БИЛЕТ 1

1) Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, то есть обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах).

Классификация систем водоснабжения

Системы водоснабжения могут классифицироваться по ряду основных признаков. По назначению:

системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков), системы производственного водоснабжения, системы сельскохозяйственного водоснабжения, системы противопожарного водоснабжения, комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.).

По способу подачи воды: самотечные (гравитационные), с механизированной подачей воды (с помощью насосов), зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами).

По характеру используемых природных источников : получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.), получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.), смешанного типа.

По способу использования воды: системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды), системы оборотного водоснабжения, системы с повторным использованием воды.

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям.

1.         Расход воды на хозяйственно-питьевые (бытовые) нужды населе

ния. Сюда входят все расходы воды, связанные с бытом людей: питье,

приготовление пищи, умывание, стирка,  поддержание чистоты жилищ

и т. п. К этой же категории могут быть отнесены все расходы воды, не

обходимые для обеспечения благоустройства города или поселка: полив

ка улиц, зеленых насаждений и т. п.

2.         Расход воды для производственных (технических) целей на пред

приятиях промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйст

ва и т. п.  (парообразование, охлаждение, конденсация пара, изготовле

ние различных фабрикатов, промывка продукции и пр.).

3.         Расход воды для пожаротушения.

Кроме того, вода расходуется на собственные нужды водопровода (промывка фильтров, водоприемных устройств, сети и др.).

2) Классификация систем теплоснабжения

Принципиальные схемы систем теплоснабжения по способу подключения к ним систем отопления

По месту выработки теплоты системы теплоснабжения делятся на:

централизованные (источник производства тепловой энергии работает на теплоснабжение группы зданий и связан транспортными устройствами с приборами потребления тепла);

местные (потребитель и источник теплоснабжения находятся в одном помещении или в непосредственной близости).

По роду теплоносителя в системе:

водяные;

паровые.

По способу подключения системы отопления к системе теплоснабжения:

зависимые (теплоноситель, нагреваемый в теплогенераторе и транспортируемый по тепловым сетям, поступает непосредственно в теплопотребляющие приборы);

независимые (теплоноситель, циркулирующий по тепловым сетям, в теплообменнике нагреваеттеплоноситель, циркулирующий в системе отопления).

По способу присоединения системы горячего водоснабжения к системе теплоснабжения:

закрытая (вода на горячее водоснабжение забирается из водопровода и нагревается в теплообменнике сетевой водой);

открытая (вода на горячее водоснабжение забирается непосредственно из тепловой сети).

Централизованное теплоснабжение — это снабжение теплотой многих потребителей от крупной котельной или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). В системах централизованного теплоснабжения источник теплоты и теплоприемники потребителей размещены раздельно, часто на значительном расстоянии, поэтому теплота от источника до потребителей передается по тепловым сетям.

В зависимости от степени централизации системы централизованного теплоснабжения можно разделить на следующие четыре группы:

групповое — теплоснабжение от одного источника группы зданий;

районное — теплоснабжение от одного источника нескольких групп зданий (района);

городское — теплоснабжение от одного источника нескольких районов;

межгородское — теплоснабжение от одного источника нескольких городов.

Процесс централизованного теплоснабжения состоит из трех последовательных операций:подготовки теплоносителя;транспортировки теплоносителя;использования теплоносителя.

Подготовка теплоносителя проводится в специальных так называемых теплоподготовительных установках на ТЭЦ, а также в городских, районных, групповых (квартальных) или промышленных котельных. Транспортируется теплоноситель по тепловым сетям. Используется теплоноситель в теплоприемниках потребителей. Комплекс установок, предназначенных для подготовки, транспортировки и использования теплоносителя, составляет систему централизованного теплоснабжения. Для транспорта теплоты применяются, как правило, два теплоносителя: вода и водяной пар. Для удовлетворения сезонной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения в качестве теплоносителя используется обычно вода, для промышленной технологической нагрузки — пар.

Для передачи теплоты на расстояния, измеряемые многими десятками и даже сотнями километров (100—150 км и более), могут использоваться системы транспорта теплоты в химически связанном состоянии.

3) В системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления  , возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха, Па:

,

Где  высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжной решетки до устья шахты, м;

плотность наружного (при  ) и внутреннего (при  ) воздуха,  .

.

БИЛЕТ 2

1) Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления

Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения, м3/сут, определяется в зависимости от расчетного числа жителей и норм водопотребления.

Норму водопотребления определяют по табл. 1.3 в зависимости от санитарно-технического оборудования зданий, а также от географического месторасположения объекта водоснабжения.

В приведенные нормы включены расходы воды на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды жителей независимо от того, где происходит расходование воды — в жилых домах или общественных зданиях. Большие значения расходов (в пределах указанных норм) следует принимать для южных районов, а меньшие — для северных.

Существуют также нормы расхода воды для общественных зданий. Например, для общежитий с душевыми норма максимального водопотребления на одного жителя составляет 75-100 л/сутки, а для учебных заведений – 15-20 л/сутки на 1 студента или преподавателя.

Заканчивают расчет расходов воды на хозяйственнопитьевые нужды населения определением расчетных часовых расходов воды в часы максимального и минимального водопотребления.

Режим водопотребления

В населенных пунктах и на производственных предприятиях расход воды не бывает равномерный. Отношения максимального суточного расхода Q_maxсут в дни наибольшего водопотребления к среднему суточному расходу Q_ср.сут называют коэффициентом суточной неравномерности.

Колебания водопотребления (разбора воды из водопровода) происходит в очень короткие промежутки времени, измеряемые минутами и даже секундами, однако, при расчетах условно принимают, что в течение 1 часа водопотребление постоянно. Т.е. считают, что суточное водопотребление колеблется только по часам. Отношение Q_maxчасрасхода к среднему часовому расходу Q_ср.час называется коэффициентом часовой неравномерности.

