы воды всем городом. Максимальный часовой расход воды, равный 692.2 м 3/ч, наблюдался в период 16…17 часа.
Для всего населенного объекта коэффициент часовой неравномерности (табл.3)
К_(ч.макс)=W_(0-1)/W_ср =6,85/4,17=1,64
По графику работы насосной станции на графике водопотребления (рис.1), определим – час максимального транзита в башню, т.е. час наибольшего превышения подачи воды насосной станцией над водопотреблением населенным объектом.
Часом максимального транзита в соответствии с графиком является 6 – 7.

Рисунок 1 — Ступенчатые графики водопотребления населенным пунктом и подачи воды насосной станцией II подъема
1.3. Сосредоточенные и равномерно-распределенные расходы воды
Равномерно-распределенный расход – это расход равномерно забираемой воды по всей длине водопроводной сети. К такому виду расходов воды относятся расходы, потребляемые населением, неучтенные расходы, расходы, используемые для полива проездов, площадей и зеленых насаждений. А также расходы, забираемые потребителями (общественно-коммунальными зданиями, фонтанами м т.п.), если их расчетное значение составляет не более 0,5 л/с. Если расчетный расход воды какого-либо потребителя превышает 0,5 л/с, то он относится с сосредоточенным.

Таблица 5 – Расчетные расходы воды в час максимального водопотребления
Водопотребители Расход воды в час максимального потребление
Равномерно-распределенный Сосредоточенный
Максимальный часовой м³/ч Расчетный секундный л/с Максимальный часовой м³/ч Расчетный секундный л/с

1 2 3 4 5
Население:
I район 38,98 10,83
II район 14,8 4,11
ТЭЦ I район 9,07 2,52
Неучтенные расходы:
I район 5,41 1,50
II район 2,37 0,66
Баня 1,81 0,50
Больница I 1,25 0,35
Больница II 0,72 0,20
Поликлиника 0,12 0,03
Предприятие №1 435,01 120,84
Предприятие №2 182,62 50,73
Полив
Итого 17,10 175,17
Всего 17,1+175,17=192,27

Проверка:
(692,2*1000)/3600=192,27

Аналогично выполняем расчет для часа максимального транзита, результаты сводим в таблицу 5.

Таблица 6 – Расчетные расходы воды в час максимального транзита
Водопотребители Расход воды в час максимального транзита
Равномерно-распределенный Сосредоточенный
Максимальный часовой м³/ч Расчетный секундный л/с Максимальный часовой м³/ч Расчетный секундный л/с

1 2 3 4 5
Население:
I район 28,65 7,96
II район 10,06 2,79
ТЭЦ I район 9,09 2,53
Неучтенные расходы:
I район 5,42 1,51
II район 2,38 0,66
Баня 1,81 0,50
Больница I 1,25 0,35
Больница II 0,72 0,20
Поликлиника 0,13 0,04
Предприятие №1 227,19 63,11
Предприятие №2 119,18 33,11
Полив
Итого 12,92 99,83
Всего 12,92+99,83=112,75

Проверка:
(405,9*1000)/3600=112,75

2. Трассировка магистральной сети

Одним из важнейших условий правильного проектирования водопроводной сети является обеспечение такого потоко распределения, при котором удовлетворяется требование надежности.
Трассировка магистральной сети – это придание очертанию водопроводной сети технически целесообразной и экономически выгодной геометрической формы в соответствии с планом населенного пункта.
Основные требования к трассировке сети:
1. Подача воды к крупным потребителям должна осуществляться кратчайшим путем. Для этого вдоль города должны прокладываться не менее двух магистральных линий с расстоянием между ними 300…600м, транспортирующих воду от места подачи ее в сеть по наиболее удаленных районов;
2. Водопроводная сеть должна обеспечивать бесперебойную подачу воды. Для этого магистральные линии должны соединяться между собой перемычками с расстоянием между ними 400.800м. Магистральные линии и перемычки должны образовывать кольцевую сеть;
3. Магистральные линии должны проходить по наиболее возвышенным местам города для уменьшения давления в трубах;
4. Кольца магистральной сети должны быть примерно равновеликими для обеспечения равномерной ее работы;
5. Водонапорная башня должна находиться в наиболее возвышенном месте города для уменьшения ее строительной высоты.
В настоящей работе магистральная сеть имеет башню, подсоединенную к точке 3 водоводами длиною 110 м. То есть, сеть имеет башню контррезервуар, следовательно, необходимо выполнить расчет на час максимального транзита в башню; хозяйственно-максимального расхода.
3. Определение емкости и размеров бака водонапорной башни
3.1.Определение регулирующей емкости бака

