Гидравлический расчет: подбор оборудования для водоснабжения здания.

Определяем потери напора на расчетных участках:

,

где h_l - потеря напора на трение по длине потока, линейная потеря напора (м);

h_m - местная потеря напора.

Линейные потери напора в круглых трубах при равномерном движении жидкости определяется по формуле Дарси-Вейсбаха:

,

где λ - коэффициент гидравлического сопротивления,

l –длина, м,

d - внутренний диаметр трубопровода расчетного участка,

V - средняя скорость движения воды в трубопроводах расчетного участка,

g - ускорение свободного падения.

В трубопроводах внутреннего водопровода линейные потери обычно значительно больше местных потерь h₁>>Σh_m , поэтому в расчете принимаем:

Σh_m = k₁·h₁,

где k = 0,3;

h₁ - потери напора на трение по длине трубопровода, м;

Σh_m = 0,3·1,934 = 0,5802 м.

В системах хозяйственно-питьевого водопровода k₁=0,3, т. е. согласно нормам он принимается 30% от линейных потерь.

Выбираем счетчик воды и определяем потери напора в нем.

Средний часовой расход холодной воды за сутки наибольшего водопотребления определяется по формуле:

, м³/ч

где q^c_u - норма расхода воды в час наибольшего водопотребления, л/сут, q^c_u =260 л/сут, Т - время потребления воды, ч, Т = 24 ч.

q_c^T=260*91,2/1000*24=0,988 м³/ч. По расчету принимаем крыльчатый водомер. Потери напора в счетчике определяются по формуле:

h_сч = S· q_т = 0,1·0,73=0,073 м,

где S - гидравлическое сопротивление счетчика, S = 0,1 (м³/ч).

Определяем требуемый напор для внутреннего водопровода. Требуемый напор в наружной сети у ввода в здание определяется по формуле:

H_тр= Н_г + h_вв + h_сч + Σh₁ + Σh_m +H_f ,

где Н_г - геометрическая высота подъема воды от отметки гарантийного напора в наружной сети водопровода до отметки диктующего водоразборного устройства, м. Значение величины Н_г определяется по формуле:

Н_г= h_пл + (n_эт - 1) · h_эт + h_кр,

где h_пл = (Z_1пл - Z₃₃) – превышение отметки чистого пола первого этажа Z_1пл над отметкой гарантийного напора, в качестве которой принимается отметка поверхности земли у здания z₃₃ (м)

Z_1пл = 88,0 м ,

Z₃₃ = 87,5 м,

h_пл = 88,0 – 87,5 = 0,5 м,

h_эт – высота этажа, м,

h_эт = 3 м,

h_кр - высота расположения крана диктующего водоразборного устройства над полом верхнего этажа, м,

h_кр =1,5 м,

Н_г = 0,5 + (4 - 1) · 3 + 1,5= 11 м,

h_вв - потеря напора на трение по длине ввода, м,

h_вв = 6,356 м,

H_f - свободный напор перед диктующим водоразборным устройством,

H_f = 3 м.

Н_тр = 11 + 6,356 + 0,073+ 1,934+ 0,5802+ 3 = 22,9 м.

Н_гар> Н_тр, т. е. повысительная установка не требуется (Н_гар=24,5 м, Н_тр = 22,9 м).

4. Расчет сети внутренней канализации.

Определяем минимальную глубину заложения канализационных трубопроводов: h_зт = h_пром.- l,

где h_пром - глубина промерзания грунта, м; h_пром = 2 м,

l = 0,3 м для труб диаметром менее 500 мм,

l = 0,5 для труб диаметром более 500 мм

h_зт = 2- 0,3 = 1,7 м.

Гидравлический расчет трубопроводов производится, назначая скорость V [м/с] наполнения H/d таким образом, чтобы выполнялось условие: . К = 0,6 - для труб чугунных и керамических. Расчет заключается в определении диаметра трубопровода и их уклона, обеспечивающих пропуск воды с требуемой скоростью движения и степенью наполнения труб.

Определение расчетного расхода сточных вод. Число жителей, обслуживаемых стояком, U = 91,2 чел.

Общий секундный расход воды санитарным прибором (ванной со смесителем) q_o^tot = 0,25 л/с, расход сточных вод от санитарного прибора (унитаза) q_o^s = 1,6 л/с, общая норма расхода воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления q_hr,u^tot = 12,5 л/с Вероятность действия санитарных приборов определяется по формуле:

P^tot = 12,5*91,2/3600*0,25*96 = 0,0132,

N_пр=4пр*n_кв*n_эт=4*6*4=72

В зависимости от произведения N·P^tot определяется коэффициент α.

= 16*0,0132 = 0,2112,  = 0,458

Общий максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети определяют по формуле:

q^tot=5·q_о^tot ·α, л/с,

q^tot=5*0,25*0,458 = 0,5725 л/с.

Расчетный расход сточных вод через стояк определяется:

1) при q^tot > 8 л/с: расход стояка q^s_ст = q^tot, л/с;

2) при q^tot 8 л/с: расход стояка q^s_ст = q^tot + q_o^s , л/с,

= 0,5725+ 1,6 = 2,1725 л/с.

Расход сточных вод через выпуски, объединяющие несколько стояков, определяется по формуле:

q^sвып = 3*2,1725 = 6,5175л/с

Определяем скорость движения сточных вод в горизонтальных трубопроводах. Задаём степень наполнения трубопровода H/d: H/d = 0,3 – 0,5 для d = 50 и 100 мм ; H/d = 0,3 – 0,6 для d = 150 и 200 мм .

Принимаем а = H/d = 0,5.

Площадь живого сечения потока рассчитывается по формуле:

где φ = (3,14 + 2·α) - угол в рад.

sin(α) = [(а/0,5)-1], α - угол в рад.

d - внутренний диаметр трубопровода, м ,

d = 0,1м

, м²

Скорость движения сточных вод на расчетных участках горизонтальных трубопроводов определяется по формуле:

м/c,

V=0,83 м/с

где q^s - расход сточных вод, л/с;

ω - площадь живого сечения потока,