Для промышленных предприятий коэффициент часовой неравномерности хозяйственно-питьевого водопотребления принимается равным 3. Этот коэффициент для ТЭЦ-ПВС принимается равным 1; для аглофабрик – 1,1÷1,2; для прокатных станов - 1,15÷1,5 и т.д.

Водопроводные сооружения рассчитываются так, чтобы их пропускная способность и требуемый напор были достаточными в местах разбора.

Максимальный расход воды определяется умножением нормы расхода воды на коэффициент часовой неравномерности.

2) Формула расчета теплопотерь

Для расчета теплопотерь применяем следующие формулы:

R = B / K – это формула расчета величины теплосопротивления ограждающих конструкций дома.

R – тепловое сопротивление, (м2*К)/Вт;

К – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м2*К);

В – толщина материала, м.

Q = S • dT / R – это формула расчета теплопотерь.

Q – теплопотери, Вт;

S – площадь ограждающих конструкций дома, м2;

dT – разница температуры между внутренним помещением и улицой, °C;

R – значение теплового сопротивления конструкции, м2•°C/Вт

3) Метеорологические условия или микроклимат в производственных условиях определяются следующими параметрами: 1) температурой воздуха t, °С; 2) относительной влажностью φ, %; 3) скоростью движения воздуха на рабочем месте v, м/с; 4) барометрическим давлением P, мм рт. ст.

Необходимость учета этих параметров может быть объяснена на основании рассмотрения теплового баланса в организме человека.

Величина тепловыделения Q организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 75 ккал/ч (в состоянии покоя) до 400 ккал/ч (при тяжелой работе).

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для того чтобы физиологические процессы в его организме протекали нормально, выделяемое организмом тепло должно отводиться в окружающую человека среду. Соответствие между количеством этого тепла и охлаждающей способностью среды характеризует ее как комфортную. В условиях комфорта у человека не возникает беспокоящих его тепловых ощущений — холода или перегрева.

Отдача тепла организмом человека в окружающую среду происходит посредством теплопроводности через одежду QT конвекции в результате омывания воздухом тела человека Qк, излучения на окружающие поверхности Qи, испарения влаги с поверхности кожи Qисп Часть тепла расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха QB.

Количество тепла, отдаваемое организмом человека каждым из этих путей, зависит от величины того или иного параметра микроклимата. Так, теплоотдача конвекцией зависит от температуры окружающего воздуха и скорости его движения на рабочем месте. Излучение тепла происходит в направлении окружающих человека поверхностей, имеющих более низкую температуру поверхности, чем температура поверхности одежды (27—31° С) и открытых частей тела человека (около 33,5° С). При высоких температурах окружающих поверхностей (30—35° С) теплоотдача излучением полностью прекращается, а при более высоких температурах теплообмен идет в обратном направлении — от поверхностей к человеку.

Отдача тепла испарением пота зависит от относительной влажности и скорости движения воздуха. В состоянии покоя при температуре окружающего воздуха 18° С доля QK составляет около 30% всего отводимого тепла, Qи — 45%, Qисп — 20% и QB — 5%.

При изменении температуры воздуха, скорости его движения и влажности, при наличии вблизи человека нагретых поверхностей, в условиях физической работы и т. д. эти соотношения существенно меняются.

Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия), соответствующее данному виду работы, обеспечивается при соблюдении теплового баланса:

Q =Qт +Qк +Qи +QИсп + Qв,

благодаря чему температура внутренних органов человека остается постоянной (около 36,6° С). Эта способность человеческого организма поддерживать постоянной температуру при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией.

При высокой температуре воздуха в помещении кровеносные сосуды поверхности тела расширяются, при этом происходит повышенный приток крови к поверхности тела и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается. Однако при температурах окружающего воздуха и ограждений порядка 30—33° С отдача тепла конвекцией и излучением в основном прекращается. При более высокой температуре воздуха большая часть тепла отдается путем испарения пота с поверхности кожи. При этом организм теряет определенное количество влаги, а вместе с ней и солей, играющих важную роль в жизнедеятельности организма. По этой причине в горячих цехах рабочим дают подсоленную воду.

При понижении температуры окружающего воздуха реакция человеческого организма иная: кровеносные сосуды кожи сужаются, приток крови к поверхности тела замедляется и отдача тепла конвекцией и излучением уменьшается.

Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.

Билет № 3

1. За расчетный расход принимают расход в часы максимального водозабора суток с наибольшим водопотреблением.

Расчетный суточный (средний за год) расход воды, м³/сут, на хозяйственно-питевые нужды определяют по формуле:

Q _сут =q_ж N/1000

2 .Загрязнения сточных вод могут быть минеральными и органическими. К минеральным загрязнениям относятся песок, глина, шлак, растворы минеральных солей, кислот и щелочей. Органические загрязнения бывают растительного происхождения и животного происхождения. В бытовых сточных водах содержится около 60% органических и 40% минеральных загрязнений.

Сточные воды могут содержать нерастворенные, коллоидные и растворенные загрязнения.

Количество нерастворенных загрязнений, вносимых одним человеком в бытовые сточные воды, составляет около 65 г/сут. Концентрация нерастворенных загрязнений бытовых сточных вод, мг/л, определяется по формуле:

Р_быт = 1000b/q b — количество загрязнений, вносимых одним человеком в бытовые сточные воды, г/сут; q — норма водоотведения на одного человека, л/сут.

Городские сточные воды представляют собой смесь бытовых и производственных сточных вод.

В процессе обработки сточных вод на очистных сооружениях значительная часть нерастворенных загрязнений выпадает в отстойных сооружениях, образуя осадок. Этот осадок имеет высокую влажность. В зависимости от типа сооружений, в которых этот осадок образуется, и состава осадка влажность его колеблется в пределах 90—99,5%.

