Сельскохозяйственное водоснабжение (стр. 2 из 3)

а) Для населения норма водопотребления q = 250 л/сут (для жилых домов с водопотреблением без ванн), общее количество домов-40. Количество квартир в доме – 8. Принимаем что среднее число жителей в одной квартире равно 4 человека.

Qсут.ср.н = 250∙40∙8∙4 =320000 л/сут = 320 м3/сут;

По участкам:

участок 1-2: (6 домов, торговый центр, школа, клуб, стадион ):

Qсут.ср.н 1-2 = 250∙6∙8∙4+420∙20+350∙10+1250∙3+7∙25=63830 л/сут=63,83 м3/сут;

участок 1-3: (7 домов):

Qсут.ср.н 1-3 = 250∙7∙8∙4 = 56000 л/сут = 56 м3/сут;

участок 3-4: (11 домов):

Qсут.ср.н 3-4 = 250∙11∙8∙4 = 88000 л/сут = 88 м3/сут;

участок 1-6: (6 домов, дет. сад):

Qсут.ср.н 1-6 = 250∙6∙8∙4+140∙75 = 58500 л/сут = 58,5 м3/сут;

участок 6-7: (10 домов, торг. центр):

Qсут.ср.н 6-7 = 250∙10∙8∙4+7∙25 = 80180 л/сут = 80,18 м3/сут;

б) производственно-бытовые и животноводческие потребители:

Узел 5 (производство):

По таблице 9.4 [1] определяем норму суточного потребления на 1 л. спирта qс =110 л/сут. Общее среднесуточное водопотребление производства:

Qсут.ср.общ.ж = 500∙110 = 550000 = 550 м3/сут ;

Узел 8 (Свинарник отк.):

Свиноферма : по таблице 9.4 [1] определяем норму суточного потребления для свиней на откорме qс =15 л/сут. Общее среднесуточное водопотребле- ние животноводства:

Qсут.ср.общ.ж = 200∙15 = 3000 = 3 м3/сут ;

2. Вода потребляется в течении года неравномерно, так и в течении суток. Максимальное суточное водопотребление потребителей определяем по формуле:

Qсут.мах.i = К сут.мах.i∙ Qсут.ср.i, л/сут

где: К сут.мах.i – коэффициент суточной неравномерности К сут.мах. = 1,3

Qсут.ср.i – среднесуточное водопотребление i - го вида потребителя в

сутки, л/сут:

а) население.

участок 1-2: Qсут.мах1-2 = К сут.мах.∙ Qсут.ср.н.1-2=1,3∙63,83=82,98 м3/сут

участок 1-3: Qсут.мах1-3 = К сут.мах.∙ Qсут.ср.н.1-3=1,3∙56= 94,64 м3/сут

участок 3-4: Qсут.мах3-4 = К сут.мах.∙ Qсут.ср.н.3-4=1,3∙88= 114,4 м3/сут

участок 1-6: Qсут.мах1-6 = К сут.мах.∙ Qсут.ср.н.1-6=1,3∙58,5= 76,05 м3/сут

участок 6-7: Qсут.мах6-7 = К сут.мах.∙ Qсут.ср.н.6-7=1,3∙80,18= 104,23 м3/сут

б) производственный сектор.

Узел 5(производство)

Qмах.сут.пр=1,3∙550 = 715 м3/сут ;

в) животноводство:

Узел 8 (животноводство):

Qмах.сут.ж. = 1,3∙3 = 3,9 м3/сут

3. Водопотребление неравномерно не только в течении года, но и в течении суток:

Определяем максимальный часовой расход воды:

Qч.мах. = К ч.мах ∙К сут.мах.∙ Qсут.ср. / 24, м3/сут,

где: Кч.max – коэффициент часовой неравномерности (максимальное значение).

где:αmax = 1.3 [1] – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия.

βmax – коэффициент учитывающий количество жителей

(1584 человека) в населенном пункте.

Получаем: К ч.мах =1,3 ∙1,8=2,34

Qч.махi =К ч.мах ∙ Qсут.мах.i,

а) население:

участок 1-2: Qч.мах 1-2 = 2,34∙82,98/24 = 8,09 м3/ч = 2,25 л/с;

участок 1-3: Qч.мах 1-3 = 2,34∙94,64/24= 9,23 м3/ч = 2,56 л/с;

участок 3-4: Qч.мах 3-4 = 2,34∙114,4/24= 11,15 м3/ч = 3,1 л/с;

участок 1-6: Qч.мах 1-6 = 2,34∙76,05/24= 7,41 м3/ч = 2,06 л/с;

участок 6-7: Qч.мах 6-7 = 2,34∙104,23/24= 10,16 м3/ч = 2,82 л/с;

б) производственный сектор.

Узел 5 (производство):

Qч.мах пр= 715/14 = 51,07 м3/сут = 14,19 л/с;

в) животноводство:

Узел 8 (животноводство):

Qч.мах ж = 2,5∙3,9/24 =0,41 м3/ч =0,11 л/с;

4. Определяем путевые расходы.