Регулирующая емкость бака водонапорной башни может быть определена путем совмещения графиков потребления воды из сети при максимально-хозяйственном расходе и подачи воды в сеть насосной станцией.

Таблица 7 – Определение регулирующей емкости бака
Часы суток Водопотребление города, % Работа HCII, % Расход воды из бака, % Поступление воды в бак, % Остаток воды в баке ВБ, % от Qсут

1 2 3 4 5
0-1 6,10 6,1 0,00 0,00
1-2 2,82 3,2 0,38 0,38
2-3 2,81 3,2 0,39 0,77
3-4 2,83 3,2 0,37 1,14
4-5 2,83 3,2 0,37 1,51
5-6 2,98 3,2 0,22 1,73
6-7 3,27 3,2 0,07 1,66
7-8 3,07 3,2 0,13 1,80
8-9 5,72 6,1 0,38 2,17
9-10 4,48 3,2 1,28 0,89
10-11 4,34 6,1 1,76 2,65
11-12 4,27 3,2 1,07 1,58
12-13 4,11 3,2 0,91 0,67
13-14 4,02 6,1 2,08 2,75
14-15 3,98 3,2 0,78 1,97
15-16 4,17 3,2 0,97 1,00
16-17 6,85 6,1 0,75 0,25
17-18 4,20 6,1 1,90 2,16
18-19 4,27 3,2 1,07 1,09
19-20 4,50 6,1 1,60 2,69
20-21 4,47 3,2 1,27 1,42
21-22 4,98 6,1 1,12 2,54
22-23 4,83 3,2 1,63 0,90
23-24 4,11 3,2 0,91 0,00
Итого 100 100 10,71 10,71

Сумма абсолютных значений наибольших отрицательного и положительного остатков воды в баке определяет искомую величину регулирующей емкости бака водонапорной башни.
По данным табл.3.1. и графику изменения количества воды в баке регулируемая емкость бака водонапорной башни и составляет 2,75 % от расчетного суточного расхода воды городом

3.2.Определение размеров бака водонапорной башни
Регулирующая емкость бака
W_рег=10103/100∙2,75=277,83 м^3
Водонапорные башни являются дорогостоящими и сложными в строительстве сооружениями, поэтому необходимо стремиться к сокращению их регулирующей емкости. Это можно достичь лишь в том случае, если график работы насосной станции близок к графику водопотребления. График работы насосной станции должен иметь поочередное превышение и понижение ординат относительно ординат графика водопотребления. В час максимального потребления насосная станция должна подавать воды меньше, чем потребляет город, так как в это время город питается и от насосной станции, и от башни.
Бак водонапорной башни водопроводов населенных мест должен иметь
сверх регулирующей емкости дополнительную емкость, равную запасу воды, необходимой для тушения в течение 10 минут одного наружного и одного внутреннего пожаров. [I, п.9.5]. Для тушения одного наружного пожара требуется расход воды, равный 25 л/с, а для тушения одного внутреннего пожара 14 л/с (предприятий). Тогда полная емкость бака водонапорной башни:
W_б=W_рег+(q_н+q_вн)/1000·600=277,83+(25+14)/1000·600=301,23 м^3
Емкость бака водонапорной башни должна быть не более 600 м3
В случае большей емкости бака необходимо пересмотреть график работы НС-II и по возможности приблизить ее работу к графику потребления.
При проектировании размеров бака примем:
Н/D=0,7,
где Н – высота бака;
D – диаметр.
Тогда Н=0,7 D
Отсюда
W_б=(π∙D^2)/4·Н=(π∙D^2)/4·0,7D
D=∛((301,23∙4)/(3.14∙0.7))=8.1 м
Высота слоя воды в баке
Н=0,7D ≈ 0,7*8,1 ≈6,0м
Принимаем запас высоты кромки бака над уровнем воды 22 см и 10 см на отстойную часть бака, находим, что полная строительная высота:
Нбп=6,00+0,22+0,10=6,32 м
При проектировании следует руководствоваться нормативными документами (типовыми проектами), в которых приводятся характеристики рекомендуемых к строительству водонапорных башен, принимая ближайший больший размер бака башни.
К установке принята водонапорная башня со стальным баком емкостью 500м³ по типовому проекту. № 901 – 5 – 47.90, высота ствола башни 42 м.
4. Подготовка магистральной сети к гидравлическому расчету
4.1.Определение путевых расходов на расчетных участках