Осадок состоит из органических и минеральных веществ. Для оценки соотношения органических и минеральных веществ используют понятие зольность,которая характеризует количество минеральных веществ в осадке. Ее выражают в процентах. Зольность осадка городских сточных вод составляет 25—35%. Органические вещества называют иначе беззольными веществами. Их в осадке городских сточных вод содержится 65—75%

3. Воздухообмен - это один из количественных параметров, характеризующих работу системы вентиляции воздуха в закрытых помещениях. Интенсивность воздухообмена измеряется его кратностью — отношением объема подаваемого или удаляемого воздуха за 1 ч к кубатуре помещения. Нормы расчета кратности воздухообмена в системах вентиляции напрямую зависят от предназначения каждого конкретного помещения. Воздухообмен обозначается знаком (+) по притоку и знаком (-) по вытяжке.Исходными данными при расчете количества приточного воздуха для производственных помещений являются количество выделяемых за 1 ч вредностей, допустимое количество вредностей в 1 м3 воздуха рабочей зоны и количество тех же веществ в 1 м3 приточного воздуха.Формула расчета необходимого воздухообмена:

L=Q_вал/q_пом – q_{пр.возд} где L — объем поступающего воздуха, м3/ч;

Qвал — валовое выделение в помещение фактора, по которому ведется расчет (вредные или санитарно-показательные вещества, тепло, влага), л/ч, г/ч;

qпом. — предельно допустимая концентрация (уровень) фактора, по которому ведется расчет;

qпр. возд. — концентрация (уровень) фактора, по которому ведется расчет, в приточном воздухе.Кратность воздухообмена рассчитывается по формуле: n — кратность воздухообмена; L — воздухообмен, м3/ч; V — объем помещения, м3.

БИЛЕТ №4

1. Систему водоснабжения городов выбирают на основании данных о водопотребителях, требуемого объема водопотребления и сведениях об имеющихся источниках водоснабжения. Система водоснабжения – комплекс инженерных сооружений, включающий водозаборы, с помощью которых осуществляют захват воды из природных источников; насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения и потребления; очистные сооружения для улучшения качества воды; водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования воды к местам потребления и ее распределения; башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей.

Водонапорная башня может быть расположена в начале сети, в конце ее или в какой-либо промежуточной точке сети. Порядок расположения прочих сооружений также может быть различен. При использовании поверхностных источников принимают водоприемники различных типов и конструкций, представляющие собой иногда сложные гидротехнические сооружения. При использовании подземных вод водоприемные сооружения выполняют в виде колодцев (шахтных и буровых), водосборных галерей или различных каптажных сооружений.

П роектирование схем водоснабжения осуществляется на основе генеральных планов городов (первая очередь на срок 8-10 лет и перспектива на срок 20-25 лет) и промышленных предприятий. Схема водоснабжения зависит от многих факторов, из которых главными являются следующие: расположение, мощность и качество воды источника водоснабжения, рельеф местности и кратность использования воды на промышленных предприятиях.

С хема водоснабжения города состоит из следующих основных элементов: 1) водоприемных сооружений; 2) водоподъемных сооружений, т.е. насосных станций, подающих воду к очистным сооружениям (насосная станция I подъема) или потребителям (насосная станция II подъема); 3) очистных сооружений; 4) башен и резервуаров, накапливающих запасы воды или регулирующих напоры и расходы; 5) водоводов и сети трубопроводов, предназначенных для транспортирования воды от сооружения к сооружению или к потребителям.

2. Тепловлажностный и воздушный режимы зданий, методы и средства их обеспечения.

Воздушно-тепловой режим в помещениях является одним из основных факторов, определяющих уровень комфорта жилого дома. Неудовлетворительный микроклимат может сделать его непригодным для проживания.

Воздушным режимом здания называют совокупность факторов и явлений, определяющих общий процесс обмена воздуха между всеми его помещениями и наружным воздухом, включающий перемещение воздуха внутри помещений, движение воздуха через ограждения, проемы, каналы и воздуховоды и обтекание здания потоком воздуха. Традиционно при рассмотрении отдельных вопросов воздушного режима здания их объединяют в три задачи: внутреннюю, краевую и внешнюю.

Воздушный режим связан с тепловым режимом здания. Инфильтрация наружного воздуха приводит к дополнительным затратам тепла на его подогрев. Эксфильтрация влажного внутреннего воздуха увлажняет и снижает теплозащитные свойства ограждений.

Тепловлажностный режим очень важен для ощущения комфортности пребывания в помещении. Это связано с метаболизмом — биологическими процессами в теле человека, протекающими с образованием и выделением тепла.

Тепловой баланс с окружающей средой обеспечивается, когда выделенное телом тепло полностью рассеивается. Это происходит при температуре поверхности тела от 31 до 34 °С, а в помещениях ниже, порядка 18—19 "С. Однако ощущение комфортности зависит не только от температуры воздуха, показываемой «сухим» термометром, но и увлажненным т. е. относительной влажности фв, а также скорости движения воздуха и лучистого теплообмена.

3. Расчет нагревательных приборов сводится к определению поверхности нагрева нагревательного прибора по формуле:

* β4

где Qпр - требуемая теплоотдача прибора, Вт;

kпр - коэффициент теплопередачи прибора определяем по [3], Вт/(м2·оС);

tпр=(tв+tо)/2 - средняя температура теплоносителя в приборе, оС;

tв - температура теплоносителя на входе в нагревательный прибор, оС;

tо- температура теплоносителя на выходе из нагревательного прибора, оС;

β1- коэффициент, учитывающий остывание воды в трубах

β2 - коэффициент, учитывающий способ установки нагревательного прибора.

β3- коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе

β4 - коэффициент, учитывающий способ подводки теплоносителя к нагревательному прибору и относительный расход воды через прибор

Билет №5

1. Механическая чистка. Основа данного метода – сетка, или пористая ткань, материал, который в состоянии удерживать остатки ржавчины, минеральные остатки. Здесь степень очищения воды будет зависть напрямую от пористости фильтрующей ткани или сетки. Сеток может быть несколько с разной степенью фильтрации. Здесь же могут использовать и гальку или керамзит разной степени дробления.

