Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 2084

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
5.3 Mб
Скачать

1056

МЕТОДИКА РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплине «Водоснабжение» для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению 08.03.01«Строительство»,

профиль «Водоснабжение и водоотведение»

Воронеж 2015

1

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

МЕТОДИКА РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

Методические указания к выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплине

«Водоснабжение» для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению 08.03.01«Строительство», профиль «Водоснабжение и водоотведение»

Воронеж 2015

2

УДК 628.1 (07)

ББК 38.761.я73

Составители Л.К. Бахметьева, А.В. Бахметьев, В.В. Помогаева

Методика расчета и конструирования водопроводной сети: метод.

указания к выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплине «Водоснабжение»/ Воронежский ГАСУ; сост.: Л.К. Бахметьева, А.В. Бахметьев, В.В. Помогаева. – Воронеж, 2015. - 52 с.

Изложены основные требования к выполнению курсовой работы по дисциплине «Водоснабжение» и последовательность ее выполнения. Приведены рекомендации по выбору схемы водоснабжения города, гидравлическому расчету водопроводной сети с определением диаметров и потерь напора на участках сети. Рассмотрены места расположения регулирующих емкостей, конструирование водопроводной сети.

Приведен пример проектирования и расчета сетей в соответствии с действующими нормами. Представлены примеры гидравлического расчета наружных водопроводных сетей. Приведены проектные решения деталировки водопроводной сети. Даются в достаточном объеме сведения нормативного характера, необходимые для курсового проектирования по дисциплине «Водоснабжение».

Предназначены для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению 08.03.01«Строительство», профиль «Водоснабжение и водоотведение».

Ил.5. Табл.6. Библиогр.: 4 назв.

УДК 628.1 (07) ББК 38.761.я73

Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского ГАСУ

Рецензент - Д.Н. Китаев, к.т.н., доц. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела

3

 

Оглавление

 

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................

5

1.

Состав, содержание и объем курсового проекта. ............................................

7

2.

Определение расчетных суточных расходов ...................................................

8

3.

Определение часовых расходов воды ...............................................................

8

4.

Режим работы насосных станций первого и второго подъема ....................

11

5.

Определение вместимости запасно-регулирующих емкостей .....................

12

6.

Подготовка сети к гидравлическому расчету.................................................

14

 

6.1. Удельные, путевые, приведенные суммарные и узловые расходы ...

…..14

 

6.2 . Начальное потокораспределение и определение диаметров

 

 

трубопроводов кольцевой сети .....................................................................................

15

7.

Гидравлических расчет кольцевой водопроводной сети ..............................

18

8.

Расчет водоводов и тупиковых линий ............................................................

21

9.Выбор диктующей точки кольцевой сети. Определение свободных

напоров и высоты водонапорной башни ................................................................

21

10. Конструирование (деталировка) водопроводной сети..................................

24

10.1. Элементы деталировки ..........................................................................................

24

10.2. Порядок проведения деталировки .................................................................

26

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .....................................................................

26

Приложение 1. Исходные данные для курсового проектирования......................

27

Приложение 2. Водопотребление по часам суток в % от суточного расхода.....

29

Приложение 3. Размеры типовых резервуаров для воды......................................

32

Приложение 4. Пример расчета водопроводной сети ...........................................

33

П.4.1. Определение расчётных суточных расходов .............................................

33

П.4.2. Определение часовых расходов воды ............................................................

33

П.4.3. Определение режима работы насосной станции и объёма запасно-

 

регулирующих ёмкостей .................................................................................................

35

П.4.4. Подготовка сети к гидравлическому расчету .............................................

36

П.4.5. Определение диаметров линий водопроводной сети...............................

40

П.4.6 Гидравлический расчёт сети...............................................................................

40

П.4.7. Расчет водоводов и тупиковых линий ...........................................................

47

П.4.8. Выбор диктующей точки кольцевой сети. Определение свободных

 

напоров и высоты водонапорной башни. ..................................................................

47

П.4. 9. Конструирование водопроводной сети ........................................................

48

Приложение 5. Пример графической части проект ..............................................

53

4

ВВЕДЕНИЕ

Процесс изучения дисциплины «Водоснабжение» направлен на формирование следующих компетенций:

способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико-математический аппарат (ОПК-2);

владением основными законами геометрического формирования, построения и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства, необходимыми для выполнения и чтения чертежей сооружений (ОПК-3);

владением эффективными правилами, методами и средствами сбора, обмена, хранения и обработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ОПК-4);

умением использовать нормативные правовые документы в профессиональной деятельности (ОПК-8);

знанием нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования инженерных систем, планировки и застройки населенных мест (ПК-1);

способностью разрабатывать проектную и рабочую документацию, оформлять законченные проектные работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической документации заданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам

(ПК-3).

