Проектирование системы водоснабжения

2.6   Определение расчётных  часовых и секундных  расходов воды. 

Часовой расчётный  расход определяется по формуле, м³/ч, [3]: 

Qчас. =

Например, часовой  расход для населения:

Qчас. = = 5,77 м³/ч

Расчёты часовых  расходов воды сводим в таблицу 2.3

Анализируя  таблицу 2.3, отыскиваем часовое максимальное водопотребление и затем определяем максимальный секундный расход всего  объекта водопотребления по формуле, л/сут., [3]:

Qсек.max =

Общий коэффициент  часовой неравномерности водопотребления  находим процент избыточного  распределения воды для населённого  пункта. Средний часовой расход определяется по формуле, м³/ч, [3]:

Q час.ср =

Расчет секундных  максимальных расчётов сводим в таблицу 2.4

Таблица 2.4 – Определение  секундных расходов водопотребителей. 

4     Трассировка сети  и водоводов 

4.1  Трассировка сети 

Трассировка сети – это начертание сети на плане. С помощью трассировки можно  распознать, какую схему нужно  использовать. Существует 3 схемы –  это кольцевая, тупиковая и смешанная. Кольцевая схема применяется  во всех значительных населённых пунктах  и вообще в посёлках, очертание  которых в плане подобно квадрату. Сеть, имеющая такую схему обеспечивает большую надёжность и бесперебойность  подведения воды потребителям. Тупиковая  схема удобна для водоснабжения  посёлка растянутых в плане в  одном направлении. Смешанная схема  состоит из кольцевой и тупиковой  части. Кольцевая часть обслуживает  компактно застроенную часть  селения, а тупиковая отдельно стоящие  объекты. При расширении населённого  пункта и прокладке дополнительных водопроводных линий, тупики могут  быть закольцованы. Трассировку водоводов  и частей осуществляют исходя из условия  обеспечения требуемой надежности их работы и наименований строительной стоимости. Расположение линий и  водоводов в плане и минимальное  расстояние от наружной поверхности, берут  до сооружений и инженерных сетей  следует принимать по СНиП 2-89-80. Трассировка данной водлопроводной сети показана на листе 1.

4.2    Водоводы

Водоводы –  транзитные трубопроводы соединяют сооружения системы водоснабжения. Максимальную протяженность имеют магистральные  водоводы, подающие воду от водопроводного узла к населённому пункту. Водоводы, как правило, проходят вне застроенной  территории, из них  нет попутного  отбора. К водоводам – главным  питающим артериям систем водоснабжения  предъявляют высокие требования в отношении надёжности подачи воды. Поэтому водоводы прокладывают в  две линии. При аварии на одной  из линий, другая должна пропускать не менее 70 % расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды при работе по аварийному графику. Водоводы и водопроводные сети прокладываются из стальных, чугунных, асбестоцементных труб. Применяются также железобетонные трубы, пластмассовые и другие. В нашей водопроводной сети мы применяем чугунные трубы, о которых хотелось бы рассказать побольше. Чугунные трубы изготовляют из серого чугуна, диаметром от 50 до 1200 мм, длинной от 2 до 6 метров. По способу соединения бывают: -раструбный стык- гладкий конец трубы вставляют раструб с зазором между ними, и затем выполняется центрирование, затем щель между ними гладким концом и раструбом заматывается  пеньковой прядью, чтобы она лучше скользила, затем поверх промасленной пряди устраивается замок из смеси асбестоцемента с цементом, асбеста- 15%, цемента- 80%, марка-    400. Для труб диаметром от 65 до 300 мм изготовляют резиновые кольца (манжета), так же чугунные трубы можно соединять фланцевым соединением. Раструбные соединения по сравнению с фланцевым дешевле. Вместе с асбестоцементным замком в растворы могут вводить свинец и алюминий. Достоинство таких труб в том, что они хорошо противостоят коррозии.  Недостатки большая масса и очень хрупкие. В комплект чугунных труб входят заводские фасонные части- применяются для изменения диаметра и устройство отводов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5       Гидравлический расчёт  сети и водоводов 