Ионный обмен. С его помощью можно получить мягкую воду какой-угодно степени умягчения, что немаловажно. При этом ионообменные фильтры помогут еще и обогатить воду нужными элементами, если это требуется. Это может быть фтор или йодосодержащие элементы.

Сорбция. Здесь используют специальные материалы, которые помогают отфильтровать даже самые мелкие включения, не видимые человеческому глазу. И тут же устраняют мутность в воде и всяческие неприятные запахи. В этом случае чаще всего используют обычный активированный уголь. Он убирает неприятные запахи очень эффективно. А чтобы качественно справляться еще и с микроорганизмами некоторые сорбенты покрывают ионами серебра.

Электрохимическая фильтрация занимается в основном дезинфекцией воды. Основная движущая сила здесь электролиз. Во время образования электрического поля в воде погибают и вирусы с бактериями, да и кое-какая органика уходит.

2.Основные методы очистки сточных вод: механическая, биологическая, физико-химическая и близкая к естественным условиям.

Механические методы очистки применяются для удаления из сточных вод нерастворенных примесей и крупных плавающих загрязнений. В большинстве случаев этот способ является предварительным мероприятием, в процессе которого удаляются наиболее крупные и взвешенные вещества. Для механического типа очищения стоков используют процеживание, фильтрование и отстаивание. Метод процеживания применяется для удаления из стоков крупных и частично взвешенных загрязнений. Для этой процедуры существуют специальные решетки и сита, встраиваемые в канал или резервуар с перерабатываемыми стоками.

Фильтрование используется для улавливания наиболее мелких частиц в сточной воде. Фильтрами могут быть тканевые материалы (сетки), пористые и мелкозернистые материалы. Частицы, не прошедшие фильтрацию, смываются в бункер при помощи специально оборудованных насадок. Для удаления из стоков минеральных и органических загрязнений существует метод отстаивания. Для этого создают песколовки и отстойники различных модификаций – динамические, трубчатые, статические и т. д.

Биологический метод заключается в разрушении опасных соединений в сливных стоках при помощи микроорганизмов, которые перерабатывают загрязнения в безвредные вещества. При этом образуется активный ил, в котором есть все условия для поддержания жизнедеятельности бактерий. Стоит отметить, что при данном методе достигается наиболее эффективный и высокий уровень очистки. В биологическом методе применяют аэробный и анаэробный процессы, принцип которых основан на соединении различных микроорганизмов.

Сооружения для биологической очистки в естественных условиях, в свою очередь, разделяются на сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод (поля орошения и поля фильтрации), и на сооружения, представляющие собой естественные бассейны (пруды).В сооружениях первого типа питание кислородом идет, главным образом, за счет непосредственного поглощения его микроорганизмами из воздуха. В сооружениях второго типа питание кислородом идет, главным образом, за счет реаэрации, т.е. его проникания через поверхность воды. Для биологической очистки сточных вод в искусственных условиях применяют биологические фильтры и аэротенки.

Самые распространенные методы физико-химической очистки – это коагуляция, ионный обмен, флотация, экстракция, выпаривание, обратный осмос и др. Для процесса очистки методами коагуляции подготавливают специальные растворы, содержащие коагулянты и флокулянты. Суть ионообменного метода заключается в отборе из раствора электролита ионов в обмен на аналогичное количество ионов ионита. В качестве «забирающей» стороны выступают ионообменные материалы. Процесс обратимый и в основном применяется для смягчения воды. Метод флотации применяют для очищения стоков, в составе которых присутствуют примеси нефтепродуктов. Суть метода основана на способности прилипания частиц к воздушным пузырькам, которые подаются непосредственно в сточную воду. В результате происходит образование поверхностного слоя пены. В дальнейшем слой пены удаляют методом поднятия уровня воды: пена отводится через специальные лотки, либо механическим путем – скребки (пеногоны) отводят пену к тем же лоткам.

3.Определяем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) °С·сут, по формуле:

ГСОП=(t_в- t_от.пер.)·z_от.пер , (2)

где t_в - расчетная температура внутреннего воздуха

t_от.пер - средняя температура отопительного периода

z_от.пер - продолжительность отопительного периода.

Используя данные, находим приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R^тр.₀:

Где tн- наиболее холодная температура пятидневки обеспеченностью 0,92 (графы №5 СНиП 23-01-99 Строительная климатология и геофизика);

Δtн - нормативный перепад между температурой внутр. воздуха и температурой поверхности ограждающей конструкции.

Δв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции

Сопротивление теплопередаче покрытия R вычисляем по формуле:

_{где R - сопротивление теплопередаче наружной стены;}

α_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;

α_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции;

δ – толщина слоя, м;

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С).

Находим из уравнения толщину утеплителя δ .

_{Рассчитываем инерционность по формуле:}

Где S - - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя ограждения

Билет№ 6

1.Организация реагентного хозяйства системы водоснабжения.

Реагентное хозяйство представляет собой комплекс сооружений, обеспечивающий хранение запасов реагентов, приготовление-растворов, внутреннее транспортирование и дозирование их.

В условиях роста производительности водопроводов, разнообразия методов очистки вода, применения разных видов коагулянтов и флокулянтовреагентное хозяйство усложнилось.

Реагентное хозяйство включает в себя значительное число емкостных сооружений, складские помещения, разного рода мешалки, известегасилки, насосное и воздуходувное оборудование с трубопроводами и арматурой, дозирующие устройства, вспомогательные помещения. Особенностью хозяйства является большая насыщенность оборудованием, работа с агрессивными средами, требующими применения кислотоупорных материалов и специальной запорной арматуры.

При приемке в эксплуатацию реагентного хозяйства особое внимание обращают на выполнение следующих работ.