Для определения путевого расхода воды, который забирается из сети на данном расчетном участке, необходимо знать расчетную длину всех участков и удельный расход воды.
Удельным расходом воды из сети называется величина отдачи воды сетью на один метр расчетной длины, который измеряется в литрах на секунду.

Где суммарная длина участков магистральной сети населенного пункта. Участки, проходящие, по не застроенным территориям не учитываются; участки с односторонней застройкой и соседних районов учитываются с коэффициентом 0,5.
Расчетная длина водопроводной сетью по районам города:
для I района ∑lр = 880 м,
для II района ∑lр = 860 м,
Тогда в час максимального водопотребления удельный расход на расчетных участках сети составит:
для I контура
q_уд=12,33/880=0,014 л/с
для II контура
q_уд=4,77/860=0,00555 л/с
Далее определяем путевые расходы по формуле:

Где фактическая длина участка при двухсторонней застройке, половине фактической при односторонней застройке, м.
Таблица 8 – Расчет путевых расходов в час максимального водопотребления
Обозначение расчетных участков сети Длина расчетного участка, м Удельный расход, л/(с·м) Путевой расход на расчетном участке в час макс.водопотребления
геометрическая расчетная

1 2 3 4 5
1-2 150 75 0,014 1,050
2-3 300 300 0,014 4,200
3-6 300 150 0,014 2,100
6-7 280 280 0,014 3,920
7-1 150 75 0,014 1,050
3-4 280 280 0,00555 1,554
4-5 300 150 0,00555 0,833
5-6 280 280 0,00555 1,554
3-6 300 150 0,00555 0,833


В час максимального транзита удельный расход на расчетных участках сети составит:
для I контура
q_уд=9,46/880=0,0108 л/с
для II контура
q_уд=3,46/860=0,004 л/с
Таблица 9 – Расчет путевых расходов в час максимального транзита
Обозначение расчетных участков сети Длина расчетного участка, м Удельный расход, л/(с·м) Путевой расход на расчетном участке в час макс.транзита
геометрическая расчетная
1 2 3 4 5
1-2 150 75 0,01080 0,810
2-3 300 300 0,01080 3,240
3-6 300 150 0,01080 1,620
6-7 280 280 0,01080 3,024
7-1 150 75 0,01080 0,810
3-4 280 280 0,004 1,120
4-5 300 150 0,004 0,600
5-6 280 280 0,004 1,120
3-6 300 150 0,004 0,600

4.2. Определение узловых расходов
Узловой расход в каждой расчетной точке сети равен полусумме путевых расходов на расчетных участках, примыкающих к данному узлу плюс сосредоточенный расход, если он в этом узле имеется.