С учетом приложения 2 (таблица 9.1 [2]) примем 10 % расхода воды на неучтенные нужды.

Тогда путевой расход на участке:

1-2 Qn1-2=1,1∙ Qч.мах. =1,1∙2,25 = 2,47 л/с;

1-3 Qn1-3=1,1∙ Qч.мах. =1,1∙2,56 = 2,82 л/с;

3-4 Qn3-4=1,1∙ Qч.мах. =1,1∙3,1 = 3,41 л/с;

1-6 Qn1-6=1,1∙ Qч.мах. =1,1∙2,06 = 2,27л/с;

6-7 Qn6-7=1,1∙ Qч.мах. =1,1∙2,82 = 3,11 л/с;

5. Определяем узловые расходы:

Узел 5: Q5= Qч.мах 5=14,19 л/с;

Узел 8: Q8 = Qч.мах.8 = 0,11 л/с;

6. Определяем транзитные расходы:

участок 0-1:

Qтр.0-1 = Q5 +Q8+Qn1-2+Qn1-3+Qn3-4+Qn1-6+Qn6-7 = =0,11+14,19+2,47+2,82+3,41+2,27+3,11 = 28,38 л/с;

участок 1-2: Qтр.1-2 = 0 л/с;

участок 1-3: Qтр.1-3 = Q5+Qn3-4 =14,19+3,41= 17,6 л/с;

участок 3-4: Qтр.3-4 = Q5 = 14,19 л/с;

участок 4-5: Qтр.4-5 = Q5 = 14,19 л/с;

участок 1-6: Qтр.1-6 = Q8+Qn6-7 = 0,11+3,11= 3,22 л/с;

участок 6-7: Qтр.6-7 = Q8 = 0,11л/с;

участок 7-8: Qтр.7-8 = Q8 = 0,11 л/с;

7. Определяем расчетные расходы:

Qр= Qтр+ 0,55∙Qп ,

где 0,55 коэффициент, который отражает долю путевого расхода, участвующего в создании потерь напора.

участок 0-1: Qр.0-1 = Qтр.0-1 = 28,38 л/с

участок 1-2: Qр.1-2 = 0,55∙Qп.1-2 = 0,55∙2,47=1,36 л/с;

участок 1-3: Qр.1-3 = Qтр.1-3 + 0,55∙Qп.1-3 = 17,6+0,55∙2,82=19,15 л/с;

участок 3-4: Qр.3-4 = Qтр.3-4 + 0,55∙Qп.3-4 = 14,19+0,55∙3,41=16,07 л/с;

участок 4-5: Qр.4-5 = Qтр.4-5 = 14,19 л/с;

участок 1-6: Qр.1-6 = Qтр.1-6 + 0,55∙Qп.1-6 = 3,22+0,55∙2,27= 4,47 л/с;

участок 6-7: Qр.6-7 = Qтр.6-7 + 0,55∙Qп.6-7 = 0,11+0,55∙3,11 = 1,82 л/с;

участок 7-8: Qр.7-8 = Qтр.7-8 = 0,11 л/с;

3. Гидравлический расчет параметров сети водоснабжения

Местные потери напора в водопроводах малы (не превышают 10% от потерь напора по длине), поэтому их гидравлический расчет ведется по правилам расчета для длинных трубопроводов.

Рис.3.1. Схема напоров.

В зависимости от расчетного расхода на участках, с помощью графика (рис.5[1]) экономических скоростей, определяем экономически выгодные диаметры трубопроводов. Принимаем ближайшее большее значение внутреннего диаметра d для выбранного материала. Так как в данном случае объектом водоснабжения является небольшой посёлок, принимаем к установке асбестоцементные трубы. Из таблицы 9.7[1] выписываем значение квадрата модуля расхода К2, значение условного прохода dу, площадь поперечного сечения труб S, соответствующую фактическому диаметру d. Полученные результаты сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Сводная таблица результатов подбора сечений.

участок	Qp,л/с	d,мм	S, дм2	v, м/с	β	К2, (л/с)2	l, м	h
0-1	28,38	189	2,80	1,0	1	145200	80	0,49
1-2	1,36	77,5	0,47	0,3	1,22	1204	290	0,60
1-3	19,15	189	2,80	0,7	1,06	145200	160	0,47
3-4	16,07	189	2,80	0,6	1,08	145200	264	0,56
4-5	14,19	189	2,80	0,5	1,12	145200	114	0,19
1-6	4,47	100	0,79	0,6	1,08	5358	180	0,80
6-7	1,82	77,5	0,47	0,4	1,16	1204	270	0,95
7-8	0,11	50	0,20	0,1	1,31	146,4	154	0,02

Определяем среднюю скорость движения воды V на каждом участке. В зависимости от скорости и принятого материала труб определяем коэффициент β (таблица 9.6[1]):

