Задача №2
Покажите графически как изменится характеристика совместной работы 2 насосов насосной станции II подъема и трубопроводов при: 1) увеличении удельного сопротивления вследствие зарастания трубопроводов, 2) увеличении этажности застройки в связи с чем геометрический напор станет равным 34 м.
Предложите варианты реконструкции. Определите параметры новой режимной точки (QиН ) при изменении характеристики совместной работы насосов и трубопроводов.
Характеристика насоса представлена таблицей, длина трубопроводов L=1000 м, S1= 0,3 с2/м6 ,S2= 2,53 с2/м6, Нг=26м.
Характеристика насоса
-
Q, м3/ч
0
300
600
900
H,м
54
61
56
42
Примечание:В первую очередь
необходимо построить напорную
характеристику 2 насосов в координатахQ-H.
Затем, используя формулу для определения
потерь напора в трубопроводахh=
SoQ2l,
(1), определить потери напора, где
значения расходаQможно
назначить как 300, 600, 900 м3/ч и т.д.
но предварительно разделив эти величины
на количество трубопроводов. После чего
построить характеристику трубопроводовQ-hтрЗначенияhтропределится какhтр
=Нг+h,(2). Точка пересечения характеристик
насосов и трубопроводов показывает
значение режимной точки – рабочих
параметровQиН,которые
обеспечивает данная система.
Для построения характеристики трубопровода при увеличении удельного сопротивления необходимо вычислить потери напора в трубопроводах по формуле (1) для нового значения удельного сопротивления. Затем определитьhтрпо формуле (2), после чего построить характеристику трубопроводов. Из графика определить параметрыQиНновой режимной точки.
При увеличении этажности жилой застройки увеличится геометрическая высота поднятия жидкости. При построении характеристики трубопроводов необходимо вычислить значения hтрпо формуле (2), после чего определить параметры новой режимной точкиQиН.
Проанализировав результаты, предложить варианты реконструкции.
Задача № 3.
Определите скорость и потери напора в решетках водоприемных отверстий водозабора при увеличении расчетной производительности очистных сооружений. Предложите варианты реконструкции.
|
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Первоначальный суточный расход Q, тыс.м3/сут |
20 |
30 |
150 |
400 |
70 |
60 |
120 |
110 |
200 |
15 |
|
Суточный расход после расширения ВОС, тыс.м3/сут |
30 |
38 |
190 |
500 |
90 |
100 |
150 |
140 |
260 |
20 |
|
Тип водоприемника: береговой (Б) русловой (Р) |
Р |
Р |
Б |
Б |
Р |
Р |
Б |
Р |
Б |
Р |
|
Форма стержней решетки: круглая (К) прямоугольная (П) |
П |
К |
П |
К |
П |
К |
П |
К |
П |
К |
|
Толщина стержней с,мм |
3 |
4 |
5 |
6 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
3 |
|
Расстояния между стержнями а, мм |
10 |
12 |
16 |
20 |
12 |
12 |
15 |
20 |
20 |
8 |
Решение:
Qперв=35 тыс.м3/сут, Qувел=40 тыс.м3/сут, тип водоприемника – русловой, толщина прямоугольных стержнейс=3мм,а=10 мм.
Площадь водоприемных отверстий определяется по формуле:
где Q– расчетный расход одной секции, м3/с,
для одной секции Q = 35000/24/3600/2=0,203 м3/с
- расчетная скорость втекания воды в
водоприемные отверстия, для береговых
водоприемных отверстий –
=
0,2-0,6 м/с; для русловых –
=0,1-0,3
м/с.
К– коэффициент, учитывающий стеснение отверстий стержнями решеток:
a– расстояние между стержнями в свету,с – толщина стержней.
К=(10+3)/10=1,3
При увеличении производительности ВОС расход станет равным:
Q = 40 000/24/3600/2=0,231 м3/с,
тогда скорость движения воды в водоприемных окнах тоже увеличится и определится как:
Местные потери определяют по формуле:
- коэффициент местного сопротивления,
для решеток:
- коэффициент, зависящий от формы стержней
решетки, для круглых сечений
=1,73;
для прямоугольных
=2,34.
- угол наклона решетки к горизонту, при
вертикальном расположении sin
=1.
Вывод:При увеличении производительности ВОС скорость движения воды в водоприемных окнах не превышает значений допустимой (0,3 м/с), следовательно, нет необходимости предусматривать мероприятия по реконструкции водоприемного колодца.
Задача № 4.
Определите на сколько м3/сут можно увеличить производительность реагентного хозяйства водоочистной станции при замене типа коагулянта.
|
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |||
|
Суточный расход Qсут, тыс.м3/сут |
20 |
30 |
50 |
40 |
70 |
100 |
18 |
60 |
35 |
150 | |||
|
Тип коагулянта: до реконструкции – после реконструкции –
|
квасцы алюмокалиевые
сульфат алюминия очищ. |
сульфат алюминия очищ.
оксихлорид алюминия |
сульфат алюминия неочищ.
сульфат алюминия очищ. | ||||||||||
|
Доза коагулянта Дк, мг/л |
110 |
120 |
40 |
70 |
100 |
80 |
65 |
90 |
100 |
75 | |||
Решение:Определим на сколько м3/сут можно увеличить производительность реагентного хозяйства водоочистной станции Qсут=36 тыс.м3/сут при замене сульфата алюминия очищенного на алюминат натрия. Дк=90 мг/л.
