4. Гидравлический расчет водоводов

Цель гидравлического расчета водоводов - определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы, как и водопроводная сеть, рассчитываются на два режима работы: на пропуск хозяйственно-питьевых, производственных расходов воды в соответствии с режимом работы НС-II, и на пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных расходов и расходов на пожаротушение с учетом требований п. 2.21 [4].

Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диаметров труб водопроводной сети, изложенная в разделе 2. В рассматриваемом примере задано, что водоводы проложены из стальных труб и длина водоводов от HC-II до водонапорной башни l_вод=1000 м. Учитывая, что в примере принят неравномерный режим работы HC-II с максимальной подачей насосов Р=2,5+2,5=5% в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:

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

При значении Э=0,75 из приложения 2 определяем диаметр водоводов . Скорость воды в водоводе определяется из выражения, где- площадь живого сечения водовода.

При расходе Q_вод=88,6 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,3 м будет равна:

Потери напора определяются по формуле [4]:

Для стальных труб (приложение 10 [4])

; ; ;

Потери напора в водоводах составят:

Общий расход воды в условиях пожаротушения в рассматриваемом примере равен . Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения: .

При этом скорость движения воды в трубопроводе:

Потери напора в водоводах при пожаре:

Потери напора в водоводах (h_вод, h_вод._пож.) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

5. Расчет водонапорной башни

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

5.1. Определение высоты водонапорной башни

Высота водонапорной башни определяется по формуле:

,

где: 1,1 –коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (п. 4, приложение 10 [4]);

h_c – потери напора водопроводной сети при работе ее в обычное время;

z_дт, z_вб – геодезические отметки соответственно в диктующей точке и вместе установки башни.

Минимальный напор Н_св в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание согласно п. 2.26 [4] должен быть равен

где n - число этажей.

В рассматриваемом примере h_c =4,56 м (см.2.1).

и

5.2. Определение емкости бака водонапорной башни

Емкость бака водонапорной башни должна быть равна п. 9.1 [4]:

,

где: W_рег – регулирующая емкость бака:

,

где: К – коэффициент, учитывает регулирующий объем бака водонапорной башни в % от суточного расхода воды в поселке.

- общий расход воды в населенном пункте за сутки.

W_н.з. – объем неприкосновенного запаса воды, величина которого определяется в соответствии с п. 9.5 СНиП 2.04.02-84* из выражения:

Первое слагаемое – запас воды, необходимый на 10-ти минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара; второе слагаемое– запас воды на 10 минут, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

Регулирующий объем воды в емкостях (резервуарах, баках водонапорных башен) 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^*.

Объем воды для хозяйственно–питьевых нужд и для целей пожаротушения может быть определен таким образом:

это для Q_хоз в л/с и при

это для Q_пож в л/с при

При этом нужно иметь в виду, что противопожарный объем воды водонапорной башни, общей для населенного пункта и промышленного предприятия, надлежит принимать по большему расчетному расходу для предприятия или населенного пункта.

Регулирующий объем воды в емкостях (резервуарах, баках водонапорных башен) должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле, приведенной в п. 9.2 [4]. В нашем примере определен график водопотребления и предложен режим работы HC-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К=2,93 % от суточного расхода воды в поселке (раздел 3):

где =12762 м³/сутки (табл. 1.3).

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

Согласно табл. 1.3:

Таким образом,

По приложению 3 принимаем водонапорную башню (номер типового проекта 901-5-28/70) высотой 25 м с баком емкостью 800 м³.

Зная емкость бака определяем его диаметр и высоту:

,

В рассматриваемом примере эти величины составят:

,

Принципиальная схема водонапорной башни и ее оборудования показана на рис.13.29 стр. 301 литературы [2]. При выполнении курсового проекта необходимо привести эту схему, проставить полученные в результате расчетов размеры ствола и бака водонапорной башни, указать уровень неприкосновенного пожарного запаса воды, пояснить назначение оборудования и предложить способ сохранения НПЗ воды.