Расчет наружного водопровода текстильного комбината

 

q – расход воды на участке,

S = А · L – сопротивление участка (приложение Б или табл. 34[1]).

 

Определяем потери напора на участках.

I полукольцо:

участок 4 – 3: h4-3 = S4-3 · q24-3 = 0,20260 · (4,98)2 = 5,02 м вод. ст,

участок 3 – 2: h3-2 = S3-2 · q23-2 = 0,03868 · (11,37)2 = 5 м вод. ст,

участок 2 – 1: h2-1 = S2-1 · q22-1 = 0,00556 · (21,74)2 = 2,63 м вод. ст.

II полукольцо:

участок 4 – 5: h4-5 = S4-5 · q24-5 = 0,18702 · (4,98)2 = 4,64 м вод. ст,

участок 5 – 6: h5-6 = S5-6 · q25-6 = 0,03385 · (11,36)2 = 4,36 м вод. ст,

участок 6 – 1: h6-1 = S6-1 · q26-1 = 0,00927 · (20,64)2 = 3,94 м вод. ст.

Проверка:

ΣhI = h4-3 + h3-2 + h2-1 = 5,02 + 5 + 2,63 = 12,65 м вод. ст,

ΣhII = h4-5 + h5-6 + h6-1 = 4,64 + 4,36 + 3,94 = 12,94 м вод. ст,

Δh = ΣhII – ΣhI = 12,94 – 12,65 = 0,29 м вод. ст

Δh =  0,29 м вод.ст – невязка водопроводной сети

При расчете водопроводной сети “до пожара” допустимая невязка составляет  Δh ≤ 0,5 м вод. ст.

Таким образом, после введения поправочных расходов невязка водопроводной сети получилась в пределах допустимого значения, т.е. 0,29 < 0,5.

Потери напора в сети:

 м вод. ст.

 

5   Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск воды “при пожаре” (проверочный расчет)

 

Расчет проводится для проверки подобранных диаметров труб “до пожара” и пропуска по ним расчетных расходов воды “при пожаре”. Если на каком-либо участке водопроводной сети скорость движения воды “при пожаре” будет больше допустимой, т.е. 2,5 м/с, то на этом участке диаметр трубы должен быть увеличен. Проверочный расчет ведется в том же порядке, как и расчет “до пожара”.

Составляем расчетную схему водопроводной сети “при пожаре”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3. Расчетная схема водопроводной сети “при пожаре”.

 

Q'расч. = 65,04 л/с – расход воды “при пожаре”.

Точки 1,2,3,4,5,6,7 – точки (узлы) отбора воды, т.е. узловые расходы.

Точка 4 – пожарный гидрант, от которого производим наружное пожаротушение с расходом Qн.п. = 30 л/с. Это диктующая точка, т.е. точка встречи потоков воды. Получили два полукольца: I полукольцо – 1-2-3-4, II полукольцо – 1-7-6-5-4.

Определяем расходы воды на участках водопроводной сети “при пожаре”.

 

 

I полукольцо:

участок 4 – 3: q’4-3 = Qн.п. /2 = 30/2 = 15 л/с,

участок 3 – 2: q’3-2 = q3 + q4-3 = 4,54+15 = 19,54л/с,

участок 2 – 1: q’2-1 = q4 + q3-2 = 5,65+19,54 = 25,19 л/с.

 

 

II полукольцо:

участок 4 – 5: q’4-5 = Qн.п. /2 = 30/2 = 15 л/с,

участок 5 – 6: q’5-6 = q2 + q4-5 = 12,28+15 = 27,28 л/с,

участок 6 – 7: q’6-7 = q1 + q5-6 = 4,4+27,28 = 31,68 л/с,

участок 7 – 1: q’7-1 = q5 + q6-7 = 8,17+31,68 = 39,85 л/с.

Проверка:

Q'расч..= q’2-1 + q’7-1 = 25,19 + 39,85 =65,04 л/с.