Суточный расход коагулянта определится по формуле:
где Qсут– суточная производительность ВОС, м3/сут
Дк– доза коагулянта, мг/л
р– содержание активного безводного продукта в техническом, % (см. прил.4)
На этот суточный расход коагулянта определяют объем растворных баков.
При изменении типа коагулянта на алюминат натрия содержание активной части в товарном продукте увеличится до 50%, тогда суточная производительность составит:
Ответ:возможное увеличение производительности составит 63.166,67-36.000=27.166,67 м3/сут.
Задача №5.
Определите расчетный расход на участке перед главной насосной станцией, если население увеличилось на Х% и появилиcь новые коммунальные объекты. Район строительства для вариантов: 1-5 – Екатеринбург, 6-10 – Сочи.
|
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Первоначальное население Nперв, тыс.чел. |
10 |
150 |
20 |
23 |
40 |
50 |
60 |
120 |
180 |
200 |
|
Площадь стока, га |
20 |
140 |
30 |
28 |
34 |
60 |
49 |
180 |
240 |
300 |
|
Увеличение населения Х, % |
20 |
10 |
16 |
14 |
15 |
23 |
9 |
7 |
12 |
8 |
|
Расходы коммунальных объектов, м3/сут: школа – гостиница – больница – |
10 - 4 |
3 50 10 |
8 2 3 |
9 3 4 |
15 2 - |
5 2 4 |
12 3 2 |
15 20 30 |
60 20 40 |
70 200 35 |
Средние суточные расходы населенного пункта определятся по формуле:
Qсут=1,1qн N/1000, (1)
где qн- удельное водопотребление на человека в сутки, л/(чел сут)
N- население, чел.N=pF
Средние суточные расходы зданий определятся по формуле:
Qсут=q N/1000, (2)
где q- удельное водопотребление на единицу измерения,прил.3
N- расчетное число потребителей воды
Расчетный расход сточных вод для участка сети определится по формуле:
qр = qсрKo+ qсоср, (3)
Ko- коэффициент неравномерности притока сточных вод, табл1. СНиП или по формуле:
Ko =4,44/qср +1,61, (4)
qср– средний расход сточных вод, определяется по формуле:
qср=qo F, (5)
Модуль стока qoопределяют по формуле:
qo = (Qсут-Qсут ком)/(24 3,6 F), (6)
qсоср- сосредоточенные расходы сточных вод от коммунальных объектов.
Решение:
Nперв = 70 тыс.чел., площадь стока 110 га, Х=21%. Населенный пункт расположен в районе Тюмени. Расходы коммунальных объектов, м3/сут: школа – 200; гостиница – 40; больница – 150.
1. Определим население, которое проживает в населенном пункте в настоящее время:
N=Nперв X/100%=70.000 21/100=84.700 чел.
2. Определим суточный расход в населенном пункте по формуле (1):
Qсут=1,1qн N /1000= 1,1 290 84.700 /1000 = 27.019,3 м3/сут
3. По формуле (6) вычислим модуль стока:
qo = (Qсут-Qсут ком)/(24 3,6 F)=(27.019,3-350)/(24 3,6 110)=2,81 л/(с га)
4. Для определения расчетного расхода сточных вод для участка сети определим средний расход и коэффициент неравномерности притока сточных вод:
qср=qo F=2,81 110=309,1 л/с
Ko =4,44/qср +1,61=4,44/309,1+1,61=1,62
qр = qср Ko+ qсоср = 312,4 1,62+60=566,09 л/с
Задача №6.
Определите на сколько % увеличится суточный расход сточных вод от населенного пункта с первоначальным населением Nперв(см. зад.№1)при увеличении площади жилой застройки наF2,га с плотностью населенияр2, чел/га. Норма водопотребленияqн =320 л/(чел сут).
|
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Увеличение площади F2, % |
5 |
30 |
6 |
4 |
5 |
10 |
9 |
40 |
35 |
75 |
|
Плотность населения р2 |
200 |
260 |
300 |
250 |
310 |
280 |
290 |
330 |
360 |
270 |
Решение:
Nперв = 70 тыс.чел., площадь стока 110 га, увеличение площади жилой застройкиF2=15га с плотностью населенияр2=280 чел/га. Норма водопотребленияqн=280 л/(чел сут).
По формуле (1) определим первоначальный расход сточных вод:
Qсут 1=1,1qн N/1000=1,1 290 70.000 /1000 = 22.330 м3/сут
Определим увеличение населения за счет увеличения площади:
N2=p2F2=280 15=4200 чел.
Тогда суммарное население составит:
N= Nперв+N2=70.000+4200=74.200 чел.
Тогда суточный расход составит:
Qсут 2=1,1 290 74.200/1000=23.669,8 м3/сут
Увеличение расхода в %:
(Qсут 2 -Qсут 1)/ Qсут 1100%=(23.669,8 - 22.330)/ 22.330 100=6,13%
Ответ: При увеличении площади жилой застройки в населенном пункте наF2,га с плотностью населенияр2, чел/га суточный расход сточных вод увеличился на 6,13%.
Задача №7.
Определите наполнение, скорость и уклон в трубопроводе диаметром dпри расходеq1. Предложите вариант реконструкции (устройство трубопровода большего диаметра или протягивание внутри старого трубопровода полиэтиленой оболочки) при увеличении расхода доq2на данном участке сети.
-
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
диаметр d, мм
200
300
350
400
500
500
600
450
700
900
расход q1, л/с
16
30
45
65
118
110
170
84
200
400
расход q2, л/с
23,5
50
69
84
130
133
200
120
270
500