4. Гидравлический расчет водоводов

Цель гидравлического расчета водоводов - определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы, как и водопроводная сеть, рассчитываются на два режима работы: на пропуск хозяйственно-питьевых, производственных расходов воды в соответствии с режимом работы НС-II и на пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных расходов и расходов на пожаротушение с учетом требований п. 2.21 [4].

Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диаметров труб водопроводной сети, изложенная в разд. 2. В рассматриваемом примере задано, что водоводы проложены из асбестоцементных труб и длина водоводов от НС-II до водонапорной башни l_вод = 1000 м. Учитывая, что в примере принят неравномерный режим работы НС-И с максимальной подачей насосов Р = 2,5 + 2,5 = 5 % в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен

Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход воды по одному водоводу равен

При значении Э = 0,75 из прил. 2 определяем диаметр водоводов d_вод = 0,3 м; d_р = 0,279 м. Скорость воды в водоводе определяется из выражения , где - площадь живого сечения водовода.

При расходе Q_воа = 88,6 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,279 м будет равна

.

Потери напора определяются по формуле [4]

Для асбестоцементных труб (прил. 10 [4])

m = 0,19; =0,561×10^-3; С = 3,51; А₀ = 1.

Потери напора в водоводах составят:

Общий расход воды в условиях пожаротушения в рассматриваемом примере равен = 323,9 л/с.

Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения

.

При этом скорость движения воды в трубопроводе и потери напора в водоводах при пожаре

Потери напора в водоводах (h_вод, h_{вод.пож}) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

5. Расчет водонапорной башни

Водонапорная башня предназначена для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды и создания требуемого напора в водопроводной сети.

5.1. Определение высоты водонапорной башни

Высота водонапорной башни определяется по формуле

Н_вб = 1,1 h_с + H_св + z_дт - z_вб,

где 1,1 - коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (п. 4, прил. 10 [4]); h_с- потери напора в водопроводной сети при работе ее в обычное время; z_дт, z_вб - геодезические отметки соответственно в диктующей точке и в месте установки башни. Минимальный напор Н_св в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание, согласно п. 2.26 [4], должен быть равен

Н_св = 10 + 4(n - 1),

где п - число этажей.

В рассматриваемом примере h_с = 6,6 м (см. разд.2.1).

Н_св = 10 + 4(5 - 1 ) = 26 м и z_дт - z_вб = 92 - 100 = -8 м,

Н_вв = 1,1 - 6,6 + 26 - 8 = 25,3 м.

5.2. Определение емкости бака водонапорной башни

Емкость бака водонапорной башни должна быть равна (п. 9.1 [4]).

где , - регулирующая емкость бака; - объем неприкосновенного запаса воды, величина которого определяется в соответствии с п. 9.5 [4] из выражения

где - запас воды, необходимый на 10-минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара; - запас воды на 10 мин, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

Регулирующий объем воды в таких емкостях, как резервуары, баки водонапорных башен, должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии - по формуле, приведенной в п. 9.2 [4]. В нашем примере определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К = 2,93 % от суточного расхода воды в поселке (см. разд. 3):

,

где = 12762 (см. табл. 1.3).

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

Согласно табл. 1.3,

Таким образом,

W_из = 30 + 125 - 155 м³ и W_б = 374+ 155 = 529 м³.

По прил. 3 принимаем типовую водонапорную башню высотой 27,5 м с баком емкостью W_б = 800 м³.

Зная емкость бака, определяем его диаметр и высоту:

;

В рассматриваемом примере эти величины составляют:

;

Принципиальная схема водонапорной башни и ее оборудования показана на рис. 13.24 учебника [2]. При выполнении курсового проекта (или курсовой работы) необходимо привести эту схему, проставить полученные в результате расчетов размеры ствола и бака водонапорной башни, указать уровень НЗ, пояснить назначение оборудования и предложить способ сохранения НЗ.