Врезультате изучения I модуля дисциплины «Водоснабжение» студент должен:

Знать:

нормативную базу в области инженерных изысканий, принципов проектирования сооружений, инженерных систем и оборудования;

принципы проектирования и гидравлического расчета водопроводных сетей и основных элементов, режимы водопотребления воды населением, режимы работы сооружений системы водоснабжения и их взаимосвязь.

Уметь:

использовать нормативные документы при проектировании водопроводных сетей.

Владеть:

терминологией, основными понятиями, нормами и правилами при проектировании водопроводных сетей;

основными законами геометрического формирования, построения и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства, необходимыми для выполнения и чтения чертежей сооружений.

5

Водоснабжение является одной из важных отраслей техники, направленной на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных пунктов, развитие промышленности и сельского хозяйства. Снабжение населения водой высокого качества и в достаточном количестве имеет важное социальное и санитарно-гигиеническое значение, предохраняет людей от эпидемических заболеваний, распространяемых через воду.

Основными элементами любого водопровода являются: сеть, водоводы, насосные станции и регулирующие и запасные ёмкости. Состав этих сооружений, их размеры и местоположение на плане объекта водоснабжения неодинаковы. Для одного и того же водопровода может быть предложено несколько схем начертания сети, распределения потока по линиям сети размещения питающих сеть резервуаров. В задачу проектировщика входит нахождение из числа возможных вариантов наиболее приемлемого и выгоднейшего решения.

Курсовой проект «Расчет и конструирование водопроводной сети» является самостоятельной работой студентов, в процессе выполнения которого закрепляются и углубляются знания, полученные при изучении теоретической части курса «Водоснабжение», приобретается опыт решения практических задач по расчету водопроводной сети и сооружений, связанных с режимом водопотребления и работы водопроводной сети.

Цель курсовой работы научить будущих специалистов-строителей запроектировать комплекс инженерных сооружений и устройств, обеспечивающих подачу воды потребителям в необходимых количествах, под требуемым напором и при соблюдении требований надежности.

Задачи выполнения курсовой работы - закрепление теоретических знаний и применение их на стадии проектирования. Студент должен освоить методы расчета водопроводных сетей и сооружений, применяемых в водоснабжении. Приобрести навыки проектирования сооружений водоснабжения, с учетом технико-экономического обоснования принимаемых решений.

Врезультате курсового проектирования студент должен знать:

принципы проектирования и гидравлического расчета водопроводных сетей и основных элементов, режимы водопотребления воды населением, режимы работы сооружений системы водоснабжения и их взаимосвязь;

правила и технологию монтажа, испытания и сдачи в эксплуатацию конструкций инженерных систем и оборудования водопроводных сетей.

Уметь:

использовать нормативные документы при проектировании водопроводных сетей;

научно обосновывать технологические схемы водопроводных сетей;

составлять отчеты и чертежи по выполненным проектным работам;

использовать знания по водоснабжению в дальнейшем обучении и практической деятельности.

6

Владеть:

терминологией, основными понятиями, нормами и правилами при проектировании водопроводных сетей;

научно-технической информацией, отечественного и зарубежного опыта при проектировании водопроводных сетей;

навыками умения работать с современной научно-технической и нормативной литературой.

1.Состав, содержание и объем курсового проекта.

Всостав курсовой работы входят: расчетно-пояснительная записка и графическая часть.

Расчетно-пояснительная записка должна отражать последовательное выполнение всех расчетов с необходимыми пояснениями. В записке должны быть отражены следующие разделы:

определение суточного водопотребления;

распределение суточного водопотребления по часам суток с назначением режима работы насосной станции II-подъема;

определения вместимости водонапорных башен и резервуаров чистой воды;

подготовка сети к гидравлическому расчету (удельные, путевые, узловые расходы и начальное потокораспределение);

определение диаметров линий кольцевой водопроводной сети, а так же водоводов и тупиковых участков;

гидравлический расчет сети, водоводов и тупиковых участков.

Графическая часть проекта выполняется на листе формата А1 (841х594мм), и состоит из:

расчетных схем кольцевой и тупиковой сети;

монтажной схемы с арматурой и фасонными частями;

пьезометрического профиля сети от насосной станции II-подъема до башни или диктующей точки с определением пьезометрических напоров на все расчетные случаи (максимальное водопотребление, максимальный транзит в башню, максимальное водопотребление + пожар) или пьезометрические карты.

7

где - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и местные условия населенного пункта, принимается
равным:
мах=1,2—1,4;мин =0,4— 0,6;

2. Определение расчетных суточных расходов

Среднесуточный расход воды определяется по формуле:

 

 

qж N

 

3

 

Q

 

,

м /сут

(1)

 

ср.сут

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

где qж- норма среднесуточного водопотребления населения на хозяйственно-питьевые нужды, зависит от степени благоустройства зданий, принимается по [1, табл.1] или по заданию табл. П.1.1 , л/(сут.чел.);

N – расчетное число жителей, берется по заданию табл. П.1.1.

