III. Методические указания к выполнению

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 5Следующая ⇒

РАСЧЕТ

Системы водоснабжения

Населенного пункта

Задание и методические указания к контрольной работе №1

для студентов заочного и очно-заочного обучения по специальности

«Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство»

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

УДК 628.1

Методические указания предназначены для студентов специальности «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» заочного и очно-заочного обучения при выполнении контрольной работы №1 по курсу «Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов.

Приведены исходные данные и рекомендации по расчету системы водоснабжения населенного пункта и объектов железнодорожной станции.

Указания разработаны кандидатами технических наук, доцентами Ю.А. Мирохиным и Н.В. Твардовской.

© Петербургский государственный университет путей сообщения, 2011.

I. ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

Необходимо произвести расчет системы водоснабжения населенного пункта и принять наилучшую схему подачи воды.

Схема водоснабжения представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема водоснабжения населенного пункта: 1 – подача очищенной воды; 2 – резервуары чистой воды (РЧВ); 3 – насосная станция второго подъема (НС-II); 4 – магистральные водоводы; 5 – водонапорная башня (ВБ); 6 – кольцевая водопроводная сеть; 7 – промышленное предприятие (ПП); 8 – банно-прачечный комбинат (БПК).

В качестве источника водоснабжения используются поверхностные или подземные воды, удовлетворяющие хозяйственно-питьевым и производственным требованиям потребителей. Вода поверхностных источников подвергается обеззараживанию во всех случаях, а подземных – по указанию органов санитарно-эпидемиологической службы.

В настоящей работе рассчитывается только система подачи от насосной станции второго подъема (НС-II) до потребителей. Вода от насосной станции подается по напорным магистральным водоводам до кольцевых сетей населенного пункта, при этом в схему водоснабжения может быть включена водонапорная башня или принята безбашенная схема.

Основными потребителями воды в населенном пункте являются:

- население;

- полив проездов с твердым покрытием и зеленых насаждений в населенном пункте;

- банно-прачечный комбинат (БПК);

- промышленное предприятие (ПП) с холодными и горячими цехами.

Все необходимые исходные данные для проведения расчета представлены в индивидуальном задании, выдаваемом каждому студенту.

II. Содержание КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Контрольная работа включает выполнение следующих разделов:

- определение расчетных суточных расходов воды;

- определение расчетных секундных расходов воды;

- подготовка кольцевой водопроводной сети к гидравлическому расчету;

- гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети в сутки максимального водопотребления;

- расчеты по водонапорной башне;

- выбор варианта подачи воды в систему водоснабжения населенного пункта;

- гидравлический расчет напорных магистральных водоводов и подбор насосов НС-II.

III. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Контрольная работа выполняется после изучения соответствующих разделов курса «Водоснабжение и водоотведение».

При выполнении контрольной работы рекомендуется использовать литературу [1, 2, 3].

Текстовая часть работы пишется ручкой на одной стороне листа формата А4 или выполняется на компьютере. Пояснения и расчеты должны быть краткими и четкими. Графическая часть выполняется карандашом.

Определение расчетных суточных расходов воды

Расчетные суточные расходы воды определяются исходя из количества потребителей воды в населенном пункте и норм водопотребления с использованием расчетных формул и нормативных данных [1, 2].

Суточные расходы воды на хозяйственно-питьевые

Нужды населения

Средний суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения, м³/сут:

, (1)

где: q_ж – норма водопотребления на одного жителя, л/сут; принимается по заданию;

N_ж – расчетное число жителей в населенном пункте, чел; принимается по заданию.

Максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения, м³/сут:

, (2)

где: – коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели; согласно [1] принимается равным .

Подготовка водопроводной сети к гидравлическому расчету

Для проведения гидравлического расчета, прежде всего, составляется расчетная схема водопроводной сети населенного пункта в произвольном масштабе, повторяя контуры протрассированных магистральных линий (рис. 1).

Водопроводная сеть разбивается на расчетные участки, которые ограничиваются с двух сторон узлами, которые намечаются в точке подключения напорных водоводов к водонапорной башне и в точках подключения крупных потребителей (банно-прачечный комбинат, промпредприятие). Для каждого расчетного участка на схеме указывается его длина в метрах.

На расчетную схему в соответствующие узлы расчетной схемы из табл. 1 наносятся все сосредоточенные секундные расходы воды.

Равномерно распределенные расходы воды приводят к узловым следующим образом.

Предварительное потокораспределение

Прежде чем приступить к гидравлическому расчету сети, производят первоначальное потокораспределение, в результате которого по всем участкам кольцевой сети намечают расчетные расходы воды, как по величине, так и по направлению.

Сначала на расчетной схеме водопроводной сети указывается направление движения потоков воды по расчетным участкам и определяется "точка встречи" потоков, к которой вода подается с двух противоположных направлений. Как правило, это наиболее удаленный узел на кольцевой сети относительно точки подачи воды в сеть.

При принятой схеме кольцой водопроводной сети "точка встречи" потоков намечается в узле 3.

