2. Определение производительности насосов п. Подъёма и емкости бака водонапорной башни.

По данным графы 27 табл.2 строится ступенчатый график расхода воды по часам суток. По нему ориентировочно определяется производительность и режим работы насосов, подающих воду в сеть (рис.1.). Производительность насосов подбирается из такого расчета: один или два насоса работают круглые сутки, а один или два других будут работать неполные сутки, включаясь в работу в определенные часы и время. При двух рабочих насосах при параллельной их работе производительность каждого равна половине расчетного расхода, а высота подъёма насоса принимается для случая подачи всего расчетного расхода. Аналогично при трех рабочих насосах при параллельной работе производительность каждого равна трети от расчетного расхода.

При выключении из работы одного; или нескольких насосов следует учитывать коэффициент параллельности: при выключении из работы одного насоса производительность оставшихся увеличивается на 11%, при выключении двух - на 18%, трех - на 25%.

По ступенчатому графику назначаем следующий режим работы:

4 насоса работают 1 час,3 насоса работают 14 часов, 2 насоса - 7 часа, 1 насос – 2 часа. Это может быть выражено уравнением:

где х - подача одного насоса, м³/час;

3 насоса подадут: ;

2 насоса подадут: ;

1 насос подает:

Для подбора марки насосов определяем потребный напор, который ориентировочно определяется по формуле:

(24)

где - отметка поверхности земли у водонапорной башни (принимается по генплану города), м; =74,9 м;

- отметка среднего уровня воды в резервуарах чистой во­ды; принимаемого ниже поверхности земли у насосной станции II подъема на 23 м, = 68-2,5 = 65,5 м,

- расчетная глубина воды в резервуаре напорной башни, ориентировочно принимается равной 5б м;

- потери напора на внутренних коммуникациях насосной станции, принимаемые предварительно равными 22;5 м вод, ст.;

- потери напора в водопроводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни, м.

- расчетная высота ствола водонапорной башни до дна резервуара, м

(25)

где Z – отметка поверхности земли в диктующей точке, питающейся в час максимального водозабора от водонапорной башни.

Z = 73,8

Диктующая точка – это точка, имеющая наибольшую геодезическую отметку и наиболее удалённая от башни. В нашем случае можно принять в качестве диктующей точки – точку 12.

- свободный напор в диктующей точке, определяемый в зависимости от этажности застройки по п. 3. 27 [1]. = 10 + 4(n-1) = 10+4(4-1) = 22 м.

- потери напора на участке от башни до диктующей точки, м.

и - определяются из расчета потери напора по длине в 2 – 3 м водяного столба на один погонный километр сети, т. е. Гидравлический уклон равен 0,002 – 0,003.

, м (26)

где i – гидравлический уклон;

- длина контура НС. - ВБ, равная 3530 м .

, м

, м (27)

где - длина водоводов от диктующей точки до башни, равная 200 м.

, м

, м

Потребный напор насосов:

, м

По свободному графику характеристик центробежных насосов подбираем 3 насоса К-100-65-200 по производительности 101,456 м³/час и напору 46,81м. [3]

Сопоставлением данных граф 27 и 28 таблицы 2 определяются приток в бак водонапорной башни и расход из него. (графы 29 и 30).

При определении регулирующей емкости башни назначается час суток после длительного и большего расхода из бака (в данном случае с 21 до 22часов), считая, что к этому часу бак опорожняется и за следующий час в графу 29 ставим 0. Затем суммируем приток поступающей воды в бак за каждый час или вычитаем расход из бака. Наибольшее значение 29 графы и есть регулирующая емкость бака. В нашем случае она равна 170,137

Если при выборе часа, в который наличие воды в баке равно 0, допущена ошибка, то в графе 29 появятся отрицательные числа. Тогда наибольшее по абсолютной величине из отрицательных чисел принимается за нуль и производится пересчет графы. Можно и не производить пересчета, так как регулирующая емкость в этом случае будет равна сумме абсолютных значений наибольших положительной и отрицательной величин графы 31.

Наибольшее значение графы 27 соответствует максимальному тран­зиту. В нашем случае максимальный транзит составляет 71,7776 и при­ходится на час 20 - 21

При подборе насосов II подъема следует стремиться к тому, чтобы подача воды от башни в час максимального водопотребления составляла не более 8-15% от максимального водопотребления и величина транзитной подачи воды в бак не превышала 25 – 30% от расхода в рассматриваемый час. Суммарная емкость бака определяется по формуле:

, м³ (28)

где - регулирующая емкость башни, м³;

- запас воды на тушение одного внутреннего и одного на­ружного пожара в течение 10 минут, м³.

, м³

где - расход воды на тушение одного внутреннего и одного на­ружного пожара. Тогда суммарная емкость бака равна:

, м³

Суммарная емкость бака водонапорной башни должна находиться в пределах 2 - 6% от суточного расхода. Полученная емкость бака составляет , что соответствует вышеприведенному требованию. По суммарной емкости следует подобрать типовую башню. При отсутствии типовых проектов окончательные размеры бака башни можно определить исходя из соотношения высоты бака и диаметра

(29)

(30)

При определении производительности насосной станции П подъема следует иметь в виду, что во время тушения пожара емкость водона­порной башни может оказаться быстро использованной. Поэтому следу­ет считать, что расход в этом случае целиком подается от насосной станции. Основные насосы, обеспечивающие подачу максимального хо­зяйственно-питьевого расхода, в ряде случаев способны подать и требуемое количество воды при пожаре за счет снижения свободного на­пора в диктующей точке до 10 м. Если основные насосы не способны подать пожарный расход, на насосной станции П подъема необходимо устанавливать либо дополнительные насосы той же марки, либо спе­циальные противопожарные насосы.

Потребную регулирующую емкость бака водонапорной башни можно определить и графический путем при помощи интегрального графика. По оси абсцисс откладываются часы суток, а по оси ординат - суммарный городской расход от начала суток. По точкам строится интегральная линия расхода в сети и линия ступенчатой подачи воды насосами. По этому графику регулирующая емкость бака определяется как сумма абсолютных величин наибольших вертикальных отрезков: положи­тельного и отрицательного между интегральной линией водопотребления линией подачи насосов.