83706

Гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта

Курсовая

Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственнопитьевые производственные и пожарные нужды поселка и предприятия. Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Определение расчетных расходов воды на пожаротушение.

Русский

2015-03-16

152.5 KB

12 чел.

PAGE  2

Московский государственный университет

технологий и управления им. К.Г. Разумовского

Первый казачий университет

Пензенский филиал

КАФЕДРА «ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Противопожарное водоснабжение»

Тема: «Гидравлический расчет наружного

объединенного водопровода населенного пункта»

      Выполнил  _________Алексеев Д.А., __

                                                                                                                        (Ф.И.О.,  №  группы)

    _________________12зП4______

                                               Научный руководитель______кандидат технических наук, доцент,

                                                                                           (ученая степень,  ученое звание, Ф.И.О.)

                                                                 __________Таранцев Константин Валентинович

                          Дата защиты:

  «____» ______________ 20____ г.

  Оценка________________

   ___________________________

                                                                                                       (подпись научного руководителя)

Пенза, 2015

Содержание

Исходные данные………………………………………………….......3

1. Обоснование принятой схемы водоснабжения…………………..4

2. Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия……………………………………………........................5

2.1. Определение водопотребителей…………………………………5

2.2. Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды…………………………………………….5

2.3. Определение расчетных расходов воды на пожаротушение…...7

3. Гидравлический расчет водопроводной сети города……………..9

4. Определение режима работы НС-П………………………………14

5. Гидравлический расчет водоводов……………………………….13

6. Расчет водонапорной башни………………………………………16

6.1. Определение высоты водонапорной башни……………………16

6.2. Определение емкости бака водонапорной башни……………..16

7. Расчет резервуаров чистой воды………………………………….17

8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема………18

Приложение 1………………………………………………………..19

Приложение 2………………………………………………………..20

Приложение 3………………………………………………………..21

Приложение 4………………………………………………………..22

Приложение 5………………………………………………………..23

Приложение 6………………………………………………………..24

Приложение 7………………………………………………………..25

Приложение 8………………………………………………………..26

Приложение 9………………………………………………………..27

Приложение 10.……………………………………………………...28

Приложение 11………………………………………………………29

Список использованной литературы……………………………….30


                                        Исходные данные для проектирования.

Таблица  Исходные данные по населённому пункту

Предпоследняя цифра №

зачётной книжки

2

Число жителей в населённом пункте, тыс. человек

28

Тип общественного здания

Прачечная, механизированная объёмом 10000 м3

Измеритель

1200 кг сухого белья

Последняя цифра номера зачётной книжки

5

Этажность застройки

2

Степень благоустройства районов жилой застройки

Внутренний водопровод, канализация без ванн

Материал труб магистральных участков водопроводной сети

Пластмассовые

Длина  Водоводов от НС – II до Водонапорной башни, м

500

Таблица 2 Исходные данные по промышленному предприятию

Предпоследняя цифра № зачетной книжки

2

Категория помещений и зданий по пожарной опасности

Б

Степень огнестойкости здания производственного корпуса

II

Объём зданий, тыс. м3

200

180

Ширина зданий, м

61

Площадь территории предприятия, га

158

Последняя цифра номера зачётной книжки

5

Число рабочих смен

2

Количество рабочих в смену, чел.

200

Расход воды на производственные нужды, м3/смену

350

Количество рабочих в смену, принимающих душ,%

90

1.Обоснование принятой схемы водоснабжения.

По заданию предлагается схема объединенного хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водопровода низкого давления поселка и предприятия с забором воды из подземного водоисточника (артезианской скважины).

Артезианская скважина расположена за чертой города, в санитарной зоне. Это решение должно обеспечить соответствующее качество воды, подаваемой в сеть без строительства очистных сооружений. При этом стоимость сети водоснабжения снижается. В скважине расположены погружные насосы первого подъема (НС-I), которые обеспечивают подачу воды в резервуар чистой воды.

Резервуар чистой воды устраивается для создания запаса воды (в том числе и неприкосновенного запаса на пожаротушение), а также обеспечения совместной работы НС-I (с равномерной подачей) и НС-II (с неравномерной подачей).