Далее производится предварительное потокораспределение, в результате которого по всем участкам сети намечаются расчетные расходы воды с соблюдением условия "баланса воды в узле" – сумма расходов воды, притекающих к данному узлу, должна быть равна сумме расходов, вытекающих из данного узла (включая отбор воды в узле): .

Намечать распределение потоков воды по участкам сети следует с наиболее удаленного узла 3, при этом узловой расход q₃ делится на два и направляется по двум прилегающим расчетным участкам, л/с, т.е.:

.

Расчетные расходы на участках 1-2 и 1-4 составят:

, .

Проверка выполненных расчетов заключается в следующем:

Определенные таким образом расчетные расходы наносятся на участки расчетной схемы водопроводной сети (рис.3).

Расчет водонапорной башни

Водонапорная башня может быть установлена в любом месте населенного пункта или приближена к насосной станции второго подъема.

Для уменьшения строительной высоты башни ее желательно устанавливать в наиболее высокой точке местности. Исходя из этих условий, целесообразно расположить ВБ в узле 1 (рис. 1).

Высота ВБ определяется по формуле, м:

, (25)

где: – потребный свободный напор в наиболее удаленном от ВБ узле;

– сумма потерь напора в магистрали на пути от ВБ до наиболее удаленного узла (принимается наибольшая величина из вычисленных по возможным направлениям движения воды), м;

– отметка земли у водонапорной башни, м;

– отметка земли в наиболее удаленном узле, м.

Величина свободного напора зависит от этажности застройки населенного пункта и определяется по формуле, м:

, (26)

где: 10 – величина свободного напора при одноэтажной застройке, м;

– количество этажей (этажность застройки); принимается по заданию.

Объем бака водонапорной башни согласно [1, п.9.1] должен включать регулирующий и пожарный объем воды. Таким образом, объем бака ВБ определяется как, м³:

, (27)

где – регулирующий запас воды, сглаживающий неравномерность подачи воды насосами и потребления ее в населенном пункте, м³;

– неприкосновенный запас воды в ВБ на противопожарные нужды в количестве, необходимом на десятиминутное тушение одного наружного и одного внутреннего пожара [1, п.9.5], м³.

Регулирующий объем водонапорной башни при отсутствии графиков поступления и потребления воды рекомендуется определять по [1, формула (33)] при К_н = 1, т.е. при равномерной круглосуточной подаче воды насосами первого подъема на водоочистные сооружения, м³:

, (28)

где – суточный расход воды в населенном пункте в сутки максимального водопотребления, м³/сут; принимается по п.1.1 ;

– коэффициент часовой неравномерности водопотребления; принимается , определенным по формуле (13).

Объем воды на противопожарные нужды определяется по формуле, м³:

, (29)

где – расход воды на наружное пожаротушение, л/с; согласно [1, табл.6] при этажности застройки от 2 до 12 этажей = 10 - 20 л/с;

– расход воды на внутреннее пожаротушение, л/с; согласно [2] принимаем = 5 л/с;

В качестве материала для баков водонапорных башен согласно [1, п.14.18] рекомендуется использовать сталь, при этом применяются баки круглой формы в плане, а диаметр бака принимается равным высоте слоя воды в нем . Тогда диаметр бака через его объем выражается следующей формулой:

. (30)

Строительная высота бака принимается на 0,2 - 0,3 м больше, чем высота слоя воды в нем :

. (31)

Конструктивные размеры бака следует принимать кратными 0,2 м.

Населенного пункта

Сравнение возможных схем водоснабжения населенного пункта и выбор наиболее оптимальной из них могут быть выполнены путем технико-экономического сравнения вариантов. Однако вопросы экономики не входят в программу подготовки по водоснабжению и водоотведению студентов специальности СЖД.

Водоснабжение населенных пунктов по башенной схеме в реальных условиях оправдывает себя при небольшом расходе воды, низкой и средней этажности застройки (не более 5-7 этажей). Однако из-за тенденции к повышению этажности застройки существующие водонапорные башни часто отключают и переходят на водоснабжение по безбашенной схеме, что легко решается путем отказа от использования датчиков уровня в баках водонапорных башен и замены их датчиками давления, которые устанавливают в насосных станциях второго подъема или диктующих точках сетей.

При оценке экономичности схемы водоснабжения следует учитывать:

- экономия электроэнергии достигается только при равномерной подаче воды насосами второго подъема в водонапорную башню, что возможно, если объем бака башни не менее регулирующего;

- напор насосов станции второго подъема при подаче воды в башню будет превышать напор насосов при безбашенной схеме подачи воды на высоту слоя воды в баке, что зависит от производительности системы, а конкретно – от регулирующего объема воды;

- экономичность магистральных водоводов зависит от соотношения их диаметра и длины; для получения оптимального решения необходимо рассмотреть несколько вариантов.

Указанные вопросы должны быть отражены в выводах по работе.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1985. - 136 с,

2. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1986. - 56 с.

3. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие. - М.: Стройиздат, 1984. – 116 с.

4. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие. - М.: ООО «Баскет», 2008. – 351 с.

Приложение

Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб [3, 4]

Продолжение приложения

Продолжение приложения

Продолжение приложения

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии