03-06-2014_19-50-32 / Методич указания к расчетно-графической работе

интегрального графика в выбранном масштабе по оси ординат откладывают нарастающим итогом суммарное количество воды, потре6ляемое от начала суток до данного момента времени, выраженное в процентах от максимального суточного расхода, а по оси абсцисс – часы суток. Затем наносят точки и соединяют их плавной кривой. Далее, задавшись режимом работы насосной станции, строят интегральную кривую подачи воды станции при круглосуточной или двухсменной (16 ч) ее работе.

Рис. 14. Интегральный график суточного водопотребления и работы насосной станции

По интегральному графику водопотребления и подачи воды объем регулирующей емкости бака находят как сумму наибольших абсолютных величин положительной и отрицательной разностей ординат между линией подачи и кривой потребления:

где К' и К'' – соответственно максимальные значения положительной и отрицательной разности между интегральными кривыми подачи воды и суточного водопотребления.

В рассматриваемом случае (рис.14) при круглосуточной работе станции: К' = 13%; К'' = 5% и Vр.б. = (13 + 5,5)·Qmax сут / 100 = 0,185·Qmax сут. При 16-часовой работе станции: К' = 13%; К'' = 5%и Vр.б. = (13 + 5)·Qmax сут /100 = 0,18·Qmax сут. Таким образом, при 16-

часовой работе насосной станции регулирующий объем бака потребуется несколько меньшим. Вообще говоря, начало и конец работы насосной станции при двухсменном режиме следует выбирать таким образом, чтобы сумма К' + К'' была минимальной. Иными словами, прямую 2 на графике следует перемещать влево или вправо (параллельно самой себе), добиваясь максимального сближения ее с кривой водопотребления.

Рис. 15. Общий вид автоматической водоподъемной установки ВУ-7-65 с погружным центробежным насосом и пневмогидроаккумуля- тором:

1 – подземное помещение;

2 – люк;

3 – вентиляционная труба;

4 – предохранительный клапан; 5 – пневмогидроакку-

мулятор (котел); 6 – манометр; 7, 15 – вентили;

8 – нагнетательный трубопровод; 9 – скважина; 10 – насос;

11 – водоподъемная труба;

12 – комбинированный клапан; 13 – кабель;

14 – опорная плита;

16 – воздушный регулятор;

17 – реле давления;

18 – станция управления

Таблица 2.8. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение производственно-хозяйственных комплексов

Если скорость воды на участке превышает 3 м/с, следует увеличить диаметр труб до ближайшего большего по ГОСТу.

Расчетные значения эксплуатационной скорости и при пожаре занесите в графы 7, 8 таблицы 2.7.

6. Потери напора по длине на отдельных участках сети определите

трубопровода, с2/м6 (принимается из таблиц 2.9, 2.10, 2.11 для соответствующих значений диаметров труб на участках);

β – поправочный коэффициент, учитывающий неквадратичную зависимость потерь напора h от расхода воды Q;

l – длина участка, м;

Q – расчетный расход на участке, м3/с.

Если неизвестен поправочный коэффициент β или удельное сопротивление трубопроводов А, то потери напора по длине можно подсчитать по общей формуле линейных потерь:

трубопровода (уточняется при большом расхождении расчетного диаметра труб со стандартным (см. п.5)).

таблиц 2.9, 2.10, 2.11. Расчетные и стандартные значения диаметров занесите в графу 6 таблицы 2.7 в виде простой дроби, в числителе которой – расчетный диаметр, а в знаменателе – принятый (стандартный).

Минимальный диаметр труб водопровода, объединённого с противопожарным, в сельскохозяйственных населенных пунктах должен быть не менее 75 мм.

5. Уточните эксплуатационную скорость по участкам водопровода для принятых (стандартных) значений диаметров по формуле:

где Qрасч – расчетный расход, л/с;

dГОСТ – принятый (стандартный) диаметр, мм.

