Учебное пособие 2084
.pdf1056
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
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/ч |
м3/ч |
|
м3/ч |
м3/ч |
|
% |
% |
% |
% |
% |
|
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