5.1     Расчётная схема сети водовода 

Гидравлический  расчёт разводящих водопроводных сетей  проводят для определения диаметров  труб и потерь напора в них при  подаче расчётного расхода. Водопроводные  сети с проходной башней рассчитывают на подачу максимального секундного хозяйственно – питьевого расхода. В нашем случае водопровод предназначен так же для противопожарного водоснабжения, значит, делаем поверочный расчёт сети на подачу противопожарного расхода  воды при одновременном хозяйственно-питьевом водопотреблении. Расход воды крупных потребителей (завод, автопарк, ферма) относим к категории сосредоточенных отборов, привязанных к отдельным точкам сети, а остальные (жилые дома, колонки и пр.) – к категории распределённых (попутных)отборов, предполагаем что они распределены по длине в не сети (в пределах застройки) с одинаковой интенсивностью. Для расчёта сети её делим на расчётные участки, которые разграничиваем точками – узлами. Каждому узлу присваиваем номер. В приделах застройки, на линиях с попутным отбором воды, длину расчётных участков принимаем не более 800 м.,узлы намечаем на всех точках сети, где резко изменяются расходы воды в трубопроводе или характера отбора, например в местах ответвления трубопровода , у крупных потребителей ,на границах холостых и раздающих участках. На рисунке представлена схема сети наружной распределёнными сосредоточенными отборами. Расход воды в трубопроводе, из которого осуществляют раздачу по пути, меняется по длине.

5.2 Определение удельных  расходов

Если разбор воды происходит во многих точках, что  характерно для сетей населённых пунктов, то к участку сети присоединяют многочисленные воды и фактический  водозабор очень сложен. Учесть действительные сосредоточенные расходы воды в  этом случае фактически невозможно. Поэтому  принимаем упрощённую схему водозабора, предположив, что вода расходится равномерно по длине. Такие расходы относятся  к категории равномерно распределённым.  

Интенсивность отбора, то есть расхода воды, приходящегося  на единицу длинны, называют удельным расходом он определяется по формуле ,л/с,[3]:

,

где q_расп.- распределительный отбор сети, л/с;

 - суммарная длинна участков, приходящихся по застройкам, м. 
 

где  q_{с. мах} - общий расход сети, л/с;

       - расходы крупных потребителей, л/с.

5.3    Определение путевых  и узловых расходов 

Расходы воды,  отдаваемый каждым участком, называют путевыми и вычисляют по формуле,  л/ст [Сомов]:

,

где – длинна расчётного участка, м; 
       - удельный расход, л/с.

= 0,0016800 = 1,28 л/с 
= 0,0016250 = 0,4 л/с 
= 0,0016150 = 0,24 л/с 
= 0,0016800 = 1,28 л/с 
= 0,0016250 = 0,4 л/с 
= 0,0016150 = 0,24 л/с 
= 0,0016450 = 0,72 л/с 
= 0,001675 = 0,12 л/с 
= 0,0016300 = 0,48 л/с

 
= 0,0016150 = 0,24 л/с 
= 0,0031675 = 0,12 л/с 
= 0,0016300 = 0,48 л/с 
= 0,001675 = 0,12 л/с 
= 0,0016300 = 0,48 л/с

 = 0,001675 = 0,12 л/с

В целях упрощения  расчётной схемы водопроводной  сети путевые отборы преобразуем  в равновеликие по отношению или  в гидравлическом отношении узловые  отборы . При этом предполагаем, что  узловые отбор равен полусумме  путевых отборов  на прилегающих  к рассматриваемому узлу участка  к сети то есть

;

_л/с 
л/с 
л/с 
_{л/с 
л/с} 
л/с 
л/с 
л/с 
л/с 
л/с 
_л/с 
л/с

 л/с

 л/с

 л/с 
 
 
 
 

Расчёты по определению  путевых, узловых отборов верны  если:  

7,712 л/с = 7,712 л/с

5.4     Определение диаметра  и потери напора трубопровода

В данном случае добровольные сети с водонапорной башней в начале сети, следовательно рассчитываем на пропуск хозяйственного расхода  в час максимального водопотребления  ,[3]: 

где:  – расход сети в час максимального водопотребления, м³ /ч. 

Связь между диаметром  трубы и протекающим через  её расходы и скоростью выражаются по формуле, л/с, [3]: 

где d - диаметр трубы, м;

      q – расчётный расход, м³/с; 

      – скорость движения воды в трубе, м/с.

Трубопровод выполнен из чугунных туб класса А. Внутренний диаметр принимаем равным 100 мм.

Все расчёты сводим в таблицу 5.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7      Определение высоты водонапорной башни

 7.1   Расчёт высоты водонапорной башни

Для обеспечения  бесперебойной работы системы водоснабжения, в запроектированном режиме необходимы специальные сооружения и оборудования, которые гарантируют подачу воды с нужным напором и расходом.  Такие сооружения и их оборудования относятся к напорным, регулирующим и запасным сооружениям, включающим водонапорные башни, резервуары и гидропневматические  установки для хранения регулирующих объёмов воды и запасов на случай пожара или аварий.