 

Диаметры труб на участках принимаем те же, которые были приняты при расчете “до пожара”, т.е.:

участок 4 – 3: d4-3 = 100 мм,

участок 3 – 2: d3-2 = 125 мм,

участок 2 – 1: d2-1 = 150 мм,

участок 4 – 5: d4-5 = 100 мм,

участок 5 – 6: d5-6 = 125 мм,

участок 6 – 7: d6-7 = 150 мм,

участок 7 – 1: d7-1 = 150 мм.

   

Определяем потери напора в водопроводной сети “при пожаре”. Для этого составляем таблицу № 5.

 

Таблица 5 – Гидравлический расчет водопроводной сети (при пожаре)

 

полукольцо	Участок		длина участка, L (м)	d, мм	q’, л/с		сопротивление S = A · L	h’ = S · q2		Первое исправление				скорость, V (м/с)
										S · q	Δq	q’1 = q +Δq	h’1=S · (q’1)2
I	1-2		150	150	25,19		0,00556	3,55		0,14	+1,7	26,89	4,02	1,43
	2-3		400	125	19,54		0,03868	14,77		0,75	+1,7	21,24	17,45	1,52
	3-4		550	100	15,0		0,17143	38,57		2,57	+1,7	16,7	47,81	2,2
Σh’I = 56,89 м вод. ст                          Σh’II = 69,28 м вод ст
II	1-7	250		150	39,85	0,00927		14,72	0,37		-1,7	38,15	13,43	2,19
	7-6	350		150	31,68	0,01298		13,02	0,41		-1,7	29,98	11,66	1,53
	6-5	600		125	27,28	0,05803		43,18	1,58		-1,7	25,58	37,97	1,89
	5-4	100		100	15,0	0,03117		7,01	0,47		-1,7	13,3	5,51	1,47
Σh’II = 77,93 м вод. ст                          Σh’III = 68,63 м вод. ст

 

Определяем потери напора на участках.

I полукольцо:

участок 4 – 3: h’4-3 = S4-3 · q24-3 = 0,17143 ·(15,0)2 = 38,57 м вод. ст,

участок 3 – 2: h’3-2 = S3-2 · q23-2 = 0,03868 · (19,54)2 = 14,77м вод. ст,

участок 2 – 1: h’2-1 = S2-1 · q22-1 = 0,00556 · (25,19)2 = 3,55 м вод. ст.

II полукольцо:

участок 4 – 5: h’4-5 = S4-5 · q24-5 = 0,03117 · (15,0)2 = 7,01 м вод. ст,

участок 5 – 6: h’5-6 = S5-6 · q25-6 = 0,05803 · (27,28)2 = 43,18 м вод. ст,

участок 6 – 7: h’6-7 = S6-7 · q26-7 = 0,01298 · (31,68)2 = 13,02 м вод. ст,

участок 7 – 1: h’7-1 = S7-1 · q27-1 = 0,00927 · (39,85)2 = 14,72 м вод. ст.

Проверка:

Σh’I = h’4-3 + h’3-2 + h’2-1 = 3,55+14,77+38,57 = 56,89 м вод. ст,

Σh’II = h’4-5 + h’5-6 + h’6-7 + h’7-1 =7,01+43,18+13,02+14,72=77,93 м вод. ст,

Δh’ = Σh’I – Σh’II = 77,93 – 56,89 = 21,04 м вод. ст.

 

Для данного периода, т.е. “при пожаре”, допустимая невязка водопроводной сети составляет:Δh ≤ 1,0 м вод. ст. В расчете допустимая невязка получилась больше.

Δh’ ≥ Δh, т.е.  21,04 м вод.ст ≥ 1,0 м вод. ст.

В связи с этим производим перераспределение потока (расходов воды по участкам) на величину поправочного расхода Δq:

               л/с.

Для определения величины поправочного расхода (Δq) определяем (S·q) в каждом  полукольце.