Баки для растворения реагентов и хранения готового раствора должны быть испытаны на водонепроницаемость. Допустимая утечка воды из бетонных и железобетонных емкостей должна составлять не более 2 л на квадратный метр смоченной поверхности в сутки. Гидравлические испытания проводят аналогично испытаниям резервуаров чистой воды. После, гидравлического испытания внутренняя поверхность баков должна быть облицована кислотоупорными материалами или красками в несколько слоев.

Насосы, трубопроводы и арматура также должны применяться из кислотостойких материалов или иметь внутреннюю кислотостойкую футеровку. Трубопроводы, транспортирующие агрессивные растворы, должны быть продублированы для бесперебойности дозирования коагулянта и возможности производства ремонтных работ. Важнейшие непрерывно работающее механизмы и устройства, подверженные непосредственному воздействию агрессивных сред, должны быть также продублированы.

Учитывая, что во время эксплуатации при растворении коагулянта образуется значительное количество нерастворившихся частиц, а также возможно отложение осадка в трубах, несущих растворы реагентов, при приемке необходимо обратить внимание на:

устройства для перемешивания и постоянного поддерживания во взвешенном состоянии нерастворимых частиц в растворе, при использовании для этих целей барботирования, нужно, чтобы воздухораспределительная система обеспечивала равномерную подачу воздуха по всей площади баков и скорость выхода воздуха из отверстий была не ниже 30 м/с;

возможность создания повышенных скоростей в трубах, достаточных для уноса осевших частиц;

правильную прокладку трубопроводов с минимальным количеством колен, тройников, застойных зон и провисших участков, где могут образовываться скопления осадка;

наличие достаточного количества ревизий, прочисток и мест разъема труб;

возможность промывки всех участков трубопроводов чистой водой. Вообще целесообразно в отдельных местах устраивать открытые лотки вместо трубопроводов.

2.Виды передачи тепла. Температурное поле

Теплопроводность - это способность материала в той или иной степени проводить тепло через свою массу.

Различают три вида теплопередачи: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Передача тепла теплопроводностью может происходить в твердой, жидкой и газообразной средах.

Конвекция представляет собой перенос тепла движущимися частицами жидкости или газа и может быть лишь в жидкой и газообразной средах.

Излучение может происходить в газообразной среде или в пустоте. Тепловое излучение представляет собой перенос энергии в виде электромагнитных волн между двумя взаимно излучающими поверхностями.

В процессе теплообмена каждое тело в каждый момент времени характеризуется определенным распределением температур по всему объему этого тела. Распределение температуры по всему объему тела называется температурным полем данного тела.

В том случае, если это распределение не меняется во времени t, температурное поле называют стационарным, т.е. , а если меняется, то нестационарным, т.е.

3. Определение теплопотерь здания по укрупненным показателям

По укрупненным показателям можно определить теплопотери для здания в целом, а также ориентировочную мощность котельной или ЦТП на группу tв и tн — зданий, что удобно на ранних стадиях проектирования (т.э.о., получение технических условий на проектирование).

Для выполнения рабочих чертежей отопления жилых зданий пользоваться укрупненными показателями недопустимо.

Расчетный расход теплоты по укрупненным показателям определяется по следующей формуле:

Q— расход теплоты на нужды отопления жилого здания, Вт;

q0— удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³ · °С);

V — отапливаемый объем здания по наружным обмерам, м³;

tв и tн — расчетная температура соответственно внутреннего и наружного воздуха, °С.

Билет№7

1.Коагулирование и отстаивание, фильтрование и обеззараживание воды.

Коагулирование

Для укрупнения мелкодисперсных и колохидных частиц с целью увеличения скорости их осаждения и способности задерживаться пористыми фильтрующими материалами применяют коагулирование.

Коллоидные частицы, обладая электрическим зарядом, взаимно отталкиваются, что препятствует их укрупнению. Для устранения этого препятствия в обрабатываемую воду, содержащую обычно отрицательно заряженные коллоидные частицы, вводят коагулянты, образующие положительно заряженные коллоиды. Взаимодействие тех и других коллоидных частиц приводит к нейтрализации их зарядов и образованию более крупных частиц в виде хлопьев. В качестве коагулянтов чаще всего применяют сернокислый алюминий (сернокислый глинозем), сернокислое железо закисное (железный купорос), сернокислое железо окисное, хлорное железо.

В результате гидролиза этих солей образуются гидраты окисей алюминия или железа, представляющие собой обычно положительно заряженные коллоиды. Образующиеся при гидролизе водородные ионы связываются присутствующими в воде бикарбонатными ионами. Если содержащихся в воде бикарбонатных ионов недостаточно, то для связывания выделяющихся при коагуляции ионов водорода к воде добавляют известь, соду или едкий натр. Доза коагулянта за-ппсит от мутности и цветности воды и для природных вод обычно составляет примерно 20—50 мг/л.

Отстаивание воды - процесс выделения из нее под действием гравитационных сил взвешенных веществ; при этом частицы с плотностью, большей плотности воды, движутся вниз, с меньшей — вверх. Сооружения, в которых осуществляется этот процесс, называют отстойниками.

Природные воды, забираемые из поверхностных источников водоснабжения, как правило, загрязнены взвешенными веществами, имеющими плотность больше плотности воды, поэтому их можно отнести к суспензиям. Сточные воды могут быть как суспензиями, так и эмульсиями. В последнем случае взвешенными веществами являются масла, жиры и нефтепродукты. В производственных сточных водах компоненты загрязнений, имеющие плотность больше и меньше плотности воды, часто присутствуют одновременно. Эффективность процесса отстаивания воды определяется скоростью осаждения взвешенных частиц, от которой зависят продолжительного процесса и объем отстойных сооружений. Основным фактором, определяющим продолжительного процесса отстаивания воды, является дисперсность (крупность) частиц.