Проверка водопроводной сети на одновременный пропуск расхода воды на наружное пожаротушение производится при наибольшем расходе воды на другие нужды. При этом допускается увеличение скорости движения воды в трубах до 3 м/с.

Скорость воды при пожаре определяется по формуле:

расход на участке, л/с.

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение Qпож жилых зон поселков следует принимать:

-при количестве жителей до 500 человек – 5 л/с;

-до 5 000 человек – 10 л/с;

-до 20 000 человек – 15 л/с.

Расчётный расход воды на наружное пожаротушение зон производственно-хозяйственных комплексов зависит от объёма зданий и степени их огнестойкости, причём расчетный расход следует принимать по тем зданиям, для которых требуется наибольший расход воды (таблица 2.8).

Общий объем резервуара водонапорной башни определяют как сумму объемов регулирующей емкости Vр, воды для тушения пожара Vп и аварийного запаса воды Vав, т.е. V = Vр + Vп + Vав.

Если объект водоснабжения обеспечен надежным электропитанием, то можно применять безбашенное водоснабжение с помощью пневматических установок. В них роль водонапорной башни выполняет воздушно-водяной котел (рис.15), снабженный специальным автоматическим устройством – реле давления, которое управляет работой насосной станции в зависимости от требуемого давления в баке. Установку можно располагать на любой высоте, даже ниже поверхности земли, что иногда имеет существенное значение, например, вблизи аэродромов, где устройство водонапорных башен недопустимо.

Промышленность выпускает пневматические установки с подачей воды от 1,1 до 10,5 м3/ч и напором от 16 до 150 м. В сельской местности водонапорные башни иногда экономически целесообразно заменять регулирующими водонапорными резервуарами, располагаемыми вблизи водопотребителя на естественных или искусственных земляных возвышениях.

1.7. Свободный напор

Для того чтобы вода, подаваемая из наружной водопроводной сети, могла выливаться из кранов водопотребителей, расположенных на той или иной высоте, в сети должно быть соответствующее давление, чтобы создать необходимый напор. Этот напор можно измерить пьезометром, если поставить его в т. С трубопровода (рис.16), то вода поднимется над поверхностью земли на некоторую высоту Н, которая называется свободным напором.

Рис. 16. Определение величины свободного напора в сети

Следовательно, свободным напором называется разность между пьезометрической отметкой П и отметкой земли Z, т. е. Н = П – Z .

Свободный напор Нcв i в любой точке i сети можно определить из уравнения (1.2):

высокую наиболее удаленную от башни водоразборную точку:

направлению; hост – остаточный напор у диктующего прибора. Для многоэтажных зданий (жилых и производственных)

поверхностью земли; hэт - высота этажа; п – число этажей в здании; hпp – высота расположения диктующего прибора над полом.

Свободный напор (минимальный) при пропуске расчетного: расхода должен быть в жилых зданиях поселков при одноэтажной застройке – 10 м, при большей этажности на каждый этаж добавляется 4 м напора; на животноводческих фермах и в производственно- хозяйственных комплексах по требованию технологии производства; у водоразборных колонок и пожарных гидрантов из сети низкого давления – 10 м.

1.8. Водопроводная сеть

Служит для непосредственного распределения воды между потребителями. Она подразделяется на наружную – уличную и внутреннюю, расположенную внутри зданий. Схема распределительной сети в плане может быть тупиковой (рис.17, а), при которой от главной магистрали отходят ответвления – тупики, кольцевой (рис.17, б), имеющей замкнутую форму и смешанной (рис.17, в), которая сочетает в себе особенности первых двух схем.

Тупиковая сеть не обеспечивает бесперебойного водоснабжения, т.к. при аварии подача воды потребителям, расположенным за местом аварии, прекращается. Кольцевая сеть обеспечивает большую надежность водоснабжения, уменьшает число случаев замерзания воды в трубопроводах, так как вода потребителю подается по нескольким линиям и не застаивается. Такую сеть прокладывают из

Если на участке трубопровода производится непрерывная раздача воды (например, при водоснабжении посёлка), то расчетный расход принимается равным:

4. По расчетным значениям диаметров труб, подберите ближайшие (большие) стандартные значения, пользуясь данными

Результаты расчета водопотребления представить по форме,

2.2. Расчет водопроводной сети

Гидравлический расчет сети следует вести отдельно по каждому участку (таблица 2.7) в следующем порядке, учитывая величину транзитного и путевого расхода.

