Гидравлический расчет водоводов

Цель расчета — определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы рассчитываются на два режима работы: на пропуск хозяйственно-питьевых, производственных расходов и расходов на пожаротушение с учетом требований п. 2.21 СниП 2.04.02-84.

Методика определения диаметра труб такая же, как диаметров труб водопроводной сети, изложенная в разделе 2.

Задано, что водоводы проложены из чугунных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием нанесенным методом центрифугирования и длина водоводов от НС-II до водонапорной башни 500 м.

Учитывая, что принят неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей насосов Р = 2,5+2,5 = 5 % в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:

Q’_вод = (Q^общ _сут • P) / 100

Q’ _вод = (6652,2 • 5) / 100 = 332,6м³/ч = 92,4 л/с

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

Q _вод = Q’ _вод / 2 = 92,4/ 2 = 46,2 л/с

При значении Э = 0,5 из приложения 2 определяем диаметр водоводов

d_вод = 0,200м

Скорость воды водоводы определяется из выражения V= Q/ω где ω = п d_р ² /4 – площадь живого сечения водовода.

При расходе Q _вод = 46,2 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,200 м будет равна:

V = 4*46,2/(0,785*0,22*100) = 1,471 м/с

Потери напора определяется по формуле:

h = i l_вод = (А₁ / 2 g ) (А₀ + C/V)^m / d^m+1_p * l _вод

Для металлических труб (приложение 10 СНиП 2.04.02-84):

m = 0,19 ; А₁ / 2 g = 0,561 • 10^-3 ; C = 3,51 ; А₀ = 1.

Потери напора в водоводах составляет:

h_вод = (0,561 • 10^-3) (1 + 3,51/1,471)^0,19 / 0,2^1,19 • 500 = 6,24 м

Общий расход воды в условиях пожаротушения равен Q_пос.пр.=151,55 л/с. Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения:

Q_{вод. пож.} = 151,55 / 2 = 75,78 л/с

При этом скорость движения воды в трубопроводе:

V = 75,78*4/(0,785•0,20²*100) = 2,413 м/c;

Потери напора в водоводах при пожаре составляет:

h_вод = (0,561 * 10^-3) (1 + 3,51/2,4)^0,19 / 0,2^1,19 *500 = 15,78,7м

h_{вод. пож} = 15,78 м

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

Расчет водонапорной башни

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

Определение высоты водонапорной башни

Высота ВБ определяется по формуле:

H_вб = 1,1h_с + H_св + z_дт - z_вб

где 1,1 — коэффициент, учитывающий потери напора на местных сопротивлениях (п.4 приложение 10 СНиП 2.04.02-84).

H_с - потери напора в водопроводной сети при работе ее в обычное время;

z_дт, z_вб — геодезические отметки диктующей точки и в месте установки ВБ;

H_св — минимальный напор в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание, согласно п. 2.26 СНиП 2.04.02.-84 должен быть равен

H_св = 10 + 4(n -1),

где n — число этажей.

n = 4 h_с = 11,56 м H_св = 10 + 4(4 - 1) = 22м

H_вб = 1,1 • 11,56+22-8=27 м

Емкость бака ВБ равна: (п. 9.1. СНиП 2.04.02-84)

W_Б = W_рег + W_нз

где W_рег — регулирующая емкость бака;

W_нз — объем неприкосновенного запаса воды, величина которого определяется в соответствии с п. 9.5 СНиП 2.04.02-84 из выражения:

W_нз = W_нз.пож ^10мин + W_нз.х-п^10мин

где W_нз.пож^10мин — запас воды необходимый на 10-минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара;

W_нз.х-п^10мин — запас воды на 10 минут, определенный по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые нужды.

Регулирующий объем воды в емкостях (резервуарах, баках) ВБ должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле, приведенной в п. 9.2 СНиП 2.04.02-84.

В данном случае определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующая емкость бака ВБ составила К = 4,67 % от суточного расхода воды в поселке.

W_рег = (К•Q_сут ^общ)/100

W _рег = (4,67 • 6652,2) / 100 = 445,11 м³

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

W_пож = (Q^пр _пож • 10 • 60)/1000=(20 • 10 • 60)/1000=12 м³

^{Таким образом:}

W_нз = 61,73+12=73,73 м³

W_Б = 445,11+73,73=518,84 м³

По приложению 3 принимаем типовую водонапорную башню с высотой 30 м

с баком емкостью W_Б = 500м³

Зная емкость бака, определим его диаметр и высоту:

Д_Б = 1,24 Д_Б = 1,5 Н_Б

_ДБ = = 9,8 м Н_Б = 9,8/ 1,5 = 6,5 м