Эффективная работа отстойников в значительной степени зависит от конструкций водораспределительных и водосборных узлов. Равномерное распределение потока воды обеспечивает максимальное использование объема отстойного сооружения. Из-за несовершенства конструкций водораспределительных и водосборных устройств использование объема в отстойных сооружениях, как правило, не превышает 50—55°.

Процесс отстаивания нашел широкое применение. Практически на всех станциях очистки питьевых и сточных вод городов и промышленных предприятий существуют отстойники. Очистка сточных вод от масел и нефтепродуктов осуществляется главным образом в отстойных сооружениях. Для повышения эффективности процесса отстаивания воды и сокращения объема отстойных сооружений применяют предварительную коагуляцию или флокуляцию загрязнений реагентами. В этом случае узел сооружений отстаивания дополняют узлом реагентной обработки воды.

Фильтрованием называется процесс прохождения осветляемой воды через слой фильтрующего материала. Фильтрование, так же как и отстаивание, применяют для осветления воды, т. е. для задержания находящихся в воде взвешенных веществ. Фильтрующий материал должен представлять собой пористую среду с весьма малыми порами. В водопроводной практике в качестве основного фильтрующего материала применяют песок.

Фильтр представляет собой резервуар, в нижней части которого расположено дренажное устройство той или иной конструкции для отвода профильтрованной воды. На дренаж обычно укладывают слой поддерживающего материала и затем слой собственно фильтрующего материала. При песчаных фильтрах поддерживающим материалом является гравий, уложенный слоями с возрастающей книзу крупностью зерен. В процессе фильтрования фильтр постоянно заполнен водой до уровня, расположенного не менее чем на 2 м выше поверхности фильтрующего материала. В обычных фильтрах вода подается сверху и отводится снизу — через дренажное устройство.

Производительность фильтра определяется скоростью фильтрования. Под скоростью фильтрования следует понимать не скорость движения воды в порах, а скорость вертикального движения воды над фильтрующим слоем.

В большинстве случаев фильтрование сочетают с другими методами очистки воды. Так, на станциях городских водопроводов фильтры обычно используют для обработки воды, прошедшей (после коагулирования) отстойники или осветлители. Фильтры применяют также для осветления воды при ее реагентном умягчении и обезжелезивании. В некоторых случаях фильтры используют для осветления природной некоагулированной воды, а также коагулированной воды без предварительного отстаивания

Обеззараживание

При предварительном хлорировании воды, коагулировании ее примесей с последующим отстаиванием и фильтрованием не удается достичь полного удаления болезнетворных микроорганизмов. До 10% хлоррезистентных бактерий и вирусов, среди которых могут быть и патогенные, сохраняют свою жизнеспособность. Поэтому заключительным этапом подготовки воды питьевой кондиции является ее обеззараживание. Использование для питья подземной воды в большинстве случаев возможно без обеззараживания.

Эффект обеззараживания воды контролируют, определяя общее число бактерий в 1 см3 воды и количество индикаторных бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды после ее обеззараживания. По ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая» общее числа бактерий в 1 см3 неразбавленной воды должно быть не более 100, а количество бактерий группы кишечной палочки в 1 л (коли-индекс) — не более 3. Объем воды, в котором содержится одна кишечная палочка (коли-титр), должен быть не менее 300 мл.

В технологии водоподготовки известно много методов обеззараживания воды, которые можно классифицировать на четыре основные группы: термический; с помощью сильных окислителей; олигодинамия (воздействие ионов благородных металлов); физический (с помощью ультразвука, радиоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей).

Из перечисленных методов наиболее широко применяют методы второй группы. В качестве окислителей используют хлор, диоксид хлора, озон, йод, марганцовокислый калий; пероксид водорода, гипохлорит натрия и кальция. В свою очередь, из перечисленных окислителей на практике отдают предпочтение хлору, озону, гипохлориту натрия. Выбор метода обеззараживания воды производят, руководствуясь расходом и качеством обрабатываемой воды, эффективностью ее предварительной очистки, условиями поставки, транспорта и хранения реагентов, возможностью автоматизации процессов и механизации трудоемких работ.

Обеззараживанию подвергается вода, уже прошедшая предшествующие стадии обработки, коагулирование, осветление и обесцвечивание в слое взвешенного осадка (или отстаивание), фильтрование, так как в фильтрате отсутствуют частицы, на поверхности или внутри которых могут находиться в адсорбированном виде бактерии и вирусы, оставаясь, таким образом, вне воздействия обеззараживающих средств.

2.Гидравлический расчет канализационной сети.

При гидравлическом расчете канализационной сети необходимо определить четыре неизвестных: диаметр трубопровода d, среднюю по сечению скорость потока v, гидравлический уклон l и степень наполнения h/d. Для решения этой задачи имеется только два уравнения, поэтому на практике обычно задаются двумя характеристиками. Ими чаще всего являются степень наполнения h/d и гидравлический уклон I.

Работа бытовой канализационной сети предусматривается при неполном наполнении труб. Это обеспечивает вентиляцию сети для удаления вредных и взрывоопасных газов, создание некоторого запаса пропускной способности сети в условиях неравномерного режима поступления сточных вод и возможность пропуска различных плавающих предметов, поступающих в бытовую канализационную сеть.

Расход сточной воды, поступающей в верховые участки сети, обычно невелик, поэтому для его пропуска можно было бы запроектировать трубы малого диаметра. Но ввиду того, что сточные воды могут содержать крупные загрязнения, а также для удобства прочистки сети рекомендуется принимать минимальный диаметр внутриквартальной сети равным 150 мм и уличной сети- 200 мм.

Гидравлический уклон первоначально назначают разным уклону поверхности земли либо принимают минимальным, при котором скорость движения сточной жидкости будет не менее так называемой самоочищающей скорости.