Далее предусмотрена насосная станция второго подъема (НС-II). Она предназначена для забора воды из резервуара чистой воды и обеспечения ее подачи (с необходимым напором и заданным расходом) в водонапорную башню.

В начале водопроводной сети на самой высокой отметке местности – на естественной возвышенности – предусмотрена водонапорная башня. Устройство водонапорной башни необходимо, т.к. наблюдается неравномерность потребления воды городом (и предприятием) по часам суток и подачи ее насосами подъема II. Не равномерность потребления воды по часам суток сильнее проявляется из-за небольших размеров города. Поэтому в те часы, когда воды расходуется меньше, чем ее подают насосы НС-II, излишек поступает в водонапорную башню. В те часы, когда воды расходуется больше, чем ее подают насосы НС-II, вода поступает из водонапорной башни.

2.Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия.

2.1. Определение водопотребителей.

Подача объединенного водопровода должна обеспечить: хозяйственно-питьевые нужды в жилых зданиях, водопотребление в общественных зданиях, расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений, на работу фонтанов и т.п., хозяйственно-питьевое потребление на предприятиях, водопотребление на промышленные нужды предприятий, расход воды на цели пожаротушения в поселке и на промышленном предприятии.

2.2. Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

2.2.1. ГОРОД.

Определение водопотребления начинаем с города, поскольку он является основным потребителем.

2.2.1.1. Расчетный (средний за год) суточный расход воды QСУТ.М м3/сут на хозяйственно-питьевые нужды определим по формуле:

QСУТ.М = (qЖNЖ)/1000 = 150*28000/1000 = 4200 м3/сут.

где qЖ = 150 л/сут – удельное водопотребление на одного жителя, принимаемое по табл. 1 СНиП 2.4.02-84; NЖ =28000 чел – расчетное число жителей.

2.2.1.2. Суточный расход с учетом водопотребления на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы увеличиваются на 10-20% (п. 2.1, примечание 4 СНиП 2.04.02-84*):

Q1СУТ.М = (1,1-1,2)QСУТ.М = 1,15*4200 = 4830 м3/сут.

2.2.1.3. Расчетный расход, воды в сутки наибольшего водопотребления QСУТ.МАХ м3/сут определяется по формуле:

QСУТ.МАХ = КСУТ.МАХ Q1СУТ.М = 1,3*4830 = 6279 м3/сут.

где КСУТ.МАХ – коэффициент суточной неравномерности водопотребления определяется по п. 2.2 СНиП 2.04.02-84* КСУТ.МАХ = 1,1 - 1,3. КСУТ.МАХ учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели. Для зданий, оборудованных внутренним водопроводом и канализацией без ванн КСУТ.МАХ = 1,3.

2.2.1.4. Расчетный часовой расход воды qЧ.МАХ определяется по формуле:

qЧ.МАХ = КЧ.МАХ QСУТ.МАХ/24 = 1,7*6279/24 = 445 м3/сут.

где КЧ.МАХ – коэффициент часовой неравномерности водопотребления, определяется из выражения:

КЧ.МАХ = МАХ МАХ = 1,4*1,2 = 1,68.

где МАХ - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местный условия, принимается по п. 2.2 и табл.2 СНиП 2.04.02-84*: для зданий, оборудованных внутренним водопроводом и канализацией без ванн, следует принимать МАХ = 1,4.

МАХ = 1,2 - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по п. 2.2 и табл.2 СНиП 2.04.02-84*.

КЧ.МАХ = 1,7 – принимаем ближайший табличный по приложению I Указаний...

2.2.1.5. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в прачечной определяется по формуле:

QПРАЧ = qПРАЧNИЗ/1000 = 75*1200/1000 = 90 м3/сут.

где qПРАЧ = 75 л/кг – норма расхода воды потребителями в сутки для общественных зданий принимается по приложению 3 СНиП 2.04.01-85; NИЗ = 1200 кг сухого белья – количество измерителей.

2.2.1.6. Коэффициент часовой неравномерности водопотребления прачечной, определяется по приложению 1 Указаний… КЧ = 1.