Необходимо чтобы соблюдалось равенство:

Таблица 10 – Определение узловых расходов в час максимального водопотребления
№ узла Сосредоточенный расход Примыкающие к узлу участки Сумма путевых расходов на примыкающих к узлу участках Полусумма путевых расходов Узловой расход

1 0,03 1-2; 7-1 2,100 1,05 1,08
2 0,2 1-2; 2-3 5,250 2,63 2,83
3 0,35 2-3; 3-4; 3-6 8,687 4,34 4,69
4 120,84 3-4; 4-5 2,387 1,19 122,03
5 0,5 4-5; 5-6 2,387 1,19 1,69
6 2,52 5-6; 6-7; 3-6 8,407 4,20 6,72
7 50,73 6-7; 1-7 4,970 2,49 53,22
175,17 17,09 192,26

По изложенной выше методике проведем расчеты работы сети при пропуске максимального транзита в башню и получены узловые расходы в ее расчетных точках.
Таблица 11 – Определение узловых расходов в час максимального транзита
№ узла Сосредоточенный расход Примыкающие
к узлу
участки Сумма путевых расходов на примыкающих к узлу участках Полусумма путевых расходов Узловой расход

1 0,04 1-2; 7-1 1,620 0,81 0,85
2 0,2 1-2; 2-3 4,050 2,03 2,23
3 0,35 2-3; 3-4; 3-6 6,580 3,29 3,64
4 63,11 3-4; 4-5 1,720 0,86 63,97
5 0,5 4-5; 5-6 1,720 0,86 1,36
6 2,53 5-6; 6-7; 3-6 6,364 3,18 5,71
7 33,11 6-7; 1-7 3,834 1,92 35,03
99,84 12,94 112,78

4.3. Начальное потокораспределение
По известным узловым расходам можно определить условия питания сети в различных случаях ее работы. Для этого предварительно для каждого расчетного часа работы водопроводной сети вычерчивается ее схема с указателем величин узловых расходов (водонапорная башня точка 3).
В час максимального водопотребления вода подается в сеть из насосной станции, а излишек ее Q1 поступает в бак водонапорной башни:
Qн.с. = Qгор + Q1
В час максимального транзита вода подается в сеть только из насосной станции, а излишек ее Q2 поступает в бак водонапорной башни:
Qн.с.= Qгор+Q2
Для определения указанных расходов воды необходимо на ступенчатый график потребления воды городом из сети наложить график подачи ее в сеть НС-II (см.рис.2).
В результате этого, видим, что в час максимального водопотребления город потребляет из сети 6,85 % воды, а НС-II подает в сеть 6,1 %. Таким образом, в этот час из башни контррезервуара в сеть городского водопровода будет поступать вода, составляющая 0,75 % т.е.
Q_(н.с.)=(10103∙6,1)/100=616,28 м^3⁄ч=171,19 л⁄с
Q_1=(10103∙0,75)/100=75,77 м^3⁄ч=21,05 л⁄с
Проверка показывает:
Qгор= Qн.с. + Q1 = 171,19 + 21,05 = 192,23 л/с
что совпадает с полученным ранее значением (табл 10).
При аналогичном расчете, выполненном для часа максимального транзита в башню, будем иметь:
Qн.с.=6,1 %, Qг= 4,02 %, Q2=6,1 % — 4,02 % =2,08 %

Q_(н.с.)=(10103∙6,1)/100=616,28 м^3⁄ч=171,19 л⁄с
Q_2=(10103∙2,08)/100=210,14 м^3⁄ч=58,37 л⁄с
Проверка:
Qгор= Qн.с. — Q2 =171,19 – 58,37 = 112,82 л/с,
что совпадает с итогом табл.11.
Установим схему начального потокораспределения, т.е. назначим предварительную схему движения воды по сети с расходом воды на всех участках кольцевой сети наружного водопровода. При этом должен выполняться 1 закон Кирхгофа (алгебраическая сумма расходов в узле равна нулю).
Следовательно, количества воды, подходящей к любому расчетному узлу, должно равняться количеству воды, выходящей из него (с учетом узлового расхода):
Q-qузл = 0
Распределение потоков по линиям сети проводится для каждого случая отдельно с учетом требований экономичности м надежности работы сети.
1. Рассмотрим технологию начального потокораспределения в час максимального водопотребления (рис.3.).
По известным узловым расходам можно определить условия питания сети в различных случаях ее работы.

