Расчет водоснабжения населенного пункта

Расчет объемов и режимов водопотребления населенным пунктом. Определение расходов воды на хозяйственно-питьевые и промышленные нужды. Выбор системы водоснабжения. Режим работы оборудования сети и водоводов. Расчет магистральной трубопроводной сети.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	04.12.2015
Размер файла	230,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет объемов и режимов водопотребления

1.1 Определение суточных расходов воды

1.1.1Хозяйственно-питьевое водопотребление воды

1.1.2 Водопотребление промышленным предприятием

1.1.3 Общие суточные расходы воды в городе

1.1.4 Определение общего расхода водопотребления населенным пунктом

1.2 Установление режимов водопотребления и определение расчетных часовых расходов

2. Выбор схемы системы водоснабжения и режима работы ее элементов

2.1 Выбор и обоснование схемы системы водоснабжения

2.2 Определение вместимости водонапорной башни и резервуаров чистой воды

3. Магистральная трубопроводная сеть

3.1 Трассировка магистральной водопроводной сети и водопроводов

3.2Начальное потокораспределение и назначение диаметров труб участков

4. Гидравлические расчеты сети и водоводов

4.1 Определение высоты водонапорной башни

5. Описание устройства и оборудования сети и водоводов

Список использованной литературы

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, то есть обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах).

· Обеспечивать хозяйственно-питьевые нужды человека — питьевая вода, приготовление пищи, стирка, уборка жилья, санитарно-гигиенические требования;

· Обеспечивать производственные нужды, которые включают расход промышленных предприятий, транспорта, сельского хозяйства;

· Обеспечить необходимый запас воды для пожаротушения.

Чтобы максимально качественно выполнять цели водоснабжения, производится большая предварительная работа, включающая инженерные изыскания:

· Выявление криогенной текстуры грунта;

· Отбор проб грунта и воды для специальных исследований.

Цели водоснабжения в холодных климатических зонах достигаются наиболее полно, когда в выборе источника воды учитываются:

· Гидрологические условия промерзания;

· Гидрогеологические условия монтажа водоснабжения;

· Использование подземных вод.

1. Расчет объемов и режимов водопотребления

1.1 Определение суточных расходов воды

1.1.1Хозяйственно — питьевое водопотребление воды

Доля хозяйственно — питьевых нужд общий расход воды на нужды населения будет пропорционально числу жителей в населенном пункте. Для определения общего расхода при этом необходимо знать расход на хозяйственно — питьевые нужды, приходящиеся на одного жителя, т.е. удельный расход.

Он слагается из расходов на самые различные нужды в зависимости от характера установленного санитарно — технического оборудования зданий, благоустройства населенного пункта, климатических условий.

Учитывая неравномерность суточного водопотребления населением города , выделяют характерные ( расчетные ) суточные расходы: среднесуточный ( средний за год), в сутки наибольшего водопотребления, в сутки наименьшего водопотребления.

Расчетную численность населения получают как произведение заданной плотности населения и полной населенного пункта, определяемой по генплану.

; где — удельное водопотребление, л/сут на 1 ж

где Р — плотность населения -210 чел/га , — площадь, га (352 га)

73 920 чел * 240= 17 740 800 м3/сут

Среднесуточный расход воды на хозяйственно — питьевые нужды населения определяют :

Расход воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления определяют

17740, 8 = 25830,60 м3/ сут,

где — коэффициент суточной неравномерности водопотребления

= 17740,80 * 0,5 = 5765,76 м3/сут,

Расчетные часовые расходы воды определяют :

— коэффициент учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и др.

водоснабжение расход трубопроводный

-коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте (по табл. 2, СНиП 2.04.02-84).

1.1.2 Водопотребление промышленным предприятием

Расход воды на хозяйственно — питьевые нужды рабочих для горячих цехов -10 л, а в остальных цехах 5 л на каждого работника в смену:

Хозяйственно — питьевые нужды рабочих и служащих в смену определяются:

где =5 л/см =10 л/см

Расход воды на пользование душем определяют, исходя из часового расхода воды на одну душевую сетку 500 л при продолжительности пользовании душем 45 минут после окончания смены

Расход воды на производственные нужды промышленных предприятий принимается на основании технологических расчетов, т.е. в зависимости от населенного оборудования или на единицу выпускаемой продукции, и задается в задании — 20 м3/час

1.1.3 Общие суточные расходы воды в городе

Технологические процессы предприятий требуют воду питьевого качества. Учитывая это, а также то, что устройство раздельных хозяйственно — питьевых, поливочных водопроводов экономически нецелесообразно, принимают объединенную систему водоснабжения, единую для всех потребителей.