Специфической особенностью бытовых сточных вод, влияющей на выбор скорости их движения в трубах, является содержание грубодисперсных загрязнений. Минимальная средняя скорость потока при максимальном расчетном расходе, когда не выпадают в осадок загрязнения, находящиеся в сточной жидкости, и не происходит заиление лотка трубы, называется самоочищающей.

3.Определение площади сечений каналов систем естественной вентиляции

Расчет естественной вентиляции канального типа сводится к определению живого сечения воздуховодов, кoторые для прохода необходимого количества воздуха oказывают сопротивление, сooтветствующее расчетному давлению. При этом для самого протяженного тракта сети определяют потери давления в воздуховодах как сумму потерь давления на всех егo участках. На каждом из них потери давления складываются из потерь на трение (RI) и потерь в местных сопротивленях (Z):

р = Rl + Z,

где R - удельная потеря давления пo длине участка oт трения, Па/м;

l - длина участка, м.

Площадь живого сечения воздуховодов, м2:

F = L / (3600V),

где L - расход воздуха расчетный, м3/ч;

v - скорость воздуха в воздуховоде, м/с (принимается 0,5... 1,0 м/с).

Задаваясь скоростью движения воздуха в воздуховоде, и находят площадь егo живого сечения и размеры. С помoщью специальных номмограм или таблиц для круглых воздуховодов определяют потери давления на трение. Для прямoугoльных воздуховодов канальной системы вентиляции расчитывают диаметр dЭ равновеликого (эквивалентного пo трению) круглого воздуховода:

dЭ = 2 а b / (а + b),

где а и b - длины сторон прямoугoльного воздуховода, м.

В случае применения неметаллических воздуховодов их удельные потери давления пo трению R, определенные пo номограмме для стальных воздуховодов, корректируют, умножая на сooтветствующий коэффициент k, равный:

- для шлакогипсовых каналов - 1,1;

- для шлакобетонных каналов - 1,15;

- для кирпичных каналов - 1,3.

Пoтери давления, Па, на преoдоление местных сопротивлений для каждого участка расчитываютпo формуле:

Z = Σξv 2ρ/2

где Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке;

v2ρ/2 - динамическое давление, Па, определяемое пo номограмме.

При проектировании систем естественной вентиляции на воздушном тракте желательно избегать крутых поворотов, бoльшого количества задвижек и клапанов, поскольку потери на местные сопротивления обычно в сетях воздуховодов сoставляют до 90% oт общих потерь.

Е стественная вентиляция имеет малый радиус действия и малую эффективность для помещений с небoльшими избытками теплоты, что можно отнести к ее недостакам, а преимущество - простота конструкции, низкая стоимость и легкость в обслуживании.

3. Определение площади сечений каналов систем естественной вентиляции.

Расчет естественной вентиляции частного дома

Расчет естественной вентиляции производится с целью определения размеров каналов вентиляции исходя из объема удаляемого воздуха.

При определении объема воздуха, удаляемого через каналы естественной вентиляции, учитывают, что в комнаты с приточными клапанами воздух поступает с улицы, затем этот воздух перетекает в помещения с вытяжными каналами, и удаляется через каналы снова на улицу.

Расчет ведут для каждого этажа дома в следующей последовательности:

Руководствуясь нормативами (см. здесь), определяют сумму минимального объема воздуха, который должен поступать с улицы для вентиляции всех помещения с приточными клапанами — Qп, м3/час.

По нормативам определяют сумму минимального объема воздуха, который должен уходить на улицу для вентиляции всех помещений, оборудованных вытяжным каналом вентиляции — Qв, м3/час.

Сравнивают расчетные минимальные величины притока воздуха с улицы (Qп, м3/час) и уходящего на улицу (Qв, м3/час). Обычно одна из величин оказывается больше другой. Большую из двух величин принимают за минимальную расчетную производительность всех каналов вытяжной вентиляции на этаже — Qр, м3/час.

Исходя из размеров дома по вертикали, назначают высоту канала естественной вентиляции на этаже.

Зная высоту канала вентиляции, и общую расчетную минимальную производительность всех каналов на этаже (Qр, м3/час), по таблице (см. выше) подбирают общее количество стандартных каналов из бетонных блоков. Суммарная производительность выбранного количества стандартных каналов должна быть не меньше величины Qр, м3/час.

Выбранное количество стандартных каналов распределяют между помещениями дома, которые должны быть оборудованы вытяжными каналами вентиляции. При распределении учитывают необходимость обеспечить нормативный воздухообмен в каждом отдельном помещении с вентканалом.

Билет №8

1.Водопроводные сети по начертанию в плане могут быть тупиковыми (разветвленными) и кольцевыми (замкнутыми). Трассировка (начертание) водопроводных сетей ведется с учетом размещения источников водоснабжения и водопотребителей, рельефа местности, планировочных решений и пр.

Тупиковые сети по сравнению с кольцевыми имеют меньшую протяженность, а следовательно и меньшую строительную стоимость. Однако они менее надежны в эксплуатации, так как не обеспечивают бесперебойности водоснабжения. Тупиковые линии устраивают обычно длиной до 200 м; при большей длине должны быть предусмотрены дополнительные емкости — резервуары.

Кольцевые сети значительно надежнее в эксплуатации. Их, как правило, устраивают для подачи воды на противопожарные нужды.

Трассировка линий наружных водопроводных сетей производится с учетом следующих требований.

При прокладке транзитных линий, по которым вода поступает в город, за чертой населенного места расстояние между двумя водоводами должно быть не менее 10 м. Иногда по ряду причин это расстояние увеличивают до 50—100 м. В пределах населенного места водоводы прокладывают по разным улицам.

Диаметры труб наружной водопроводной сети определяются расчетом, но должны быть не менее 100 мм. В районах с многоэтажной застройкой минимальный диаметр труб из расчета пропуска противопожарных расходов принимается равным 150—200 мм.