Рисунок 2 — Схема начального населенного пункта

Рисунок 3 — Схема начального потокораспределения в час максимального расхода


5. Гидравлический расчет кольцевой сети наружного водопровода
5.1.Определение диаметров труб по участкам сети

В целях повышения надежности работы водопроводной сети, особенно в момент аварий, диаметры магистралей (а значит, и их пропускная способность) должны быть примерно равными, а диаметры перемычек между магистралями могут приниматься на один стандартный размер меньше наибольшего из диаметров магистралей, к которым примыкает перемычка. Таким образом, прежде чем назначить диаметры перемычек, необходимо определить диаметры магистралей.
Основным расчетным случаем при определении диаметров труб принято считать пропуск максимального транзита. При расчете сети следует учитывать долю участия расчетных участков транзитных магистралей в транспортировании воды в основных намеченных направлениях.
Для определения наивыгоднейших значений диаметров труб следует учесть конкретные условия строительства и эксплуатации системы водоснабжения с соблюдением требований надежности.
Подбор диаметров труб рекомендуется проводить по таблице предельных расходов (приложение 3), для которых выбранный стандартный диаметр является наивыгоднейшим при определенном значении экономического фактора Э, учитывающего приведенные стоимости строительства и эксплуатации системы водоснабжения [IV, прил.1].
Значение Э подсчитываем по формуле:
Э=А (σ∙γ)/(η∙b)
где А – безразмерный коэффициент (приложение 2);
σ – приведенная стоимость электроэнергии, руб/(кВт.ч)
η – коэффициент полезного действия НС-II;
b – коэффициент, учитывающий строительную стоимость и зависящий в основном от вида и класса прочности труб (приложение 4);
γ – коэффициент неравномерности расходования энергии
γ=1/(k_0∙k_сут∙k_ч )^3
где k0 – коэффициент, учитывающий рост водопотребления по годам в течение расчетного срока действия водопровода и равный 1,01-1,03;
kсут, kч – коэффициенты суточной и часовой (табл.2) неравномерности водопотребления населенным пунктом.
Наружный трубопровод проектируется из чугунных труб класса А, стоимость электроэнергии σ=0,12 руб/(кВт.ч), КПД НС-II η=0,70, коэффициент b=130, k0 =1,02, kсут=2, kч =1,4,
γ=1/(1,02∙2∙1,4)^3 =0,043
Э=2800 (0,12∙0,043)/(0,7∙130)=0,16
округляем значение Э до ближайшего большего табличного значения и получаем Эт=0,5. Затем определяем для всех расчетных участков магистралей приведенные расходы qik:

где — расход воды, поступающей в сеть от НС – II;
— расход воды, проходящей по участку при начальном потокораспределении.
По значениям приведенного расхода подбираем диаметр. Диаметры перемычек назначаются конструктивно. Результаты расчета представлены в таблице 11.

Таблица 12 – Определение диаметров участков сети в час максимального водопотребления
№ уч. Предвар расход q,л/с Xi

d, мм

1 2 3 4 5 6 7 8
Магистральные линии
1-2 80 0,33 0,68 1,388 1,116 60,69 250
2-3 77,17 0,33 0,68 1,439 1,129 59,25 250
3-4 87,65 0,33 0,68 1,267 1,082 64,49 250
4-5 34,36 0,33 0,68 3,232 1,479 34,55 200
5-6 15 0,33 0,68 7,404 1,949 19,88 150
6-7 36,89 0,33 0,68 3,010 1,444 36,22 200
7-1 90,11 0,33 0,68 1,232 1,072 65,70 250
3-6 15,17 0,33 0,68 7,321 1,942 20,03 150