Vi = Qi / Si, м/с

где Qi – расчетнй расход на данном участке, дм3/с;

V0-1 = 28,38/2,8 = 1 м/с, β=1

V1-2 = 1,36/ 0,47 = 0,3 м/с, β=1,22

V1-3 = 19,15/2,8 = 0,7 м/с, β=1,06

V3-4 = 16,07/2,8 = 0,6 м/с, β=1,08

V4-5 = 14,19/2,8=0,5 м/с, β=1,12

V1-6 = 4,47/0,79=0,6 м/с, β=1,08

V6-7 = 1,82/0,47=0,4 м/с, β=1,16

V7-8 = 0,11/0,20=0,1 м/с, β=1,31

Вычисляем потери напора на каждом участке:

hi = 1.1∙b∙(Qi2/Кi2) ∙ li, м

где j – коэффициент учитывающий местные потери напора(j=1,1),

β – поправка на степень турбулентности потока,

Q – расчетный расход на участке; л/с,

К2 – квадрат модуля расхода; (л/с)2,

l – длина участка в метрах.

h 0-1= 1,1∙1∙(28,382/145200)∙80 = 0,49 м,

h 1-2= 1,1∙1,22∙(1,362/1204)∙290 = 0,6 м,

h 1-3= 1,1∙1,06∙(19,152/145200)∙160 = 0,47 м,

h 3-4= 1,1∙1,08∙(16,072/145200)∙264 = 0,56 м,

h 4-5= 1,1∙1,12∙(14,192/145200)∙114 = 0,19 м,

h 1-6= 1,1∙1,08∙(4,472/5358)∙180 = 0,80 м,

h 6-7= 1,1∙1,16∙(1,822/1204)∙270 = 0,95 м,

h 7-8= 1,1∙1,31∙(0,112/146,4)∙154 = 0,02 м,

Выписываем геодезические отметки точек из генплана.

Ñ0=693 м; Ñ1=692,25 м; Ñ2=691 м; Ñ3=691,75 м; Ñ4=691,75 м; Ñ5=691,75 м; Ñ6=691,25 м; Ñ7=689,25 м; Ñ8=687,85 м;

Действующие напоры в узлах сети.

Действующие напоры определяем по формуле:

[Н]i = Ñi+[Нсв]

где:[Н]i – необходимый действующий напор в узлах сети.

Ñi – геодезическая отметка этих узлов;

[Нсв] – необходимый свободный напор – наименьшая удельная энергия давления, отсчитываемая от поверхности земли, необходимая для нормальной работы соответствующих технических устройств водопотребителя, принимаем [Нсв] (м) для каждого потребителя.

[Н]1 = Ñ1+[Нсв1] =	692,25	+	18	=	710,25	М
[Н]2 = Ñ₂+[Нсв2] =	691	+	18	=	709	М
[Н]3 = Ñ₃+[Нсв3] =	691,75	+	18	=	709,75	М
[Н]4 = Ñ₄+[Нсв4] =	691,75	+	18	=	709,25	М
[Н]5 = Ñ₅+[Нсв5] =	691,75	+	14	=	705,75	М
[Н]6 = Ñ₆+[Нсв6] =	691,25	+	18	=	709,25	М
[Н]7 = Ñ₇+[Нсв7] =	689,25	+	18	=	707,25	М
[Н]8 = Ñ₈+[Нсв8] =	687,85	+	10	=	697,85	М

Определяем с помощью уравнения Бернулли напор в начале сети, обеспечивающий нормальную работу потребителей

H н= Hк+hн-к м;

где H н - действующий напор в начале рассматриваемого участка трубопровода м;Hк - действующий напор в конце рассматриваемого участка трубопровода м;

hн-к - общая потеря напора м;

Для направления :

01 Н0-1 = [H]1 + h0-1 = 710,25+0,49=710,74 м

02 Н0-2 = [H]2 + h0-1+ h1-2 = 709+0,49+0,6=710,09 м

03 Н0-3 = [H]3 + h0-1+ h1-3 = 709,75+0,49+0,47=710,71м

04 Н0-4 = [H]4 + h0-1+ h1-3+ h3-4 = 709,75+0,49+0,47+0,56=711,27 м

05 Н0-5 = [H]5 + h0-1+ h1-3+ h3-4 + h4-5 =705,75+0,49+0,47+0,56+0,19= =707,46 м

06 Н0-6 = [H]6 + h0-1+ h1-6=709,25+0,49+0,8= 710,54м

07 Н0-7 = [H]7 + h0-1+ h1-6 +h6-7 = 707,25+0,49+0,8+0,95=709,49 м

08 Н0-8 = [H]8 + h0-1+ h1-6+ h6-7 + h7-8 = 697,85+0,49+0,8+0,95+0,02= =700,11м

Как видно из расчетов, максимальный необходимый действующий напор в начале сети требуется для точки 4. Следовательно, точка 4 является диктующей точкой и для нее должно выполняться условие: