Водопроводные сети населенного пункта (стр. 3 из 5)

2.1 Определение производительности и напора насосов II подъема

Производительность насосов определяем с учетом того, что два насоса будут работать круглосуточно, и один насос будет включаться в работу в определенные часы.

При двух рабочих насосах, при их параллельной работе, производительность каждого равна половине расчетного расхода, а высота подачи насоса принимается для случая подачи всего расчетного расхода. При параллельной работе трех рабочих насосах производительность каждого равна трети от расчетного расхода.

При выключении из работы одного насоса производительность оставшихся увеличивается на 11%, при этом следует учитывать коэффициент параллельности.

Назначаем следующий режим работы насосов: три насоса работают 15 часов (с 6 до21 часов), остальные 9 (с 21 до 6 часов) часов работают два насоса.

Для определения производительности одного насоса решим уравнение:

где х - подача одного насоса, м³/час. Из уравнения находим х:

х = 93,37 м³/час.

Тогда три насоса подают: 3 • 93,37 = 280.11 м³/час; два насоса подают: 2·1,11·93,37 = 207,28 м³/час.

Для подбора марки насосов определяем потребный напор, который ориентировочно определяется по формуле:

(2.1)

где Z₆ - отметка поверхности земли у водонапорной башни (по генплану), м, равная 74,2 м; Zp.cp - отметка среднего уровня воды в резервуарах чистой воды, принимается ниже поверхности земли у насосной станции П подъема на 2-3 м, м, равная 68,3-2,5=65,8 м;

Н_б - расчетная высота ствола водонапорной башни до дна резервуара, м,

H₆=z-z₆+H_св+h_б (2.2)

где z - отметка поверхности земли в диктующей точке, питающейся в час максимального водоразбора от водонапорной башни, м, равная 72,5 м;

Нсв - свободный напор в диктующей точке, определяемый в зависимости от этажности застройки по п. 2.26 [1], равен 34 м;

h_б - потери напора на участке от водонапорной башни до диктующей точки, м;

Нр.б - расчетная глубина воды в резервуаре напорной башни, ориентировочно принимается равной 5-6 м;

h_H. ст - потери напора на внутренних коммуникациях насосной станции, принимаются предварительно равными 2-2,5 м;

h_c - потери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни.

H_б и h_c определяются из расчета потерь напора по длине 2-3 м водного столба на один погонный километр сети, т.е. гидравлический уклон равен 0,002-0,003.

Потери напора на участке водонапорная башня - диктующая точка определяется по формуле:

,м (2.3)

где i - гидравлический уклон;

l_б - длина водоводов от диктующей точки до башни, равная 975 м.

H₆ =0,002 · 975 =1,95 м.

Потери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни определяются по формуле:

,м (2.4)

где l_С - длина контура НС-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-ВБ, равная 2325 м. По (2.4) получим:

H_с = 0,002 • 2325 = 4,65 м.

Подставляя полученные значения в формулу (2.2) находим расчетную высоту ствола водонапорной башни до дна резервуара:

H_б =72,5-74,2 + 34 + 1,95 = 34,25 м. Далее находим потребный напор насосов:

H_н = 74,2 - 65,8 + 34,25 + 5 + 2 + 4,65 = 54,3 м.

По [3] подбираем три насоса марки К100-65-250/2 с производительностью Q=100 м³/час и напором Н=80 м.

2.2 Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни

2.2.1 Определение табличным методом

Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни производится табличным методом. При определении регулирующей емкости назначается час суток после длительного и большого расхода из бака (21-22), считая, что к этому часу бак опорожняется, и за следующий час в графу 25 таблицы 1.2 ставим 0. Затем суммируем или вычитаем приток поступающей воды в бак за каждый час. Наибольшее число 25 графы является регулирующей емкость бака, т.е. 321,64 м³.

Наибольшее значение графы 23 соответствует максимальному транзиту, т.е. 72,22 м³, и приходится на 0-1 час.