1.Пользуясь данными таблицы, расположенной справа от карты- схемы (см. Приложение 2) в соответствии с заданным вариантом, выпишите участки и их длины в графы 1 и 2 таблицы 2.7.

2.Величины транзитного, путевого и расчетного расходов (графы 3, 4, 5 таблицы 2.7) на каждом участке определите, пользуясь картой- схемой для заданного варианта и секундными расходами по объектам (графа 9 таблицы 2.5). Следует отметить, что во всех вариантах путевой расход будет иметь место только в пределах населенных пунктов.

3.Определите диаметр труб по расчетному расходу (без противопожарного) на каждом участке по формуле:

труб меньшего диаметра. Тупики к отдельным зданиям допускают, если их длина не превышает 200 м и они надежно защищены от промерзания.

Рис. 17. Схема начертания распределительной сети: а) тупиковая; б) кольцевая; в) смешанная

Основные требования при трассировке водопроводных сетей: к месту наибольшего водопотребления вода должна подаваться по кратчайшему направлению; трассы трубопроводов должны проходить по возвышенным элементам рельефа; при пересечении водопроводных линий с канализационными первые необходимо располагать выше последних не менее чем на 0,4 м в свету.

Для внешней водопроводной сети применяют трубы стальные (диаметром 50 мм и более ГОСТ 8734-58), полиэтиленовые (диаметром до 150мм МРТУ № М821-61) чугунные (диаметром 50 мм

иболее ГОСТ 5525-61), асбоцементные (диаметром 100...150 мм ГОСТ 539-65).

Чугунные и асбоцементные трубы применяют при прокладке наружной сети, стальные – главным образом для прокладки внутренней сети. Стальные трубы дороже чугунных и асбоцементных

именее долговечны из-за коррозии металла.

Между собой трубы соединяют с помощью раструбов, муфт, фланцев или сваркой. Для устройства поворотов, ответвлений, изменений диаметров применяют специальные фасонные части. Трубы для водопроводной сети выбирают с учетом местных условий и экономических факторов.

1.9. Гидравлический расчет водопроводных сетей

Гидравлический расчет водопроводной сети заключается в установлении диаметров труб, необходимых для пропуска требуемых расходов воды, и в определении потерь напора. Расчет выполняют в следующем порядке:

-водопроводную сеть в соответствии с пунктами водоразбора разделяют на отдельные участки;

-определяют расчетный расход на объекте водоснабжения и по отдельным участкам сети;

-определяют диаметры труб на участках;

-находят потери напора на участках сети при пропуске расчетных расходов воды;

-определяют потери напора от башни до самой удаленной точки водопотребления и емкость водонапорного бака или подземного резервуара;

-рассчитывают мощность, подбирают тип насоса и электродвигатель.

При расчете сетей предполагается, что для производственных нужд вода забирается в виде сосредоточенных расходов, а для хозяйственно-питьевых целей равномерно по длине магистральных линий. Расчетный расход складывается из транзитного, путевого и сосредоточенного расхода. При определении путевых расходов воды Qп необходимо знать ее удельный расход:

где l – длина участка с равномерно-распределенным (путевым) расходом.

Место на схеме водопроводной сети, где поток распределяется по нескольким линиям, называется узлом сети, а часть магистрали – участком. При отсутствии сосредоточенного расхода в узле расчетный расход на участке:

где α – коэффициент, зависящий от характера отбора воды на участке (для кольцевой сети α = 0,5).

предприятий Ксут =1,1).

Максимальный расчетный часовой расход (графа 8 таблицы 2.5):

неравномерности водопотребления.