Таблица 13 – Определение диаметров участков сети в час транзитного водопотребления
№ уч. Предвар расход q,л/с Xi

d, мм

1 2 3 4 5 6 7 8
Магистральные линии
1-2 80 0,33 0,68 1,388 1,116 60,685 250
2-3 77,77 0,33 0,68 1,428 1,126 59,552 250
3-4 98,73 0,33 0,68 1,125 1,040 69,8212 250
4-5 34,76 0,33 0,68 3,195 1,473 34,813 200
5-6 25 0,33 0,68 4,442 1,644 27,9457 200
6-7 55,31 0,33 0,68 2,008 1,262 47,4487 250
7-1 90,34 0,33 0,68 1,229 1,071 65,8074 250
3-6 24,6 0,33 0,68 4,514 1,653 27,6468 200


Таблица 14 – Предварительный подбор диаметров участков сети для двух режимов
№ участка 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-1 3-6
Предварит назнач диаметр труб, мм в час максим транзита 250 250 250 200 200 250 250 200
в час макс.хоз.потреб. 250 250 250 200 150 200 250 150
принятый диаметр 250 250 250 200 200 250 250 200

5.2 Гидравлический расчет (увязка) кольцевой водопроводной сети

Фактическое распределение общего расхода по расчетным участкам в пределах любого замкнутого контура сети должно соответствовать условию:

(14)
Определив величину ∆q, выполняется поправка расходов на участках сети, при этом следует учитывать, что положительное значение ∆q определяет его направление внутри кольца по часовой стрелке, отрицательное значение – против часовой стрелки. Совпадение по направлению поправочного расхода и направления движения воды на участке ведет к увеличению расхода воды на участке на величину ∆q, отсутствие совпадения – к уменьшению расхода воды на участке на величину ∆q. Для участков, являющихся смежными для двух колец, необходимо учитывать поправочные расходы этих колец, учитывая совпадение или несовпадение направлений поправочных расходов и направления движения воды на смежном участке
5.3 Увязка сети по методу Лобачева — Кросса
Потери напора на единицу длины трубопровода систем подачи и распределения определяется по формуле:
i= (λ/d)*(V2/2g)=(A1/2g)[(A0+C/V)m/dm=1]V2

где значения параметров m, A0, A1, С для различных видов труб приведены в приложении 10, табл.1 СНиП2.04.02-84.
Для чугунных труб без внутреннего защитного покрытия:
m=0,284 A0=1, 1000A1=14,4
Поскольку в основе метода Лобачева-Кросса лежит интегральный процесс, целесообразно использовать электронно-вычислительную технику.
Подсчет потерь напора при выполнении гидравлических расчетов на ЭВМ [I, прил.10, п.5] рекомендуется производить по формуле:
i=(k*g^n)/d^p
значения параметров k, n, p, для выбранного типа труб, принимаются по таблице [I,прил.10, табл.2].
Расчет кольцевой сети ведется в табличной форме (табл.5.4):
1. Определяются номера колец сети. Кольцо 1 расположено у точки подсоединения водопроводов к сети (кольцо 1-2-3-4-1).
2. Обозначаются расчетные участки. Смежные участки колец записываются дважды (участки 1-4 для колец I, II).
3. Определяется геометрическая длина расчетных участков в метрах.
4. Находятся диаметры труб в метрах по табл.5.3.
5. Для назначенного вида труб в метрах по табл.2 СНиП 2.04.02-84 принимаются значения коэффициента К и показателей степени n и Р.
Для участка 1-2
Метрическая длина L=150 м; расчетная L=70 м
Назначенный диаметр чугунных труб 0,125 м
Коэффициент К=0,001790
Показатели степени n = 1,9 и Р = 5,1
6. Вычисляются величины сопротивлений расчетных участков сети по формуле:
S =(k*l)/d^p
7. Определяются расчетные расходы q л/с на всех участках по схеме начального потокораспределения.
8. Вычисляется величина qn-1 для каждого расчетного участка сети.
9. Определяется величина Sq n-1 для каждого расчетного участка сети.
Подсчитываются потери напора на каждом расчетном участке по формуле h= 1,2*Sqn, где коэффициентом 1,2 учитываются местные потери напора (в соединительных частях и арматуре).