2.2.1.7. Общий расход воды по городу:

Qсутгор = QСУТ.МАХ + QПРАЧ = 6279 + 90 = 6369 м3/сут.

2.2.2. ПРЕДПРИЯТИЕ.

2.2.2.1. Определяем водопотребление в смену Qсм.х-ппр:

Qсм.х-ппр = (q1Н.Х-П NСМ)/1000 = 25*200/1000 = 5 м3/см.

где q1Н.Х-П = 25 л/чел – норма водопотребления на одного человека в смену, принимается согласно п. 2.4 СНиП 2.04.02-84* и приложения 3 СНиП 2.04.01-85; NСМ = 200 чел – количество работающих в смену (по заданию);

2.2.2.2. Суточное водопотребление Qсут.х-ппр:

Qсут.х-ппр = Qсм.х-ппр nСМ = 5*2 = 10 м3/сут.

где nСМ = 2 – количество смен (по заданию).

2.2.2.3. Количество воды на пользование душем в бытовых помещениях промышленных предприятий в смену Qсмдуш:

Qсмдуш = 0,5NС = 0,5*1*36 = 18 м3/ч.

где = 1ч - продолжительность действия душа после смены (приложение 3 ); 0,5 м3/ч - норма расхода воды через одну душеную сетку (приложение 3 ) NС – количество душевых сеток, шт.

NС = N1СМ/5 = 180/5 = 36 шт.

где N1СМ = 90*200/100 = 180 чел – количество рабочих, принимающих душ после смены (по заданию). Под одной душевой сеткой в течение часа, исходя из санитарных норм, моется 5 человек.

2.2.2.4. Суточное водопотребление на душ Qсутдуш:

Qсутдуш = QсмдушnСМ = 18*2 = 36 м3/ч.

2.2.2.5. Расход воды на производственные нужды предприятия принимается по заданию QСМП = 350 м3/смена, который распределяется равномерно по часам смены (семичасовая смена с перерывом на обед один час, в течение которого производство не останавливается). Принимается работа семичасовых смен; с 8 до 16 ч - первая смена; с 16 до 24 ч – вторая смена.

2.2.2.5.1. Часовой расход воды:

qчпр = QСМП/СМ = QСМП/8 = 350/8 = 43,75 м3/ч.

2.2.2.5.2. Суточное водопотребление на производственные нужды:

Qсутп = QСМПnСМ = 350*2 = 700 м3/сут.

2.2.2.6. Суммарный расход воды по предприятии за сутки:

Qсутпр = Qсут.х-ппр + Qсутдуш +Qсутп =700 + 36 + 10 = 746 м3/сут.

2.2.3. Общий расход по поселку и предприятию за сутки:

Qсутоб = Qсутгор +Qсутпр = 6369 + 746 = 7115 м3/сут.

Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (таблица 1).

По данным графы 11 таблицы 1 строим график водопотребления объединенного водопровода по часам суток (рис.1).

2.3. Определение расчетных расходов воды на пожаротушение.

Расчетные расходы воды для наружного пожаротушения в населенных пунктах и на промышленных предприятиях определяются по СНиП 2.04.02-84*, пп. 2.12-2.23, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85, пп. 6.1-6.6.

Расчетное количество одновременных пожаров для объединенных водопроводов, обслуживающих населенные пункты и промышленные предприятия, зависит от площади территории предприятия и количества жителей в населенном пункте (п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*).

Расчетные расходы воды для внутреннего пожаротушения и расчетное количество струй в населенных пунктах зависит от назначения здания, высоты (этажности), объема, а на промышленных предприятиях от степени огнестойкости зданий, категории производства по пожарной опасности, объема зданий.

2.3.1. Так как водопровод в городе проектируется объединенным, то согласно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.23 при количестве жителей 28000 человек принимаем два одновременных пожара (п. 2.12, табл. 5 СНиП 2.04.02-84*) при двухэтажной застройке с расходом воды 20 л/с на один пожар

Qгорпож.нар = 2*20 = 40 л/с.