I полукольцо:

участок 4 – 3: S4-3 · q’4-3 = 0,17143 · 15,0 = 2,57,

участок 3 – 2: S3-2 · q’3-2 = 0,03868 · 19,54 = 0,75

участок 2 – 1: S2-1 · q’2-1 = 0,00556 · 25,19 = 0,14.

II полукольцо:

участок 4 – 5: S4-5 · q’4-5 = 0,03117 · 15,0 = 0,47,

участок 5 – 6: S5-6 · q’5-6 = 0,05803 · 27,28 = 1,58,

участок 6 – 7: S6-7 · q’6-7 = 0,01298 · 31,68= 0,41,

участок 7 – 1: S7-1 · q’7-1 = 0,00927 · 39,85 = 0,37.

Тогда ΣS·q = 2,57 + 0,75 + 0,14 + 0,47 + 1,58 + 0,41 + 0,37 = 6,29.

На недогруженных участках I полукольца, где потери напора меньше, к расходам воды прибавляем величину поправочного расхода Δq = +2,9 л/с.

На перегруженных участках II полукольца, где потери напора больше, от расходов вычитаем величину поправочного расхода Δq = –2,9 л/с.

 

Определяем расходы воды по участкам сети с учетом величины поправочного расхода.

I полукольцо:

участок 4 – 3: q’1 = q’4-3 + Δq = 15,0 + 1,7 = 16,7 л/с,

участок 3 – 2: q’1 = q’3-2 + Δq = 19,54 + 1,7= 21,24л/с,

участок 2 – 1: q’1 = q’2-1 + Δq = 25,19 + 1,7 = 26,89 л/с.

II полукольцо:

участок 4 – 5: q’1 = q’4-5 – Δq = 15,0 – 1,7 = 13,3 л/с,

участок 5 – 6: q’1 = q’5-6 – Δq = 27,28 – 1,7 = 25,58 л/с,

участок 6 – 7: q’1 = q’6-7 – Δq = 31,68– 1,7 = 29,98 л/с,

участок 7 – 1: q’1 = q’7-1 – Δq = 39,85 – 1,7 = 38,15 л/с.

 

После перераспределения расходов воды определяем потери напора на

участках.

I полукольцо:

участок 4 – 3: h’14-3 = S4-3 · (q’1)2 = 0,17143 · (16,7)2 = 47,81 м вод. ст,

участок 3 – 2: h’13-2 = S3-2 · (q’1)2 = 0,03868 · (21,24)2 = 17,45 м вод. ст,

участок 2 – 1: h’12-1 = S2-1 · (q’1)2 = 0,00556 · (26,89)2 = 4,02м вод. ст.

II полукольцо:

участок 4 – 5: h’14-5 = S4-5 · (q’1)2 = 0,03117 · (13,3)2  = 5,51 м вод. ст,

участок 5 – 6: h’15-6 = S5-6 · (q’1)2 = 0,05803 · (25,58)2 = 37,97 м вод. ст,

участок 6 – 7: h’16-7 = S6-7 · (q’1)2 = 0,01298 · (29,98)2 = 11,66 м вод. ст,

участок 7 – 1: h’17-1 = S7-1 · (q’1)2 = 0,00927 · (38,15)2 = 13,49 м вод. ст.

Проверка:

Σh’1I = 47,81 + 17,45 + 4,02 = 69,28 м вод. ст,

Σh’1II = 5,51 + 37,97 + 11,66 + 13,49 = 68,63 м вод. ст,

Δh’1 = Σh’1I – Σh’1II = 69,28 – 68,63 = 0,65 м вод. ст.

 

Так как Δh < 1,0 м, то невязка водопроводной сети допустимая. Потери напора в водопроводной сети:

h’ = (Σh’1I + Σh’1II )/2 = (69,28 + 68,63)/2 = 69 м вод. ст.

Скорость потока воды на участках определяется по приложению 2 из задания, зная диаметр и расход воды на участках.

