Гидравлический расчет наружного объединенного водопровода текстильного комбината

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

МВД РОССИИ

ФАКУЛЬТЕТ ПОДГОТОВКИ СОТРУДНИКОВ  ГПС 
 

Кафедра пожарной техники, автоматики

и средств связи 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

По теме: гидравлический расчет наружного объединенного  водопровода текстильного комбината. 
 
 
 
 
 

Выполнил: курсант .   Русских А.О.       .

ФПС ГПС; 2 курс; 28 учебная группа

 

Руководитель: . кандидат                      .      педагогических наук                                . полковник вн. службы  Баскин Ю.Г.      . 

      Дата  защиты: _____________ 
 

      Оценка: _______________ 
 

                                    Вариант: ______52______   
 
 
 

Санкт-Петербург 2001

Содержание 
 

1. ВВЕДЕНИЕ

      Для борьбы с некоторыми процессами горения, которые в свою очередь сопровождаются уничтожением материальных ценностей и создает опасность для жизни людей, человечество издавно использовало воду. Поэтому, при борьбе с пожарами вопросы противопожарного водоснабжения всегда были в центре внимания.

      Задачи  противопожарной защиты современных объектов промышленности усложняется в связи с концентрацией производственных и энергетических мощностей, применением в строительстве облегченных конструкций из металла и полимерных материалов с низким пределом огнестойкости, увеличением вместимости товароматериальных складов.

      Все, что составляет экологический потенциал  страны, является народным достоянием и требует надежной защиты и охраны. Поэтому на всех этапах хозяйственного строительства большое внимание уделяют предупреждению пожаров, обеспечению условий для борьбы и их ликвидации.

      Круг  вопросов, изучаемый гидравликой, весьма обширны и законы гидравлики в  той или иной мере практически  находят применение во всех областях инженерной деятельности. История же развития гидравлики как науки интересна и своеобразна.

      Так некоторые принципы гидравлики были еще установлены Архимедом (около 278 –212 до н.э. ). Архимед сформулировал  основные положения гидравлики, он изобрел водоподъемный механизм, так называемый архимедов вал. Формирование гидравлики как науки начинается в середине XV века, когда Леонардо да Винчи (1452-1519) своими лабораторными опытами положил начало экспериментальному методу в гидравлике. Его новаторские проекты каналов и ирригационных систем имеет большое значение.   

      В XVII-XIX в.  Г. Галилей, Б. Паскаль разработали основы гидростатики как науки, а Э. Торричелли дал известную формулу для скорости жидкости, вытекающей из отверстия.

      Основные  положения о внутреннем трении в  жидкостях высказал И. Ньютон (1643-1727)  великий английский ученый, физик и математик. В 18 веке Д. Бернулли и Л. Эйлер разработали общие уравнения движения идеальной жидкости, послужившие основой для дальнейшего развития гидравлики и гидромеханики . Особого упоминания заслуживали работы О. Рейнольда, Л. Прандтля и Т. Кармана. Следует отметить, что история водоснабжения также насчитывает несколько тысячелетий. Еще в Древнем Египте для получения подземных вод строили весьма глубокие колодцы, оборудованные простейшими механизмами для подъема воды. В античном Риме имелись довольно крупные централизованные системы водоснабжения. Сохранились до наших времен акведуки, служившие для перевода самотечных водопроводных каналов через овраги и долины.

      При раскопках в Новгороде был  обнаружен водопровод деревянных труб, построенный в конце XI – начале XII века. Имеются сведения о самотечном водопроводе, построенном в XIII веке в Грузии, а в XV веке был сооружен родниковый водопровод для Московского Кремля

      В первой половине XVIII века водопроводные сооружения были  созданы в Петербурге Петергофе и Царском Селе, а в 1861 году закончено сооружение петербургского водопровода. В 1804 году закончено строительство первого московского водопровода.

        В XX веке быстрый рост гидротехники, гидромашиностроения, тепло энерготехники, а также авиационной техники привел к интенсивным развитием гидравлики, которая характеризуется синтезом теоретических и экспериментальных методов. Если раньше в гидравлике изучалось лишь одна жидкость вода, то в современных условиях изучению закономерностей движения вязких жидкостей (нефти и ее продуктов), газов, неоднородных и так называемых ньютоновских жидкостей.

      Не  меняются методы исследования и решения  гидравлических задач. Гидравлика постепенно превращается в один  из прикладных разделов общей науки о движении жидкостей – механики жидкости.

      С развитием водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий  происходит улучшение их противопожарного водоснабжения. Жилые, административные, общественные и производственные здания, оборудуются объединенным хозяйственно-пожарным водопроводом.

     Комплекс  сооружений, предназначенных для  получения воды из природных источников, ее очистке, транспортирования, хранения и подачи потребителям, называется системой водоснабжения, или водопроводом.

     В зависимости от вида обслуживаемого объекта водопроводы подразделяются на промышленные, железнодорожные, городские и поселковые. По назначению различают хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные и объединенные (хозяйственно-питьевые противопожарные, производственно-противопожарные или хозяйственно-питьевые производственно-противопожарные) водоводы.

     В городах и населенных пунктах  строят только объединенные хозяйственно-питьевые противопожарные водопроводы. Из этих же водопроводов вода может подаваться и на промышленные предприятия. При больших расходах воды промышленное предприятие оборудуется самостоятельным водопроводам, обеспечивающим хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды.

     На  промышленных предприятиях обычно ставят объединенные хозяйственно-питьевые промышленные водопроводы. Это объясняется тем, что: хозяйственно-питьевая сеть обычно более разветвлена чем, промышленная, и имеет  большую мощность: для многих технологических процессов воду подают в определенном режиме (постоянный напор и расход), нарушение которого недопустимо; объединенные сети экономичны при строительстве и удобны в эксплуатации.