2.3.2. Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии прачечной, объемом 10000 м3, согласно СНиП 2.04.01-85, п. 6.1, табл. 1 принимаем одну струю производительностью 2,5 л/с:

Qпрачпож.вн = 1*2,5 = 2,5 л/с.

2.3.3. Согласно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.22 на предприятии принимаем два одновременных пожара, так как площадь предприятия более 150 га. Согласно п. 2.14, табл. 8, примечания 1 СНиП 2.04.02-84*, расчетный расход воды для здания объемом 200 тыс. м3 Qпрпож.нар.1 = 40 л/с, а для здания объемом 300 тыс. м3 Qпрпож.нар.2 = 50 л/с. Таким образом,

Qпрпож.нар. = 40 + 50 = 90 л/с.

2.3.4. Согласно СНиП 2.04.01-85, п. 6.1, табл. 2 расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета трех струй производительностью 5 л/с каждая, тогда:

Qпрпож.вн = 3*5 = 15 л/с.

2.3.5. Qгорпож = Qгорпож.нар. + Qпрачпож.вн = 40 + 2,5 = 42,5 л/с.

2.3.6. Qпрпож = Qпрпож.нар. + Qпрпож.вн = 90 + 15 = 105 л/с.

2.3.7. Qгорпож < Qпрпож поэтому, согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*, расход воды на цели пожаротушения в городе и на предприятии определяем как сумму расхода воды на предприятии и 50% расхода в городе:

Qпож = 0,5Qгорпож + Qпрпож = 0,5*42,5 + 105 = 126,25 л/с.

3. Гидравлический расчет водопроводной сети поселка.

Гидравлический расход водопроводной сети выполняем в два раза – при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (в обычное время) и при пожаре. Цель гидравлического расчета – определить потери напора в сети.

3.1.При максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (в обычное время).

Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 490,8 м3/ч = 136,33 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 45,63 м3/ч = 12,67 л/с, а сосредоточенный расход прачечной 5,625 м3/ч =1,56 л/с.

Рисунок 3. Расчетная схема водопроводной сети.

3.1.1. Определим равномерно распределенный расход:

Qраспос = Qобщ – (Qпр + Qпрач) = 136,33 – (12,67 + 1,56) = 122,1 л/с.

3.1.2. Определим удельный расход:

qуд = Qраспос/L = 122,1/6400 = 0,019 л/с.

L = Σlj = 800 + 1000 + 600 + 1000 + 1000 + 400 + 400 + 1200 = 6400 м.

3.1.3. Определим путевые отборы по формуле Qпут j = ljqуд. Результаты сведем в таблицу 2.

3.1.4. Определим путевые расходы:

qузл = 0,5(Qпут 1-2 + Qпут 7-1) и т.д. Результаты сведем в таблицу 3.

3.1.5. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляем сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 – сосредоточенный расход прачечной. Покажем величины узловых расходов на рис.4.

Рисунок 4. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами.

3.1.6. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. 3.1.6.1. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара).

Выберем диктующую точку, т.е. конечную точку подачи воды. Это точка 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (см. рис.4). Потоки воды могут подойти к точке 5 по 3-м направлениям:

1: 1-2-3-4-5;

2:    1-7-4-5;

3:    1-7-6-5.

Для узла 1 должно выполнятся соотношение q1 + q1-2 + q1-7 = Qчобщ. Величины q1 и Qобщ. Принимаем q1-2 = 70 л/с. Тогда:

q1-7 = Qобщq1q1-2 = 136,33 – 11,4 – 70 = 54,88 л/с.

Принимаем q7-4 = 10 л/с.

Аналогично получаем:

узел 7: q7-6 = q1-7q7q7-4 = 54,88 – 19,08 – 10 = 25,8 л/с.

узел 6: q6-5 = q7-6q6 = 25,8 – 13,35 = 12,45 л/с.

узел 2: q2-3 = q1-2q2 = 70 – 17,17 = 52,83 л/с.

узел 3: q3-4 = q2-3q3 = 52,83 – 16,82 = 36,01 л/с.