Для жилищно-коммунального сектора Кч.макс определяется из выражения:

В нормы включен расход воды на мойку помещений, клеток, станков, молочной посуды, охлаждение молока, приготовление кормов и др.

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления подсчитывается по формуле (и заносится в графу 6 таблицы 2.5):

2. Расчет сельскохозяйственного водоснабжения (расчетно-графическая работа)

2.1. Содержание работы

Каждый студент выполняет задание в соответствии с данными, указанными в вариантах (см. табл. Приложение 1). Необходимо (с учётом схемы расположения объектов водоснабжения) подобрать диаметры труб на участках водопровода, определить высоту водонапорной башни, ёмкость её резервуара, подобрать насос. Застройку ферм, комплексов и ремонтных предприятий принять одноэтажной; противопожарное водоснабжение предусмотреть объединённым с хозяйственно-питьевым.

Расположение, расстояния, отметки высот и уровень воды в источнике, местонахождение объектов указаны на картах № 1, 2, 3,4, 5, 6 по вариантам (см. Приложение 2).

За источник водоснабжения принять подземные воды, качество которых удовлетворяет требованиям ГОСТа 2874-82.

2.2. Оформление расчётно-графической работы

Работа представляется в виде записки, содержащей расчёты и итоговые таблицы. Записка дополняется следующими графическими материалами:

1.Карта местности с нанесённой трассой водопровода, указанием высотных отметок, длин отдельных участков водопровода и диаметра труб (см. Приложение 2).

2.Продольный профиль трассы от башни до диктующей точки с нанесением численных величин указанных параметров (Приложение

3, рис.1).

3.Интегральная кривая потребления и подачи воды (Приложение

3, рис.2).

4.Относительное высотное расположение уровня воды в источнике, насоса, ypoвня воды в бaкe водонапорной башни с нанесением величины гидравлических потерь во всасывающей и водонапорной трубах (Приложение 3, рис.3).

Записка выполняется на бумаге формата А4 в соответствии с требованиями действующих ГОСТов и правил.

Литература

1.Усаковский В. М. Водоснабжение в сельском хозяйстве. - М.:

Колос, 1981.

2.Мурашев С. И. и др. Сельскохозяйственные мелиорации и водоснабжение. - М.: Колос, 1976.

3.Белянчиков Н. Н., Смирнов А. И. Механизация животноводства.

-М.: Колос, 1983.

4.Мельников С. В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. - М.: Aгpопромиздат, 1985.

5.Палишкин Н. А. Гидравлика и сельскохозяйственное водоснабжение.- М: Aгpопромиздат, 1990.

6.Oводoвa Н. В. Расчёты проектирования сельскохозяйственного водоснабжения и обводнения. - М.: Колос, 1995.

2.3.Расчет водоснабжения

Первоочередная задача при расчете выбранной системы водоснабжения состоит в определении расчетного количества воды, которое должна обеспечивать эта система. Размер потребления воды зависит от количества водопотребителей и индивидуальных норм водопотребления. Нормой водопотребления называется количество воды, расходуемой на определенные нужды или на единицу вырабатываемой продукции в единицу времени. Для хозяйственно- бытовых нужд эти нормы обычно даются в литрах в сутки на одного потребителя, а для производственно-технологических – в литрах на единицу продукции, машину и т.д.

Нормы водопотребления устанавливаются соответствующими нормативными документами (СНиП 11-31-74)

В таблицах 2.1, 2.2, 2.3 даются действующие нормы хозяйственно- питьевого водопотребления для населенных пунктов с учетом степени их благоустройства; и животноводческих ферм и комплексов, а также производственных предприятий (ремонтных заводов; мастерских; заводов по переработке сельскохозяйственной продукции).

Расчёт водоснабжения производится с соблюдением положений, изложенных в СНИП 2.04.02-84 (Строительные нормы и правила,

часть 2, глава 31, 1974).

Хозяйственно-питьевое потребление воды населения принять по таблице 2.1.