 

6   Расчет водоводов

 

Расчет водоводов производим по максимальному секундному расходу воды. От насосной станции второго подъема до текстильного комбината проложены два водовода длиной по 400 метров каждый (см. генплан).

В часы максимального водопотребления насосы, установленные в насосной станции второго подъема, подают воду на хозяйственно-питьевые и производственные нужды в количестве 42,38 л/с (табл.2 гр.14).

При аварии одного из водоводов и пожаре на комбинате, другой водовод должен обеспечить подачу воды в количестве 100 % для целей пожаротушения и 70 % на хозяйственно-питьевые цели, т.е.:

 

                       л/с.

По расходу воды Q = 64,666 л/с выбираем диаметр водоводов по приложению А или по табл. 33[1]. Принимаем чугунные водоводы диаметром 250 мм. Скорость движения воды составляет 1,21 м/с.

Так как водоводы работают в две линии, то до пожара по каждому из них пройдет половина расчетного сменного расхода воды, т.е.:

                         л/с.

 

Потери напора в водоводе до пожара составляют:

hвод =S · q2 = 0,00101 · (21,19)2 = 0,45 м вод. ст.

где: S – сопротивление чугунного трубопровода (табл.34[1]).

Потери напора в одном водоводе при пожаре составляют:

h’вод = S · q2 = 0,00101 · (64,666)2 = 4,22 м вод. ст.

 

7   Расчет запасных  и запасно-регулирующих емкостей

 

7.1   Расчет объема  резервуара чистой воды

 

Объем резервуара чистой воды определяется:

 

Wобщ = Wнпз + Wрег + Wс.н. ,  

 

где:

Wобщ – общий объем воды в резервуаре, м3;

Wнпз – объем неприкосновенного противопожарного запаса воды, м3;

Wрег – регулирующий объем воды (принимается 18% от сменного водопотребления), м3;

Wс.н. – объем воды для собственных нужд (принимается 3% от сменного водопотребления), м3.

 

Объем сменного водопотребления Wс.в. определяется:

 

 м3,

 м3.

  

Регулирующий объем воды определяется:

Wрег. = 0,18 · Wс.в. = 0,18 · 855,846 = 154 м3.

 

Объем воды для собственных нужд определяется:

Wс.н. = 0,03 · Wс.в. = 0,03 · 855,846 = 25,7 м3.

 

 

Объем неприкосновенного запаса воды определяется:

 м3.

 

Следовательно:

Wобщ. = 702,4 + 154 + 25,7 = 882,1 м3.

 

 

 

В соответствии с п. 9.29 [1] количество резервуаров в одном узле должно быть не менее двух. Принимаем два типовых резервуара емкостью по 500 м3 каждый. Типовой проект 901-4-15, размеры 5,1 х 12 м, монолитный, цилиндрический, железобетонный.

 

7.2  Расчет объема бака водонапорной башни

 

Объем бака водонапорной башни определяется:

 

Wбв.б. = Wнпз + Wрег. , 

где:

Wнпз – объем неприкосновенного запаса воды, м3;

Wрег. – регулирующий объем, (принимается 6% от сменного водопотребления), м3.

 

Объем неприкосновенного запаса воды определяется:

 м3.

 

Регулирующий объем воды определяется:

Wрег. = 0,06 · Wс.в. = 0,06 · 855,846= 51,35 м3.

 

Следовательно:

Wбв.б. = 51,35 + 16,82 = 68,17 м3.

 

Принимаем бак водонапорной башни объемом 100 м3. Типовой проект

4-18-664, сборный железобетонный, цилиндрический.

 

Диаметр бака водонапорной башни определяется:

м.

   

Высота бака водонапорной башни определяется:

 м,  где:

0,2 – запас высоты на случай  переполнения бака водонапорной башни.

 

 

7.3  Расчет высоты расположения дна бака водонапорной башни

Высота расположения дна бака водонапорной башни определяется, исходя из того, что для поддержания давления во внутренней сети требуемый напор должен быть обеспечен при самом низком уровне воды в баке.