узел 4: q4-5 = q3-4q4 + q7-4 = 36,01 – 26,71 + 10 = 19,3 л/с.

Проверка: q5 = q4-5 + q6-5 = 19,3 + 12,45 = 31,75 л/с.

3.1.6.2. При пожаре.

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды, за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п. 2.21. СНиП 2.04.02-84*). Без учета расхода воды на душ час максимального водопотребления не изменяется. К тому же, в час максимального водопотребления душ не используется. Поэтому расход воды на пожаротушение добавляем к узловому расходу в точке 5:

q15 = q5 + Qпож = 31,75 +126,25 = 158 л/с.

Т.к. Q1общ = Qобщ + Qпож = 136,33 + 126,25 = 262,58 л/с. > Qобщ = 136,74, то узловые расходы при пожаре будут отличаться от узловых расходов без пожара. Определим узловые расходы при пожаре так, как это делалось без пожара. При этом будем учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

Qпр = 12,67 л/с; Qпрач = 1,56 л/с; Qпож = 126,25 л/с.

Результаты запишем в таблицу 3.

Равномерно распределенный расход будет равен:

Q1распос = Q1общ – (Qпр + Qпож + Qпрач) = 262,58 – (12,67 + 126,25 + 1,56) =122,1 л/с = Qраспос = 122,1 л/с. Поэтому путевые отборы не изменятся.

Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети (учитывая п. 3.1.6. и меняя только Qобщ на Q1общ):

Принимаем q1-2 = 104 л/с.

узел 1: q1-7 = Q1общq1q1-2 = 262,58 – 11,4 – 104 = 147,18 л/с.

Принимаем q7-4 = 24 л/с.

узел 7: q7-6 = q1-7q7q7-4 = 147,18 – 19,08 – 24 = 104,1 л/с.

узел 6: q6-5 = q7-6q6 = 104,1 – 13,4 = 90,7 л/с.

узел 2: q2-3 = q1-2q2 = 120 – 17,17 = 86,83 л/с.

узел 3: q3-4 = q2-3q3 = 86,83 – 16,82 = 70,01 л/с.

узел 4: q4-5 = q3-4q4 + q7-4 = 70,01 – 26,71 + 24 = 67,3 л/с.

Проверка: q5 = q4-5 + q6-5 = 67,3 + 90,7 = 158 л/с.

3.1.7. Определим диаметры труб участков сети. Для пластмассовых труб Э = 0,5.

По экономическому фактору и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению II Указаний … определяем диаметры труб участков водопроводной сети:

d1-2 = 0,45 м    d2-3 = 0,45 м.

d3-4 = 0,4 м     d4-5 = 0,4 м.

d5-6 = 0,45 м    d6-7 =  0,45 м.

d1-7 = 0,5 м     d7-4 =  0,2 м.

Соответствующие внутренние диаметры:

d1-2 = 0,28 м    d2-3 = 0,28 м.

d3-4 = 0,229 м    d4-5 = 0,229 м.

d5-6 = 0,28 м    d6-7 = 0,28 м.

d1-7 = 0,315 м    d7-4 = 0,147 м.

3.1.8. Произведем увязку водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водоснабжении.

Потери напора определяем по формуле:

h = l(0,01344(1/V)0,226/dр0,226)V2/2gdp.

Результаты увязки сведем в таблицу 4 и отобразим на рисунке 7.

Находим средние потери напора в сети:

hс = (h1-2-3-4-5 + h1-7-4-5 + h1-7-6-5)/3 = 3,37 м.

3.1.9. Произведем увязку водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водоснабжении с учетом расходов на пожаротушение.

Результаты увязки сведем в таблицу 5 и отобразим на рисунке 8.

Находим средние потери напора в сети:

hс = (h1-2-3-4-5 + h1-7-4-5 + h1-7-6-5)/3 = 18,62 м.

4. Определение режима работы НС-П.

