Расчет инженерных сетей водоснабжения и водоотведения

 

Режим равномерной работы насосов насосной станции (В1) α₁=3,62 принимается за расчетный.

 

 

4. Трассировка магистральной водопроводной сети

 

Согласно СНиП 2.04.02 - 84*, п.8.5 магистральные водопроводные сети проектируют кольцевыми. Трассировка магистральной водопроводной сети выполняется на плане населенного пункта в такой последовательности:

• устанавливается основное направление движения  воды по территории населенного пункта от насосной станции второго подъёма к наиболее удаленным районам и промышленным предприятиям;
• вдоль основного направления намечаются несколько магистральных линий, примерно параллельно друг другу на расстояниях 300…600 м;
• магистральные линии соединяются перемычками  через каждые 400…800 м, в результате чего образуются «кольца», вытянутые вдоль основного направления движения воды. Все кольца должны быть пронумерованы.

Магистральная сеть разбивается на участки узловыми точками, которые  расставляются в местах:

• пересечения магистралей с перемычками;
• подключения водоводов к сети от насосной станции 2^го подъема и от водонапорной башни;
• подключения крупных потребителей воды к сети.

Узловые точки нумеруются в произвольном порядке. По плану определяются длины  участков и их значения проставляются  вдоль участков.

 На плане населённого пункта  ещё необходимо нанести: 

• два водовода от насосной станции 2^го подъема до точки подсоединения их к магистральной водопроводной сети;
• водонапорную башню в наиболее высокой точке рельефа местности вне проездов, улиц и площадей и соединить её с магистральной сетью  двумя водоводами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Подготовка магистральной водопроводной сети к гидравлическому расчету

 

При проектировании магистральной  водопроводной сети следует выполнить  подготовку её к гидравлическому расчёту для каждого режима работы. При выполнении расчетной работы достаточно произвести подготовку магистральной сети на режим её работы в час максимального  водопотребления в следующей последовательности:

 

1. На основании трассировки магистральной сети вычерчивается её расчетная схема. На расчётной схеме конфигурация магистральной сети может быть упрощённой, но количество колец, участков и узлов на расчётной схеме должно быть одинаковым с планом. На расчетной схеме сети проставляется нумерация узлов, участков и колец  в соответствии с планом.

 

2. Определяются секундные отборы воды из сети (q_с) для каждого вида потребления по выражению:

 

 

 

где – часовой расход воды по видам потребления, м³/ч

 

• хозяйственно-питьевые нужды жителей

 
 

• полив территории

 

 

 

• местная промышленность и неучтенные расходы

 

 

 

• на всех промышленных предприятиях

 

 

 

Общий отбор воды из сети всеми потребителями находится по выражению:

 

 

В час максимального водопотребления  общий отбор воды обеспечивается насосами  насосной станции 2 ^го  подъема и башней. Подача насосами  определяется по выражению:

 

 

 

Подача  воды из башни будет равна

 

 

 

3. Определяется равномерно распределенный отбор из сети , л/c

 

 

 

где – суммарный отбор воды из сети промышленными предприятиями

 

4. Подсчитывается удельный отбор q_уд, т.е. величина отдачи воды сетью в л/с на 1 м её длины по формуле:

 

_å

 

гдеå_- суммарная длина участков магистральной сети

 

5. Определяются путевые отборы - величины отдачи воды расчётными участками сети в л/с по формуле              

 

 

 

где _- длина расчётного участка в м.

 

Расчёты путевых отборов с участков сети сводятся  в таблице 1.4:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.4 Определение путевых отборов  воды

 

№ участка	№ узлов	Длина участка  Liк, м	Путевой отбор qпik, л/с
1	1-2	925,00	42,85
2	2-3	690,00	31,97
3	3-4	490,00	22,70
4	4-5	700,00	32,43
5	5-6	800,00	37,06
6	1-6	400,00	18,53
7	6-7	800,00	37,06
8	7-8	710,00	32,89
9	8-9	550,00	25,48
10	9-4	525,00	24,32
11	2-5	475,00	22,01
12	5-8	350,00	16,21
Итого		7415,00	343,51

 

6. Определяются фиктивные узловые отборы q_i - условные величины отбора воды из узлов сети в л/с по формуле:

 

 

 

где  - сумма путевых отборов участков, примыкающих к узлу в л/с.

Результаты вычислений сводятся в  таблице 1.5.