Таблица 5.4 Гидравлический расчет сети для часа максимального водопотребления
№ кольца № уч-ка L, м d, мм d, м k n p S Начальное потокораспределение
q, л/с q^n, л/с q^(n-1), л/с Sq^(n-1) h=1,2Sq^n
1 2 3 4 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
I
1-2 75 250 0,25 0,00179 1,9 5,1 0,000135 80 4129,2 51,62 0,007 0,670
2-3 300 250 0,25 0,000541 77,17 3856,1 49,97 0,027 2,503
3-6 300 150 0,15 0,000271 15,17 175,3 11,56 0,003 -0,057
6-7 280 200 0,2 0,000505 36,89 948,7 25,72 0,013 -0,575
7-1 75 250 0,25 0,000135 90,11 5176,9 57,45 0,008 -0,840
0,058 1,700
Δq=1,7/(1,9∙0,058)=15,46

II 3-4 280 250 0,25 0,00179 1,9 5,1 0,000505 87,65 4911,7 56,04 0,028 2,975
4-5 150 200 0,2 0,000271 34,36 828,9 24,12 0,007 -0,269
5-6 280 150 0,15 0,000506 15 171,6 11,44 0,006 -0,104
3-6 300 150 0,15 0,000271 15,17 175,3 11,56 0,003 0,057
0,044 2,659
Δq=2,659/(1,9∙0,044)=31,99

Первое исправление
∆q, л/с q, л/с q^n, л/с q^(n-1), л/с Sq^(n-1) h=1,2Sq^n
15 16 17 18 19 20
-15,46 64,54 2745,84 42,54 0,0058 0,445
-15,46 61,71 2521,60 40,86 0,0221 1,636
-16,53 1,36 1,79 1,32 0,0004 0,001
15,46 52,35 1844,77 35,24 0,0178 -1,119
15,46 105,57 6994,02 66,25 0,0090 -1,135
0,0550 -0,171
Δq=(-0,171)/(1,9∙0,055)=-1,6
-31,99 55,66 2072,68 37,24 0,0188 1,255
31,99 66,35 2893,99 43,62 0,0118 -0,940
31,99 46,99 1502,49 31,97 0,0162 -0,912
-16,53 1,36 1,79 1,32 0,0004 -0,001
0,0471 -0,398
Δq=(-0,398)/(1,9∙0,0471)=-6,7

Сумма потерь напора на всех участках одного замкнутого контура (графа13) дает значение невязки по кольцу Δh в общем случае отличную от нуля. Так при расчете начального потокораспределения невязка составила:
— по кольцу 1 Δh1 = -0,171 м;
-по кольцу 2 Δh2 = -0,398 м;
В I и II кольце значение невязки не больше допустимой (± 0,5м), следовательно увязку считаем окончательной
Заключительным этапом увязки сети является проверка невязки по внешнему контуру кольцевой сети. Она должна быть меньше допустимого значения (ξ = ± 1,0…1,5 м)
Для данного примера:
∆h bk = h1-2 + h2-3 + h 3-4 – h4-5 – h5-6 – h6-7 – h7-1 = 0,445+1,636 + 1,255 – 0,94 – 0,912 – 1,119 – 1,135 = – 0,769 м
При полученном значении ∆h bk увязку сети можно прекратить. Если невязка по внешнему контуру окажется больше допустимой, то следует продолжить исправление расходов и вычисление потерь напора.
В результате увязки сети получена схема фактического (рассчитанного) распределения потоков по сети и потерь напора на каждом расчетном участке (рис.3.).

Рис.3 Схема фактического распределения потоков по сети в час максимального водопотребления

Таблица 5.5 Гидравлический расчет сети для часа максимального транзита
№ кольца № уч-ка L, м d, мм d, м k n p S Начальное потокораспределение
q, л/с q^n, л/с q^(n-1), л/с Sq^(n-1) h=1,2Sq^n
1 2 3 4 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
I
1-2 75 250 0,25 0,00179 1,9 5,1 0,000135 80 4129,2 51,62 0,007 0,670
2-3 300 250 0,25 0,000541 77,77 3913,3 50,32 0,027 2,540
3-6 150 150 0,15 0,000271 24,6 439,3 17,86 0,005 -0,143
6-7 280 200 0,2 0,000505 55,31 2048,0 37,03 0,019 -1,242
7-1 75 250 0,25 0,000135 90,34 5202,0 57,58 0,008 -0,844
0,066 0,981
Δq=0,981/(1,9∙0,066)=7,88

II 3-4 280 250 0,25 0,00179 1,9 5,1 0,000505 98,73 6158,2 62,37 0,031 3,730
4-5 150 200 0,2 0,000271 34,76 847,3 24,38 0,007 0,275
5-6 280 150 0,15 0,000506 25 453,0 18,12 0,009 -0,275
3-6 150 150 0,15 0,000271 24,6 439,3 17,86 0,005 0,143
0,052 3,873
Δq=3,873/(1,9∙0,052)=39,13

Первое исправление
∆q, л/с q, л/с q^n, л/с q^(n-1), л/с Sq^(n-1) h=1,2Sq^n
15 16 17 18 19 20
-7,88 72,12 3390,83 47,02 0,0064 0,550
-7,88 69,89 3194,39 45,71 0,0247 2,073
-31,25 6,65 36,59 5,50 0,0015 0,012
7,88 63,19 2637,74 41,74 0,0211 -1,600
7,88 98,22 6097,89 62,08 0,0084 -0,989
0,0621 0,046
Δq=0,046/(1,9∙0,0621)=0,4
-39,13 59,60 2360,30 39,60 0,0200 1,430
-39,13 4,37 16,48 3,77 0,0010 -0,005
39,13 64,13 2712,79 42,30 0,0214 -1,647
-31,25 6,65 36,59 5,50 0,0015 -0,012
0,0439 -0,235
Δq=(-0,235)/(1,9∙0,0439)=-2,8

Сумма потерь напора на всех участках одного замкнутого контура (графа13) дает значение невязки по кольцу Δh в общем случае отличную от нуля. Так при расчете начального потокораспределения невязка составила:
— по кольцу 1 Δh1 = 0,046 м;
-по кольцу 2 Δh2 = -0,235 м;
В I и II кольце значение невязки не больше допустимой (± 0,5м), следовательно увязку считаем окончательной
Заключительным этапом увязки сети является проверка невязки по внешнему контуру кольцевой сети. Она должна быть меньше допустимого значения (ξ = ± 1,0…1,5 м)
Для данного примера:
∆h bk = h1-2 + h2-3 + h 3-4 – h4-5 – h5-6 – h6-7 – h7-1 = 0,445+1,636 + 1,255 – 0,94 – 0,912 – 1,119 – 1,135 = – 0,769 м
При полученном значении ∆h bk увязку сети можно прекратить. Если невязка по внешнему контуру окажется больше допустимой, то следует продолжить исправление расходов и вычисление потерь напора.
В результате увязки сети получена схема фактического (рассчитанного) распределения потоков по сети и потерь напора на каждом расчетном участке (рис.3.).

Рис.4 Схема фактического распределения потоков по сети в час максимального транзита


Список литературы

1. СП 31.13330.2014 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 2012.
2. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб: Справочное пособие. — М.: Стройиздат, 1996. 116 с.
3. Николадзе Г.И., Сомов М.А.. Водоснабжение/ Учебник для вузов. -М: Стройиздат, 1995. – 688 с.

Узнать сколько стоит решение этого задания
(ответ в течение 5 мин.)
X