В таком случае общие расчетные расходы воды определяют как сумму соответствующих суточных расходов потребителей

17740,80+(118,8+253,44+480)= 18593,04 л/с

1.1.4 Расход воды на пожаротушение

Расчетный расход воды на пожаротушение определяют с учетом нормативного расхода воды на один пожар и числа единовременных пожаров:

Число пожаров в населенном пункте: 2

Расход воды на тушение — 35 л/с

Длительность пожара — 10 мин

1.1.4 Определение общего расхода водопотребления населенным пунктом

1.2 Установление режимов водопотребления и определение расчетных часовых расходов

Водопотребление по часам суток неравномерное и определяется режимами расходования воды различными категориями потребителей

А) режим хозяйственно-питьевого водопотребления населением города характеризуется максимальным коэффициентом часовой неравномерности потребления воды

Где =1,2 — 1,4 — коэффициент учитывающий степень благоустройства зданий, режим работ предприятий и другие местные условия;

— коэффициент, учитывающий количество жителей в населенном пункте( по СНиП)

По вычисленному принимают типовой график водопотребления по часам суток;

Б) режим хозяйственно-питьевого водопотребления рабочих на промпредприятий определяют для каждой смены;

В) режим водопотребления воды для технологические нужды промпредприятия определяется технологическим процессом. Он задан равномерным в течение суток;

Г) общий режим водопотребления городом устанавливают путем сложения расходов воды всеми категориями потребителей в соответствующие часы суток.

2. Выбор схемы системы водоснабжения и режима работы ее элементов

Выбор схемы системы водоснабжения предполагает определение такой ее структуры, чтобы она в любой момент времени обеспечивала надежную и экономичную подачу потребителей необходимых расходов воды требуемого качества и под требуемым напором. Состав принятых элементов и сооружений системы в значительной мере определяет режим их работы.

2.1 Выбор и обоснование схемы системы водоснабжения

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенного группы потребителей водой в требуемых количествах и требуемого качества, с необходимой степенью надежности.

Система водоснабжения населенных мест должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку и подачу к местам потребления.

Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, обычно входящие в состав системы водоснабжения:

А) водозаборные сооружения ,

Б) насосные станции,

В) очистные сооружения,

Г) водоводы и запасные емкости,

Д) регулирующие и запасные емкости.

Так как вода на промпредприятиях может быть питьевого качества, что не препятствует технологическим процессам, то в данном курсовом проекте принята единая система хозяйственно-питьевого противопожарного водопровода. С расположением водонапорной башни в начале сети, в наиболее возвышенном пункте, также принята кольцевая водопроводная сеть.

2.2 Определение вместимости водонапорной башни и резервуаров чистой воды

Полная вместимость бака водонапорной башни складывается из регулирующей вместимости и вместимости для хранения неприкосновенного 10 минутного запаса воды для тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров.

W = = 21+1256,89 = 1277,89 )

расход воды городом, %

подача воды насосами, м3

поступление воды в бак, м3

расход воды из бака, м3

остаток воды в баке к концу часа, м3

3. Магистральная трубопроводная сеть

3.1 Трассировка магистральной водопроводной сети и водопроводов

Для удовлетворения требований, предъявляемых к системам подачи и распределения воды, трассировка магистральных сетей и водопроводов должна осуществляться исходя из следующих рекомендаций:

1. Сеть должна достаточно равномерно распологаться на территории города с учетом возможности экономичного (кратчайшего) и надежного подключения к ней крупных потребителей воды(промпредприятий). Участки сети прокладываются по улицам и обеспечением двухстороннего подключения к ним крупных распределительных линий и домовых вводов. Протяженность чисто транзитных магистралей (проходящих через незастроенную и не подлежащую застройке территорию) и участков с односторонним отборам (застройка только с одной стороны) должна быть минимальна.