 

Таблица 1.5 Определение  узловых  отборов

 

№ расчетного узла	№№ прилегающих  к узлу участков	Сумма путевых  отборов участков ∑qпу, л/с	Узловой отбор qi, л/с
1	1-2, 1-6	61,38	30,69
2	1-2, 2-3, 2-5	96,82	48,41
3	2-3, 3-4	54,67	27,33
4	3-4, 4-5, 9-4	79,45	39,72
5	4-5, 5-6, 2-5, 5-8	107,71	53,85
6	1-6, 5-6, 6-7	92,65	46,33
7	6-7, 7-8	69,95	34,98
8	7-8, 5-8, 8-9	74,59	37,29
9	8-9, 9-4	49,80	24,90
Итого		687,02	343,51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. На расчетной схеме стрелками показываем вероятное направление движения воды по каждому участку от начального узла к конечному. После этого определяем первоначальные расчётные расходы воды q_ik(л/с) на участках, с соблюдением следующих условий:

 

- баланса расходов воды в узлах

 

 

 

Здесь _{- отбор воды из узла с учетом сосредоточенного расхода в} л/с

 

- на параллельных участках магистральной сети выполняющих одинаковую роль в транспортировании воды, назначаются примерно равные расходы;

- по перемычкам расчётный расход воды должен быть меньше или равным расходам, проходящим по магистралям, расположенным за перемычками по ходу движения воды;

- на замыкающих участках водопроводной сети расходы воды принимают примерно одинаковыми, но меньшими чем в подводящих магистралях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение диаметров труб участков сети  
по первоначальным расчетным расходам воды

 

№ участка	№ узлов	qik л/с	dik, мм	Наружный  диаметр d, мм	Расчетный внутр. Диаметр dp, мм	vik, м	К
1	1-2	46,46	243,35	280	246,8	0,972247	1,006381
2	2-3	78,67	316,66	400	352,6	0,806552	1,049787
3	3-4	106,00	367,58	500	440,6	0,695993	1,085354
4	4-5	106,25	368,01	500	440,6	0,697634	1,084776
5	5-6	20,00	159,66	200	176,2	0,821119	1,045549
6	1-6	15,77	141,78	180	158,6	0,799122	1,051985
7	6-7	65,13	288,13	355	312,8	0,848468	1,037835
8	7-8	60,01	276,57	315	277,6	0,992596	1,001681
9	8-9	81,10	321,52	400	352,6	0,831465	1,042594
10	9-4	106,00	367,58	500	440,6	0,695993	1,085354
11	2-5	16,20	143,70	180	158,6	0,820912	1,045608
12	5-8	16,20	143,70	180	158,6	0,820912	1,045608

 

 

 

6. Гидравлический расчет магистральной водопроводной сети

 

Расчётный режим работы магистральной  водопроводной сети в час максимального водопотребления  является основным для  определения:

• экономически выгодных диаметров труб водопроводной сети
• потерь напора на участках сети
• величин свободных напоров в узловых точках
• напора насосов насосной станции 2^го подъёма
• высоты водонапорной башни

Внутренняя гидравлическая увязка магистральной водопроводной сети (нахождение действительных расходов воды, протекающих по участкам) производится в табличной форме. Расчет производится по методу

В. Г. Лобачёва – Х. Кросса в следующей последовательности:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.6 Внутренняя гидравлическая увязка сети по методу В.Г. Лобачева –  Х.Кросса

 

 

№№ колец	№№ уч-ков колец	Длина уч-ка Lik,  м	Результаты  первоначального потокораспределения
			qik, л/с	dik, мм	Vik, м/c	kik	Aik*10-6	Sik	Sik*qik	hik, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	1-2	925	46,46	280	0,972247	1,006381	0,0000016630	0,0015481	0,072	-3,342
	2-5	475	16,20	180	0,820912	1,045608	0,0000167700	0,0083291	0,135	-2,186
	5-6	800	20,00	200	0,821119	1,045549	0,0000096770	0,0080942	0,162	3,238
	1-6	400	15,77	180	0,799122	1,051985	0,0000167700	0,0070567	0,111	-1,755
							Δqj, л/с	-4,213068	0,480	-4,045
2	2-3	690	78,67	400	0,806552	1,049787	0,0000002578	0,0001867	0,015	-1,156
	3-4	490	106,00	500	0,695993	1,085354	0,0000000804	0,0000428	0,005	-0,480
	4-5	700	106,25	500	0,697634	1,084776	0,0000000804	0,0000611	0,006	0,689
	2-5	475	16,20	180	0,820912	1,045608	0,0000167700	0,0083291	0,135	2,186
							Δqj, л/с	3,856235	0,161	1,239
3	4-5	700	106,25	500	0,697634	1,084776	0,0000000804	0,0000611	0,006	-0,689
	5-8	350	16,20	180	0,820912	1,045608	0,0000167700	0,0061372	0,099	-1,611
	8-9	550	81,10	400	0,831465	1,042594	0,0000002578	0,0001478	0,012	0,972
	9-4	525	106,00	500	0,695993	1,085354	0,0000000804	0,0000458	0,005	0,515
							Δqj, л/с	-3,310672	0,123	-0,813
4	5-6	800	20,00	200	0,821119	1,045549	0,0000096770	0,0080942	0,162	-3,238
	6-7	800	65,13	355	0,848468	1,037835	0,0000004820	0,0004002	0,026	1,698
	7-8	710	60,01	315	0,992596	1,001681	0,0000008995	0,0006397	0,038	2,304
	5-8	350	16,20	180	0,820912	1,045608	0,0000167700	0,0061372	0,099	1,611
							Δqj, л/с	3,644208	0,326	2,374