4.1.1. Выбор режима работы насосной станции второго подъема (НС-II) определяется графиком водопотребления (диаграмма 1). Примем двух ступенчатый режим работы насосов НС-II с подачей 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,5*24 = 60% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100 – 60 = 40% суточного расхода воды и надо его включать на 40/2,5 = 16 часов. В соответствии с графиком водопотребления (диаграмма 1) предлагается второй насос включать в 6 часов и выключать в 22 часа (см. диаграмму 2).

4.1.2. Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим таблицу 6.

4.1.3. Найдя в графе 6 таблицы 6 максимальное и минимальное значения, рассчитаем регулирующую емкость бака:

К(Wрег) = 7,39 + 2,91 = 10,3% от суточного расхода воды. Или Wрег = 10,3*7115/100 = 732,96 м3.

4.2.1. Т.к. рекомендуется проанализировать несколько режимов работы НС-II, то рассмотрим еще случай с трехступенчатой подачей каждым насосом 2% суточного расхода воды. Тогда один насос за сутки подаст 2*24 = 48% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 30% суточного расхода воды и надо его включать на 30/2 = 15 часов. Третий насос должен подать 100 – 48 – 30 = 22% суточного расхода воды и надо его включать на 24/2 = 11 часов.

4.2.2. Найдя в графе 10 таблицы 6 максимальное и минимальное значения, рассчитаем регулирующую емкость бака:

К(Wрег) = 4,44 + 0,78 = 5,24% от суточного расхода воды. Или Wрег = 5,24*7115 = 372,49 м3.

4.2.3. Мы видим, что 2-ый вариант более экономичен, т.к. в 1-ом случае приходится использовать водонапорную башню емкостью более 800 м3.

5. Гидравлический расчет водоводов.

5.1. Расчет при н.у.

Расход воды по водоводам в час максимального хозяйственно-питьевого потребления буде равен:

Q11ВОД = QОБЩР/100 = 7115*5/100 = 355,75 м3/ч = 98,8 л/с.

Так как водоводы следует прокладывать не менее, чем в 2 нити, то расход по 1 водоводу равен:

QВОД = Q11ВОД/2 = 98,8/2 = 49,4 л/с =0,049 м3/с.

При значении Э = 0,5 из приложения II Указаний … определяем диаметр водовода:

dвод = 0,35 м     dр = 0,204 м.

Скорость воды в водоводе определяем по формуле:

V = 4Q/πdp2 = 4*0,0494/(3,14*0,2042) = 1,512 м/с.

Определяем потери напора:

h = lВОД(0,01344(1/V)0,226/dр0,226)V2/2gdp =

= 500*(0,01344(1/1,512)0,226/0,2040,226)*1,5122/(2*9,81*0,204) = 5,01 м.

5.2. Расчет при пожаре.

Расход воды по водоводам в час максимального хозяйственно-питьевого потребления буде равен:

Q11ВОД.ПОЖ = 262,58 л/с.

Так как водоводы следует прокладывать не менее, чем в 2 нити, то расход по 1 водоводу равен:

QВОД = Q11ВОД/2 = 262,58/2 = 131,3 л/с =0,1313 м3/с.

Скорость воды в водоводе определяем по формуле:

V = 4Q/πdp2 = 4*0,1313/(3,14*0,2042) = 4 м/с.

Определяем потери напора:

h = lВОД(0,01344(1/V)0,226/dр0,226)V2/2gdp =

= 500*(0,01344(1/4)0,226/0,2040,226)*42/(2*9,81*0,204) = 28,36 м.

6. Расчет водонапорной башни.

6.1. Определение высоты водонапорной башни.

Высоту водонапорной башни определим по формуле:

НВБ = 1,1hС + НСВ + zДТzВБ

hС = 3,37 м – потери в сети в обычное время;

НСВ = 10 + 4(n – 1) = 10 + 4(2 – 1) = 14 м – в соответствии с п.2.26 СНиП 2.04.02-84*.

zДТ = 92 м – геодезическая отметка в диктующей точке;

zВБ = 100 м – геодезическая отметка в месте установки башни.

НВБ = 1,1*3,37 + 14 + 92 – 100 = 9,7 м.

6.2. Определение емкости бака водонапорной башни.

