Система в3 из поверхностного источника Определение расчетных расходов

Система В3 (поливочно-противопожарный водопровод СНП) проектируется с учетом обеспечения потребителей водой из поверхностного источника (пруда).

Расходы этой группы потребителей определены ранее и составили 917,4 м³/сут, в том числе:

- поливка приусадебных участков – 808 м³/сут;

- расходы на содержание животных в личном хозяйстве – 6 м³/сут;

- расходы на содержание автомобилей в личных хозяйствах – 20 м³/сут;

- непредвиденные расходы – 83,4 м³/сут.

Дополнительно система должна обеспечить подачу воды на нужды пожаротушения с расходом 5,0 л/с (для двухэтажной застройки и число жителей до 1000 человек).

Часовые расходы воды для данных потребителей составят:

Часовой расход на поливку:

Продолжительность поливки принята равной 10 ч в несолнечное время суток.

Q^пол _час = Q^пол _{мак сут} / t _пол, = 808/10 = 80,8 м³/ч.

где: Q^пол _{мак сут} – максимальный суточный расход на полив,м³/ сут;

t _пол – продолжительность полива в сутки.

Данные по расчетным расходам для соответствующих часов суток приведены в табл.

Расходы на содержание животных в личном хозяйстве:

Распределение расхода воды на эти нужды по часам суток принято по приложению 13 и представлено в табл.

Расходы на содержание автотранспорта в личном хозяйстве:

Время расходования воды на содержание автотранспорта в личном хозяйстве, соответствует 17–19 часам суток, часовой расход воды составит:

м³/ч.

Результаты расчетов сведены в табл.

Непредвиденные расходы:

Непредвиденные расходу (составляющие 10% от всех расходов перечисленных потребителей) приняты с равномерным потреблением воды из сети в течение суток.

Q_час^неп = 83,4 / 24 = 3,47 м³/ч

Полученные значения представлены в табл.

Суммарные расходы:

Суммарные часовые расходы определены путем суммирования водопотребления всех отдельных потребителей в каждый из часов суток и представлены в табл.

График водопотребления СНП построен в % от суточного расхода для каждого часа суток и представлен на рис.

Трассировка сети противопожарно-поливочного водопровода

Запроектирована водопроводная сеть, состоящая из одного кольца (Рис. ). Забор «сырой» воду предусмотрен из источника (пруда).

Водозаборные сооружения упрощенного типа, (разработка которого в данном примере не проводится).

План СНП с принципиальной схемой противопожарно-поливочного водопровода представлен на рис.

На плане показана трассировка основной сети поливочного водопровода и межквартальных ответвлений (распределительная сеть), предназначенная для подачи воды на полив.

Расчет сети проводится по максимально часовому расходу максимальных суток (8-9 час табл. 3), что составляет:

9,27% Q_{макс сут} = 85,03 м³/ч ≈ 23,6 л/с.

Расчетный расход на нужды пожаротушения принят [2] (см приложение 9) при условии 2х этажной застройки и при количестве жителей 997 чел (до 1000 чел.) – 1 пожар с расходом 5,0 л/с. Сеть В3 запроектирована кольцевой, с тупиковыми ответвлениями длиной не превышающей 200 м Ду не менее 50 мм. Схема сети В3 представлена на рис.

Расчет сети В3

При гидравлическом расчете сети В3, приняты следующие допущения: - расходы системы равномерно раздаются по всей площади СНП;

- эти расходы отбираются в «узловых точках», которые расположены с равным шагом не более 200 м в местах размещения пожарных кранов;

- все узловые расходы одинаковы и приняты как общий расход сети деленный на количество узлов;

N_узл = L/200 = 3715/200 = 18,6 принимаем 19 узлов с шагом 195.5 м. Тогда узловой расход составит q_узл = 23,6/19 = 1,24 л/с. Расчетная схема сети В3 СНП с указанием узловых и расчетных расходов представлена на Рис.

Примечание: невязка суммы узловых расходов и подачи воды в сеть скорректирована в узле №1. Диктующим принят узел 9 как наиболее высоко расположенный и удаленный от НС.

z_{ПЗ ДУ} = z_{ЗЕМ ДУ} + 10,0 = 154,0 + 10,0 = 164,0 м

где: z_{ПЗ ДУ} - пьезометрическая отметка в диктующем узле; z_{ЗЕМ ДУ} – отметка земли в диктующем узле;

10,0 м – минимальный свободный напор в сети при пожаре.

Сеть запроектирована из напорных труб PN 6 из RAU-ВХ 1100.

Диаметры участков сети подобраны при ∆р = 2 – 6 м/км.

Гидравлический расчет кольцевой сети представлен в таблице 8.