2.2.2 Определение по аналитической формуле

В соответствии с п.9.2 [1] регулирующий объем воды в баке определяется по формуле:

,м³

где Q_сут.max - расход воды в сутки максимального водопотребления, м³/сут;

k_H - отношение максимальной часовой подачи в сеть водопровода с регулирующей емкостью к среднему часовому расходу в сутки максимального водопотребления,

(2.6)

(2.7)

По (2.6),(2.7) получим:

k_q - коэффициент часовой неравномерности отбора воды из регулирующей емкости, определяемый как отношение максимального часового отбора к среднему часовому расходу в сутки максимального водопотребления,

Коэффициент k_чравен:

Подставляя полученные значения в формулу (2.5) находим регулирующий объем воды в баке:

2.3 Определение полной емкости бака водонапорной башни

Суммарная емкость бака водонапорной башни определяется:

W_р.б=W_p+W_пож,м³, (2.9)

где W_p - регулирующая емкость башни (определенная табличным методом), м³;

W_пож- запас воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 минут, м³ ,

(2.10)

где q_пож - расход воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара, л/с.

По формуле (2.10) получим:

Далее находим суммарную емкость бака:

W_р.б=321,64+12 = 333,64 м³.

Суммарная емкость бака водонапорной башни должна находиться в пределах 2-6% от суточного расхода.

Полученная емкость бака составляет,

что меньше 6%.

По суммарной емкости подбираем типовую башню емкостью 350 м³.

3. Гидравлический расчет сети

Цель гидравлического расчета водопроводной сети заключается в нахождении экономически наивыгоднейших диаметров магистральных трубопроводов всех участков сети и сопротивлений в них, достаточных для пропуска необходимого количества воды ко всем потребителям с требуемым напором и необходимой степенью надежности, а также в определении минимальных потерь напора на участках сети, которые нужны для установления высотного положения регулирующей емкости и требуемого напора насосов второго подъема, и минимальной стоимости водопроводной сети.

3.1 Определение путевых и узловых расходов

После трассировки магистральную водопроводную сеть разбивают на расчетные участки. Начало и конец участка нумеруют (номера узлов), узлы намечают также в точках подключения водоводов от насосной станции, от водонапорной башни, в местах отбора воды крупными потребителями и в местах устройства пересечений и ответвлений магистральных линий. Условно принимается, что отбор воды происходит только из гидравлического узла. Отбор воды в течение суток изменяется в значительных пределах, фактическую картину которого установить очень трудно. На практике принимают условную схему водоотбора, которая предполагает равномерную отдачу воды магистральной водопроводной сетью.

3.1.1 Путевые расходы

По табл. 1 максимальный общегородской расход приходится на час суток с!2 до 13 и составляет 320,2 м³/ч или 88,94 л/с.

Этот расход определяется следующим образом: равномерно распределенный хозяйственно-

питьевой расход 229,72м³ 1ч или 63,81 л/с

расход в больнице 1,1 м³/ч 0,3 л/с

расход воды на механическую поливку 23,3 м³/ч 6,47 л/с

расход на промпредприятии 66,08 м³/ч 18,36 л/с

Итого: 320,2 м³/ч 88,94 л/с

Подача воды в сеть:

насосная станция подает 280,11 м³/ч 77,81 л/с

водонапорная башня подает 40,09 м³/ч 11,13 л/с

Итого: 320,72 м³/ч 88,94 л/с

Находим длину каждого участка сети по генплану, причем длина участка, у которого кварталы города расположены по одну сторону, принимается равной половине длины этого участка. Длины водоводов переходов над реками не учитываются.

Путевой расход определяется по формуле:

(3.1)

где q_уд - удельный расход на 1 км сети, л/с;

1 - длина участка, км,

(3.2)

где

- сумма путевых расходов, л/с;

- сумма длин всех участков водопроводной сети, км. По (3.2) находим:

л/с на 1 км

Таблица 3.1- Путевые расходы по участкам сети

№ участков	Длина участка, км	Удельный расход на 1км, л/с	Путевой расход, л/с
1-2	0,13	22,17	2,88
2-3	0,1	22,17	2,22
3-4	0,14/2=0,07	22,17	1,55
4-5	0,05	22,17	1,11
5-6	0,14	22,17	3,1
6-7	0,22	22,17	4,88
7-8	041	22,17	9,09
8-9	0,22/2=0,11	22,17	2,44
9-10	0,3	22,17	6,65
10-11	0,14	22,17	3,1
11-5	0,11	22,17	2,44
11-12	0,3	22,17	6,65
12-13	0,26/2=0,13	22,17	2,88
13-1	0,3	22,17	6,65
14-15	0,18/2=0,09	22,17	2,0
15-16	0,2	22,17	4,43
16-17	0,26/2=0,13	22,17	2,88
17-18	0,2	22,17	4,43
18-14	0,08/2=0,04	22,17	0,9
3,17	70,28

3.1.2 Узловые расходы