6.2.1. В соответствии с п. 9.1. СНиП 2.04.02-84 емкость бака водонапорной башни должна быть:

WБ = WРЕГ + WНЗ

WНЗ = Wнз.пож + Wнз.х-п 

Wнз.пож – запас воды, необходимый на 10-ти минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара;

Wнз.х-п – запас воды на 10 минут, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

В соответствии с п. 9.2. СНиП 2.04.02-84, учитывая раздел 4 работы, регулирующая емкость бака водонапорной башни должна быть:

WРЕГ = КQОБЩ/100 = 5,24*7115/100 = 372,49 м3.

где К = 5,24% - см. раздел 4.

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушение одного пожара на предприятии, то:

Wнз.пож = (Qпрпож.нар + Qпрпож.вн)*10*60/1000 = (50 + 15)*10*60/1000 = 39 м3.

Wнз.х-п = QЧ.ОБЩ*10/60 = 490,8*10/60 = 81,8 м3.

Таким образом,

WНЗ = 39 + 81,8 = 120,8 м3,   WБ = 120,8 + 372,49 = 493,29 м3.

6.2.2. По приложению 3 Указаний … принимаем типовую водонапорную башню высотой 15 м с баком емкостью 500 м3.

Зная емкость бака, определяем его диаметр и высоту:

ДБ = 1,24(WБ)1/3 = 1,24(500)1/3 = 9,8 м;

НБ = ДБ/1,5 = 9,8/1,5 = 6,6 м.

Принципиальная схема с указанными расчетными размерами и уровнем НЗ приведена на рисунке 9. Для сохранения НЗ предлагается осуществлять отбор воды по двум трубопроводам. Подача воды в бак из водопроводной сети и поступление регулируемого запаса воды из бака в сеть осуществляется по подающе-разводящему трубопроводу. Для отбора НЗ предусматривается установка трубопровода с электрозадвижкой, которая открывается при включении пожарных насосов.

7. Расчет резервуаров чистой воды.

7.1. Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъемов и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения.

7.2. Регулирующую емкость РВЧ определяем на основе графоаналитического анализа работы НС-I и НС-II – см. диаграмму 4.

Регулирующий объем в % от суточного расхода воды равен площади а или равновесной ей сумме площадей б.

WРЕГ = (6 – 4,17)*11 = 20,2% или WРЕГ = (4,17 – 4)*4 + (4,17 – 2)*9 = 20,2%.

И в итоге: WРЕГ = 20,2*7115/100 = 1434,9 м3.

7.3. В соответствии с п.9.4 СНиП 2.04.02-84*:

WНЗ = WНЗ.ПОЖ + WНЗ.Х-ПWНС-1 

WНЗ.ПОЖ = 3600τТQПОЖ/1000 = 1363,5 м3.

где τТ = 3 ч – расчетная продолжительность тушения пожара (п.2.24 СНиП 2.04.02-84*).

WНЗ.Х-П = τТQЧ.ОБЩ = 3*490,8 = 1472,3 м3.

QЧ.ОБЩ – максимальная часовая подача без учета расхода на душ, поливку территории и т.п. (п.2.21 СНиП 2.04.02-82*).

НС-1 во время тушения пожара будет работать и подаст:

WНС-1 = 4,17τТQОБЩ/100 = 4,17*3*7115/100 = 889,4 м3.

WНЗ = 1363,5 + 1472,3 – 889,4 = 1946,5 м3.

7.4. Полный объем резервуаров воды:

WРВЧ = WНЗ + WРЕГ = 1946,5 + 1434,9 = 3381,3 м3.

7.5. Согласно п.9.21 СНиП 2.04.02-84* общее количество резервуаров должно быть не менее 2-х, при чем уровни НЗ должны быть на одинаковых отметках, при выключении 1-го резервуара в остальных должно храниться не менее 50% НЗ, а оборудование резервуаров должно обеспечить возможность независимого включения и опорожнения каждого резервуара. По приложению IV Указаний … принимаем 2 типовых резервуара 901-4-66.83 объемом 1800 м3 (21*18*4,72).

8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема.

8.1. Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней 3-х насосов, подача которых будет равна:

QХОЗ.НАС = 2QОБЩ/100 = 2*7115/100 = 142,3 м3/ч = 39,5 л/с.

8.2. Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:

НХОЗ.НАС = 1,1hВОД + НВБ + НБ + (zВБzНС),

где hВОД – потери напора в водоводах, НВБ – высота водонапорной башни, НБ – высота бака водонапорной башни, zВБ ,zНС – геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II.

НХОЗ.НАС = 1,1*6,92 + 15 + 6,6 + (100 – 98) = 31,2 м.

8.3. Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

НПОЖ.НАС = 1,1(hВОД.ПОЖ + hС.ПОЖ) + НСВ + (zДТzНС),

где hВОД.ПОЖ, hС.ПОЖ – соответственно, потери напора в водоводах и водопроводной сети при пожаре, НСВ = 10 м – свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке.

НПОЖ.НАС = 1,1(28,36 + 18,62) + 10 + (92 – 98) = 55,7 м.

8.4. Т.к. НПОЖ.НАС – НХОЗ.НАС = 55,7 – 31,2 = 24,5 м > 10 м, то насосную станцию строим по принципу высокого давления, т.е. устанавливаем пожарные насосы, обеспечивающие НПОЖ.НАС и, следовательно более высокие, чем хозяйственные. При включении пожарных насосов в общий напорный коллектор обратные клапаны у хозяйственных насосов переключаются, подача воды хозяйственными насосами прекратится и надо их отключить. Поэтому в НС-II высокого давления пожарный насос должен обеспечить подачу не только расхода воды на пожаротушение, а подачу полного расчетного расхода воды в условиях пожаротушения, т.е. суммарный хозяйственно-питьевой, производственный и пожарный расходы воды.

По приложению 6 к Указаниям … выбираем хозяйственно-питьевые насосы марки Д200-36, пожарные насосы марки Д630-90.


Список использованной литературы

  1.  Качалов А.А., Воротынцев Ю.П., Власов А.В. Противопожарное водоснабжение. – М.: Стройиздат, 1985.
  2.  Гидравлика и противопожарное водоснабжение. /Под ред. Ю.А. Кошмарова. –М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.
  3.  СП 8.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности».
  4.  СП 10.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности».
  5.  СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.
  6.  СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Стройиздат, 1986.
  7.  Мальцев Е.Д. Гидравлика и противопожарное водоснабжение. – М.: ВИПТШ МВД СССР.
  8.  ГОСТ 539-80. Трубы и муфты асбестоцементные напорные. – М.: Изд-во стандартов, 1982.
  9.  ГОСТ 12586-74. Трубы железобетонные напорные. – М.: Изд-во стандартов, 1982.
  10.  ГОСТ 16953-78. Трубы железобетонные напорные центрифугированнные. – М.: Изд-во стандартов,1979.
  11.  ГОСТ 9583-75. Трубы чугунные напорные, изготовленные методами центробежного и полунепрерывного литья. М.: Изд-во стандартов, 1977.
  12.  ГОСТ 21053-75 Трубы чугунные напорные со стыковым соединением под резиновые уплотнительные манжеты. М.: Изд-во стандартов, 1977.
  13.  Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие. –М.: Стройиздат, 1984.
  14.  ГОСТ 22247-76Е. Насосы центробежные консольные общего назначения для воды. Технические условия. –М.: Изд-во стандартов, 1982.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77558. Розробка інформаційної системи для дослідження реосигналів на основі ортогонального базису ДЕФ і власних чисел з метою підвищення ефективності та інформативності імпедансної плетизмографії 1.34 MB
  Мета роботи: розробити інформаційну систему для дослідження реосигналів на основі ортогонального базису ДЕФ і власних чисел з метою підвищення ефективності та інформативності імпедансної плетизмографії.
77559. Градостроительный комплекс в Екатеринбурге в Границах улиц Челюскинцев -Шевченко - Еремина - Братьев Быковых 36.86 KB
  Основной идеей данного проекта было воплотить актуальные на сегодняшний день государственные программы по расширению территорий детских садов, и благоустройству дворовых пространств.