Магистральные линии наиболее целесообразно, как правило, прокладывать по возвышенным местам территории города, так как это обеспечивает создание необходимых напоров и в распределительной сети. Кроме того, при такой прокладке магистральная сеть будет работать в более надежных условиях.

При большой разности отметок территории города устраивают системы зонного водоснабжения. Источником водоснабжения здесь служат грунтовые воды. Насосная станция первого подъема, обслуживающая первую зону, подает воду и к насосной станции второй зоны.

2. Теплоносителем для отопления может быть любая жидкая или газообразная среда, обладающая способностью аккумулировать тепло и изменять свои основные теплотехнические показатели, а также достаточно подвижная и дешевая. Вместе с тем теплоноситель должен способствовать выполнению требований, предъявляемых к отопительной установке

Сравнительные достоинства и недостатки теплоносителей — воды, водяного пара и атмосферного воздуха.

При использовании воды, как теплоемкого теплоносителя, изменяющего в широких пределах температуру, сокращается площадь поперечного сечения труб, ограничивается температура поверхности отопительных приборов, обеспечивается равномерность температуры помещений, уменьшаются бесполезные потери тепла, обеспечиваются бесшумность действия и сравнительная долговечность систем отопления. К недостаткам применения воды относятся значительные гидростатическое давление и расход металла в системах; тепловая инерция воды в отопительных приборах, что снижает качество регулирования их теплопередачи.

При использовании пара сокращаются площади поверхности отопительных приборов.Пар— легкоподвижный теплоноситель, быстро прогревающий помещения, обладающий малой тепловой инерцией и незначительным гидростатическим давлением. Однако пар не способствует требуемому регулированию температуры теплоносителя, повышает температуру поверхности приборов до 100 °С и более, вызывает ускоренную коррозию труб. При применении пара увеличиваются эксплуатационные затраты на отопление, создаются затруднения при его использовании, перегреваются помещения, возникает шум при действии, увеличиваются бесполезные потери тепла и расход топлива.

В оздух — малотеплоемкий, легкоподвижный, хорошо регулируемый (по температуре и количеству) теплоноситель, обеспечивающий быстрое изменение   или   равномерность   температуры   помещений,   безопасный в пожарном отношении. При использовании воздуха возможно устранение отопительных приборов из помещений и осуществление вентиляции помещений. К недостаткам применения воздуха в качестве теплоносителя относятся существенное увеличение площади поперечного сечения и массы воздуховодов, возрастание бесполезных потерь тепла, расхода теплоизоляционного материала и топлива, заметное понижение его температуры по длине воздуховодов.

3.Расчет воздуховодов в системах вентиляции с естественным побуждением начинают с установления располагаемого давления в кгс/м2, определяя его по известной формуле p=h(yи—ув).

В схеме вытяжной системы вентиляции (см. рис. XVII.2) располагаемое давление для верхнего этажа здания определится в кгс/м2 по формуле

Располагаемое давление для систем вытяжной вентиляции с естественным побуждением рассчитывается на температуру наружного воздуха +5°С.

Метод расчета воздуховодов схож с методом расчета трубопроводов в системах отопления.

Потеря давления в воздуховодах зависит от скорости движения в них воздуха. В системах вентиляции с естественным побуждением при незначительной величине расчетного давления воздух движется с небольшими скоростями (от 0,5 до 1,5 м/сек). При этом в вертикальных каналах верхнего этажа задаются скоростью 0,5 м/сек, а для каждого этажа, располагаемого ниже, скорость принимается на 0,1—0,2 м/сек больше, чем для предыдущего. В сборных воздуховодах и в вытяжной шахте скорость воздуха принимается равной 1—1,5 м/сек.

П ри расчете участков ветви воздуховода должно соблюдаться равенство

Коэффициенты местных сопротивлений (величины безразмерные) определены экспериментальным путем в зависимости от соотношений размеров фасонных частей воздуховодов, а в тройниках и крестовинах — от соотношения соединяемых или делимых потоков воздуха. Значения этих коэффициентов приведены в приложении 17.

Приступая к расчету воздуховодов (каналов), следует:

Суммарные потери давления в рассчитываемой ветви воздуховодов не должны превышать располагаемого давления. Если окажется, что это условие не соблюдается, то на некоторых участках ветви следует изменить сечения воздуховодов. Если располагаемое давление будет больше суммарных потерь давления в ветви воздуховодов, то, наоборот, на некоторых участках воздуховодов нужно уменьшить их сечения.

В правильно рассчитанной ветви воздуховодов располагаемое давление может превышать (в запас) потери давления не более чем на 10%.

Билет №9

1) Расчетные схемы водопроводной сети. Основы гидравлического расчета сетей.

Расчетная схема – это упрощенная, но максимально приближенная к действительности схема разбора воды из сети в отдельные расчетные моменты ее работы.

1. узел – точка отбора воды из сети;

2. расчетный участок – участок, ограниченный двумя узлами.

Если число точек водоразбора невелико и величина разбора вполне определены, то расчетная схема соответствует действительной схеме отбора воды из сети.

Если число точек отбора воды из магистральной сети велико и в каждой точке незначительный и часто не вполне определенный расход, который сильно колеблется во времени, то в этих случаях действующую картину отбора воды из сети заменяют упрощенной условной схемой. При этом считается:

1. Что вода разбирается по всей длине сети равномерно.

2. Этот равномерно распределенный расход сосредотачивается в узлах водопроводной сети.

Такой прием используется при учете хозяйственно – питьевого водопотребления в сетях коммунального водоснабжения.

Расчет выполняется раздельно на час максимального и на час минимального водопотребления.

Гидравлические расчеты лежат в основе анализа режимов тепловых, газовых, водопроводных и напорных канализационных сетей.

Гидравлический расчет разветвленных тупиковых сетей.

Возможны два варианта постановки задачи расчета:

по заданным свободным напорам в диктующей точке и известным узловым расходам воды. Определить диаметр труб и необходимый напор в начале сети (напор насоса, высота башни).