Таблица 8

Гидравлический расчет сети В3

№ участка	Длина, L, м	Расход, q, л/с	Диаметр, Д,мм	Скорость, V, м/с	∆р, м/км	Потери напора, Н,м
Расчетное направление от узла №9 до узла №1
1-19	195,5	13,02	150	0,73	5,0	1,1
19-18	195,5	11,78	150	0,66	4,1	0,88
18-17	195,5	10,54	150	0,6	3,3	0,71
17-16	195,5	9,3	125	0,7	5,0	1,1
16-15	195,5	8,06	125	0,6	3,8	0,82
15-14	195,5	6,82	125	0,5	2,8	0,6
14-13	195,5	5,58	125	0,42	1,85	0,4
13-12	195,5	4,34	100	0,51	4,0	0,86
12-11	195,5	3,1	80	0,55	5,9	1,3
11-10	195,5	1,86	80	0,33	2,3	0,5
10-9	195,5	0,62	50	0,21	2,63	0,6
Суммарные потери напора в сети В3 ∑Нсети = 8,87м

Потери напора по участкам определены по формуле:

Н = 1,1 * L * ∆р/1000,м

Пьезометрическую отметку (z_{ПЗ НАЧ}) в начале сети определяют по выражению z_{ПЗ НАЧ} = z_{ПЗ ДУ} - ∑Н_сети = 154,0 – 8,87 = 145,13 м,

где: ∑Н_сети – общие потери напора от начала сети (узел 1) до диктующего узла (узел 9) определяются как сумма потерь напора на всех участках сети по ветви наибольшей протяженности.

Требуемый напор насосов определен по формуле:

Н_нас = Н_геом + ∆h_НС + ∑Н_сети + ∆h_НС-Т.1 = 23,1 + 3 + 8,87 + 0 = 35 м,

где: Н_геом – геометрическая высота подъема воды – разность пьезометрических отметок в диктующем узле (154,0 м) и минимального уровня воды в пруде (принята на 4 м ниже отметки земли (144,9 – 4 = 140,9 м) в месте расположения водозабора).

Н_геом = 164,0 – 140,9 = 23,1 м;

∆h_НС – потери напора в насосной станции, приняты 3.0 м;

∑Н_сети – суммарные потери напора в расчетной ветви сети В3 (табл. 8) – 8,87 м.

По величине требуемого напора Н_треб = 35 м при расходе 23,6 л/с принят насосный агрегат марки WILO Sub TWU 8-8003, напор 40,0 м (количество ступеней 3)

Проверка работы сети В3 при пожаре проведена с учетом максимального часового расхода системы (8-9 часы) и дополнительного расхода на пожар – при количестве жителей до 1000 человек – 5,0 л/с.

Q_{(пол. + пож.)} = 23,6 + 5 = 28,6 л/с

Таблица 9

Проверка работы водопроводной сети В3 при пожаре.

№ участка	Длина, L, м	Расход, q, л/с	Диаметр, Д,мм	Скорость, V, м/с	∆р, м/км	Потери напора, Н,м
Расчетное направление от узла №9 до узла №1
1-19	195,5	15,52	150	0,87	6,8	1,5
19-18	195,5	14,28	150	0,8	5,81	1,25
18-17	195,5	13,04	150	0,73	5,0	1,1
17-16	195,5	11,8	150	0,66	4,1	0,88
16-15	195,5	10,56	150	0,6	3,3	0,71
15-14	195,5	9,32	150	0,7	5,0	1,1
14-13	195,5	8,08	125	0,6	3,8	0,82
13-12	195,5	6,84	125	0,5	2,8	0,6
12-11	195,5	5,6	125	0,42	1,85	0,4
11-10	195,5	4,36	100	0,51	4,0	0,86
10-9	195,5	3,12	80	0,55	5,9	1.3
Суммарные потери напора в сети В3 ∑Нсети = 10,52 м

Требуемый напор насосов определен по формуле:

Н_{пож нас} = Н_геом + ∆h_НС + ∑Н_сети + ∆h_НС-Т.1 = 23,1 + 3 + 10,52 + 0 = 36,6 м

В режиме пожаротушения при расходе 28,6 л/с, напоре 37 м работают два насоса принятой марки WILO-Sub TWU 8-8003 при расходе каждого 14,3 л/с обеспечивают напор 44 м.

Водозаборные сооружения

Водозаборные сооружения для системы В3 упрощенного типа. Насос размещается горизонтально с кожухом для охлаждения, к которому крепится раструб с фильтрующей кассетой, заполненной щебнем. Площадь водоприемного фронта кассет определена по формуле:

А = 1,25 * q_р * K_ст/V_вт = 1,25 * 0,0143 * 2,5/0,1 = 0,45 м²,

где: q_р – расчетный расход одной секции, равный половине суммарного расхода на полив и пожар, 14,3 л/с = 0,0143 м³/с;

K_ст – коэффициент стеснения, для пористых кассет принимается:

K_ст = 1/Р_ф = 1/0,4 = 2,5,

где Р_ф – пористость, принимаемая для гравийно-щебеночных фильтров 0,4.

V_вт – скорость втекания в водоемах 0,1 м/с.

Приняты гравийно-щебеночные кассеты площадью 0,72 м² размерами 1,7×0,9 м.

Условия размещения водоприемных окон водозабора:

• от низа окна до дна – 1,0 м;

• от верха водоприемного окна до низа ледового покрова = 0,2 м.

Литература

1. СНиП 2.04.01-85 Строительные нормы и правила. Внутренний водопровод и канализация зданий. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 56 с.

2. СНиП 2.04.02-84 Строительные нормы и правила. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М., Стройиздат, 1985. – 136 с.

3. СНиП 2.04.03-85 Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 72 с.

4. Техническое руководство по проектированию систем из пластиковых трубопроводов REHAU RAU PE-80.5

5. Карамберов А. П. Водоснабжение сельских населенных пунктов. М., Стройиздат, 1986

6. Шевелёв Ф.А. Таблицы для гидравлического расчёта стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. М., Стройиздат, 1984.

7. Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения в животноводстве и сельских населенных пунктах с централизованными системами водоснабжения. Минск, 1980.