Так как хозяйственно-питьевое водопотребление населенного пункта колеблется в зависимости от сезона, определяется наибольшие Qсут.мах максимально суточные и наименьшие Qсут.мин. минимально суточные расходы воды.

Qсут.мах Ксут.махQср.сут , м3/сут

(2)

Qсут.мин Ксут.минQср.сут

 

где Ксут.мах и Ксут.мин –коэффициенты суточной

неравномерности

водопотребления, учитывающие уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели.

Согласно [1, п.2.2] значение Ксут принимается:

Ксут.мах=1,1-1,3; Ксут.мин=0,7-0,9.

Расходы воды на поливку улиц и зеленых насаждений можно определить согласно [1, п.2.3] или по заданию табл. П.1.1.

3. Определение часовых расходов воды

Водопотребление населения изменяется не только по сезонам года, но и по часам суток в зависимости от коэффициентов часовой неравномерности. Значение коэффициентов часовой неравномерности определяется по формулам:

К

К

ч.мах мах мах ,

(3)

ч.мин мин мин ,

 

-коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте [1, табл.2], принимаемый по табл. 1.

8

Таблица 1 Коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте

коэффициент

 

 

 

 

 

Число жителей, тыс. чел.

 

 

 

 

 

До 0,1

0,15

0,2

0,3

0,5

0,75

1

1,5

2,5

4

6

10

20

50

100

300

более 1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

4,5

4

3,5

3

2,5

2,2

2

1,8

1,6

1,5

1,4

1,3

1,2

1,15

1,1

1,05

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,1

0,1

0,1

0,2

0,2

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После определения значения Kч.max заполняется табл.2, в которую вносится распределение суточного расхода Qсут.мах по часам суток согласно

Kч.max по П.2.

К заполнению табл.2 следует относиться очень внимательно, тщательно проверяя каждую колонку. Так сумма колонки 2 должна быть равна 100%. Почасовой расход колонки 3 определяется по формуле:

Q

р Qсут.мах

, м3/сут,

(4)

 

ч

100

 

 

 

 

 

где р - расход в %, в зависимости от Ксут.мах.

Q х п

Сумма почасовых расходов колонки 3 должна быть равна сут.мах. . Расход воды на полив улиц и зеленых насаждений (колонка 4) следует распределять равномерно, причем большую часть (60-70%) поливочного расхода лучше вести в ночное время с 21 до 7 часов, а остальные 40-30% в дневное время (с 7 до 21 часа). Сумма расходов колонки 4 должна быть равна заданному расходу на полив.

Расход воды на технологические нужды предприятия (колонка 5) распределяется равномерно на весь период его работы:

если предприятие работает в 3 смены, то заданный расход на технологические нужды равномерно распределяется в течение 24 часов;

если предприятие работает в 2 смены, то заданный расход на технологические нужды равномерно распределяется в течение 16 часов;

если предприятие работает в 1 смену, то заданный расход на технологические нужды равномерно распределяется в течение 8 часов.

Первая смена работает с 800 до 1600часов, вторая – с 1600 до 2400часов, третья с 0 до 800часов.

9

Таблица 2

Распределение суточного расхода воды по часам суток

Часы

Хозпитьевые

Полив

 

Подача

Суммарный

Работа

По-

Рас-

Оста-

суток

нужды

 

улиц

и

воды на

почасовой

НС II-

ступ-

ход

ток

 

населения

зеленых

пром-

расход

 

подъ-

ление

вод

воды

 

Kч.max=

 

насаж-

 

пред-

 

 

 

ема

воды в

ы из

в

 

 

 

 

дений

 

приятие

 

 

 

 

бак

бака

баке

 

%

м3

м3

 

м3

м3

 

%

%

%

%

%

1

2

 

3

4

 

5

6

 

7

8

9

10

11

0-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6-7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7-8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8-9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9-10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11-12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12-13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13-14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14-15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15-16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16-17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17-18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18-19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19-20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20-21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21-22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22-23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23-24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100%

Qсут.мах

Qзел

 

QП.П.

расч

 

100%

100%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qсут

 

 

 

 

 

 

Количество воды, подаваемой из городского водопровода на промышленное предприятие, включает расход на технологические и хозяйственно-питьевые нужды промпредприятия. Этот расход забирается из городской сети равномерно. Неравномерность хозяйственно-питьевого водопотребления предприятия регулируется внутризаводской системой водоснабжения.

Суммарный почасовой расход (колонка 6) находится путем сложения всех расходов в данный час (колонки 3,4,5).

Суммарный расход колонки 6 и сумма суммарных расходов колонок 3, 4 и 5 должны быть равны. Эта сумма является расчетным суточным расходом

10