2. Вода от источника до потребителей должна транспортироваться кратчайшими путями с учетом естественных и искусственных препятствий и возможности производства работ с применением техники и механизмов при строительстве и эксплуатации.

3. Требование надежности (при аварии водовода или любого участка не должно превышать 30%, а напор во всех точках сети при этом должен быть менее 10 мм.вод.ст) обеспечиваются путем прокладки 2-х водоводов, и устройством кольцевой магистральной сети с организацией ремонтных участков.

4. Водонапорная башня размещается в самой высокой точке естественного рельефа на территории города или в его окрестностях. Тем самым обеспечивается минимальная высота ствола башни.

Трассировку водоводов и сети осуществляют в следующем порядке. Определяются основные направления движения воды от головных водопроводных сооружений к городу и по его территории к потребителям, после чего намечаются трассы водоводов и магистральной сети. Между магистралями (в их начале, середине и конце) предусматривают перемычки, в результате чего получается кольцевая сеть.

При нормальной работе сети магистрали служат как для подачи воды близлежащим потребителям, так и для транзита воды для потребителей, расположенных дальше. Перемычки при этом выполняют только первую функцию.

Для данной курсовой работы приняты схемы, где нет четкого различия между магистралями и перемычками. Все участки выполняют обе вышеуказанные функции как при нормальной работе, так и при авариях.

3.2 Начальное потокораспределение и назначение диаметров труб участков

При заданных конфигурации сети, длине ее линий, местах и величинах отборов воды из сети может быть намечено неограниченное число вариантов распределения расходов воды по ее участкам.

Очень важно, с точки зрения уменьшение объема вычислительных работ, выбрать такой вариант потокораспределения, который бы незначительно отличался от истинного потокораспределения, получаемого в результате увязки сети.

Назначение диаметров труб участков сети является также одним из наиболее ответственных моментов процесса проектирования. Именно от того, какие диаметры будут приняты, зависит фактическое потокораспределение, а задача состоит в том, чтобы при заданной конфигурации сети достичь максимальной надежности пр минимальных затратах.

Минимум затрат обеспечивают назначением экономически наивыгоднейших диаметров труб участков сети.

Диаметры перемычек, осуществляющих переброску транзитных расходов при авариях сети, назначаются конструктивно и равны диаметрам магистралей, следующих за данными перемычками.

4. Гидравлические расчеты сети и водоводов

Целью гидравлической увязки сети является установление истинного потокораспределения путем последовательной корректировки начального потокораспределения при соблюдении баланса расходов в узлах и определение соответствующих потерь напора на участках сети.

Курсовая работа: Расчет системы водоснабжения

Московский Государственный Университет Путей Сообщения

Институт Транспортной Техники и Организации Производства

Кафедра: «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта»

Курсовая работа по дисциплине:

«Технологические энергоносители промышленных предприятий»

Расчет системы водоснабжения

— Построить график нагрузки сети и установить параметры режимов – максимального водопотребления и максимального транзита,

— Выбрать диаметры труб для участков сети, исходя из режима максимального транзита,

— Выполнить внутреннюю увязку сети для двух указанных режимов,

— Построить пьезометрические графики сети и вычислить характеристики водопитателей.

График нагрузки сети

Строится как сумма графиков потребления воды всеми потребителями. Режим максимального водопотребления соответствует часам максимальной нагрузки сети. В режиме максимального транзита нагрузки сети – минимально.

Название: Расчет системы водоснабжения Раздел: Рефераты по строительству Тип: курсовая работа Добавлен 02:18:19 08 марта 2010 Похожие работы Просмотров: 58 Комментариев: 13 Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать

Потребитель	Расход, м 3 /с				Геодезическая высота
	0-6	6-12	12-18	18-24
1	0,02	0,08	0,05	0,03	3,5
2	0,01	0,13	0,09	0,03	5,0
3	0,04	0,10	0,12	0,05	1,5
4	0,02	0,04	0,05	0,01	4,0
5	0,02	0,07	0,07	0,03	5,5
НС	0,5
Б	10,5
∑	0,11	0,42	0,38	0,15

Q _ср – среднесуточная нагрузка системы определяется интегрированием графика нагрузки сети по времени

=(Q_0-6 *6+Q_6-12 *6+Q_12-18 *6+Q_18-24 *6)/24=(0,11+0,42+0,38+0,15)/4= 1,06/4=0,265 м 3 /с

Эта величина равна производительности насосной станции при условии, что в течении суток вода подается насосами равномерно.