     Устройство  самостоятельного противопожарного водопровода  допускается в том случае, когда  объединение его с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводам технически невозможны или экономически нецелесообразно. Обычно самостоятельный противопожарный водопровод строят на пожароопасных объектах, удаленных от города; нефтебазах, складах хлопках, элеваторах, лесобиржах, где для тушения пожара требуются большие расходы и напоры воды.

     Водопроводная техника сделала большие успехи. При этом много труда в развитие научных основ и инженерных вопросов водопроводной технике вложили  известные русские ученые и инженеры: В.Е. Тимонов, К.М. Игнатов, Н.К. Чижов.

     Значительных  успехов достигли советские ученые и конструкторы в деле создания   новых систем, конструкций приборов, а также в разработке методов  проектирования и расчета водопроводных  сооружений.

     В заключении следует отметить, что  если ранее гидравликой изучалась лишь одна жидкость – вода, то в современных условиях все большее внимание уделяется изучению закономерностей движения вязких жидкостей – нефти и ее продуктов, а также газов.  Роль гидравлики как науки – в связи с решением топливно-энергетической проблемы – приобретает все большую значимость.   
 
 
 
 
 

2. ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОЙ  СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

      Задачей системы водоснабжения промышленного  предприятия является обеспечение  его водой для производственных и хозяйственно-питьевых нужд.

     В процессе эксплуатации системы водоснабжения приходится регулировать режим источников воды, управлять работой сооружений и оборудования, распределять воду в соответствии с требованиями технологии производства предприятия. Кроме того в задачу водоснабжения входит приведение мощности водопроводных сооружений в соответствии с возрастающей потребностью в воде.

     Схема водоснабжения для текстильного комбината с использованием поверхностного водоисточника представлена на рис. №1.

     Вода  поступает в водоприемник (оголовок) и по самотечным трубам поступает в береговой колодец, а из него НС-I подает в очистные сооружения (в отстойники, на фильтры от загрязнений и обеззараживания). После очистной станции вода попадает в запасные резервуары чистой воды, из которых она НС-II подается по водоводам в напорно-регулирующие сооружения (водонапорная башня). Оттуда вода подается по водоводам (водопроводной сети) в здания текстильного комбината.

1. Водоприемник (рис. №2) предназначен для приема поверхностных вод. Для того, чтобы получить воду лучшего качества, русловой водоприемник удаляют от берега в места рек с большими глубинами. Если в реке находятся крупные предметы (бревна, коряги), то оголовок защищают вбив вокруг сваи или оголовок выполняют из железобетона.
2. Самотечные линии.

Диаметр труб самотечных линий выбирают из условия допустимых скоростей (не превышающей 1,5 м/с), при которых не происходит засорение труб и в тоже время обеспечивается вымыв  песчаных частиц при промывке самотечных линий. Для бесперебойности работы самотечных линий водозаборного сооружения при очистке и ремонте самотечных линий их должно быть не менее двух.

      3.  Береговой   колодец    служит   для   предохранения  сооружений   водопровода от попадания в них мусора и песка. Он строится из нескольких (не менее двух) не зависимо работающих секций и располагается на незатапливаемом участке.

      4. Насосная станция  первого подъема  (НС-I) забирает воду от источника водоснабжения и подает ее на очистные сооружения, если  это не требуется, в резервуары, водонапорную башню или водонапорную сеть. Надежность работы НС-I достигается работой резервных насосов, установкой не менее двух водопроводов и всасывающих линий. В режиме работы НС на пожарные нужды по мере подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды НС наполняет израсходовавшийся при тушении пожара неприкасаемый запас воды в резервуаре чистой воды.

      5. Очистные сооружения  служат для придания воде необходимых свойств (физических, химических и бактериологических) предъявляемых к ней при употреблении для разных нужд.

      Основными видами обработки воды являются:

• осветление (удаление из воды взвешенных частиц);
• обеззараживание (уничтожение бактерий);
• умягчение воды (удаление из воды катионов кальция);
• опреснение воды (обессоливание ее до остаточной концентрации не более 1000 мл/л).

На  очистные сооружения могут возлагаться и другие задачи:

• удаление растворенного в воде газа (дегазация);
• обезжелезивание при содержании железа в количестве 0,3 мл/л.

      6. Резервуар  чистой  воды (рис. №3)  служит  для  регулирования неравномерности работы НС-I и НС-II, сохранения воды на противопожарные, хозяйственно-питьевые и производственные нужды на время тушения пожара.

      Общее количество резервуаров в одном  узле не менее двух при наличие  противопожарного запаса воды.

      Резервуары  выполняются из железобетона круглой или прямоугольной формы, оборудованные подающими и всасывающими трубопроводами. На них устанавливаются смотровые колодцы и вентиляционные трубы, а также для хранения неприкосновенного запаса оборудованных автоматическими устройствами (реле уровня поплавкового или электронного типа).

      7. Насосная станция  второго подъема  (НС-II) подает воду к потребителям из резервуаров чистой воды.

      Эти станции являются основными сооружениями, обеспечивающих подачу воды на нужды  пожаротушения, а при не большом  часовом расходе воды на производственно-хозяйственные нужды.

      8. Водоводы прокладываются между НС-I и НС-II и водопроводной сетью. Предназначены для подачи в нее воды. С целью обеспечения большой надежности водоводы следует прокладывать не менее двух параллельных водоводов с переключателями между ними для возможности отключения отдельных участков в случае аварии. Для прокладки водоводов используются бетонные, железобетонные, асбестоцементные, стальные и пластиковые трубы.