Поток воды в водонапорную башню при минимальной нагрузке сети Q_{с min} =0,11 м 3 /с (режим максимального транзита)

В часы максимального водопотребления башня отдает воду в сеть в количестве:

где Q_cmax =0,42 м 3 /с – максимальная нагрузка сети

Выбор диаметров труб для участков сети

Режим максимального транзита (Q_с =min) является определяющим для выбора диаметров. Вначале задается начальное потокораспределение, которое удовлетворяет первому закону Кирхгофа. Для этого, рассматривая конфигурацию сети, как граф, рекомендуется построить дерево графа путем удаления части участков сети, число которых равно n

где p- число участков, m – число узлов, n – количество элементарных контуров

В результате сеть становится тупиковой (контуры в сети отсутствуют, n=0). Для нее просто задать начальное потокораспределение путем суммирования потребления воды, начиная с концевых узлов. На исключенных участках поток воды принимается равным нулю.

Для каждого i-того участка дерева диаметр труб выбирается из таблицы 1 по величине приведенного расхода q_{i п}

,

где q_i – поток на участке, м 3 /с

Э – действительный экономический фактор,

Э_т – табличный экономический фактор,

х – доля единичного расхода на участке,

Единичный расход на участке:

1уч. НС-5 q_п =0,265*(0,11*0,3/0,265) 1/3 = 0,198 м 3 /с=198 литр/с → D=450мм=0,45м

2уч. 5-2 q_п =0,245*(0,11*1/0,245) 1/3 =0,189 м 3 /с=189 литр/с → D=450мм=0,45м

3уч. 2-Б q_п =0,155*(0,11*0,7/0,155) 1/3 =0,123 м 3 /с=123 литр/с → D=350мм=0,35м

4уч. 2-1 q_п =0,08*(0,11*0,3/0,08) 1/3 =0,060 м 3 /с=60 литр/с → D=250мм=0,25м

5уч. 1-3 q_п =0,06*(0,11*0,3/0,06) 1/3 =0,040 м 3 /с=49 литр/с → D=250мм=0,25м

6уч. 3-4 q_п =0,02*(0,11*0,3/0,02) 1/3 =0,024 м 3 /с=24 литр/с → D=175мм=0,175м

Диаметры исключенных участков принимаются равными средним значениям диаметров тех участков, которые они соединяют.

1уч. НС-5 q_п =0,265*(0,42*1/0,265) 1/3 = 0,309 м 3 /с=309 литр/с

2уч. 5-2 q_п =0,245*(0,42*1/0,245) 1/3 =0,293 м 3 /с=293 литр/с

3уч. 2-Б q_п =0,155*(0,42*0,7/0,155) 1/3 =0,192 м 3 /с=192 литр/с

4уч. 2-1 q_п =0,08*(0,42*0,3/0,08) 1/3 =0,093 м 3 /с=93 литр/с

5уч. 1-3 q_п =0,06*(0,42*0,3/0,06) 1/3 =0,077 м 3 /с=77 литр/с

6уч. 3-4 q_п =0,02*(0,42*0,3/0,02) 1/3 =0,037 м 3 /с=37 литр/с

Внутренняя увязка сети:

Увязка выполняется по методу Лобачева-Кросса. Для каждого участка сети вычисляется гидравлическая характеристика s_i

где D_i – диаметр трубы, м; L_i – длина участка, м; а – коэффициент, учитывающий местные сопротивления.

Падение давления на участке связано с расходом квадратической зависимостью

где p_i – падения давления, м вод ст; s_i – гидравлическая характеристика; q_i – расход воды на участке, м 3 /с

По соотношению Эйлера (1) определяется количество элементарных контуров сети. Увязка выполняется следующих образом:

1. Для каждого участка сети задается положительное направление потока и его величина, причем все потоки на участках должны удовлетворять первому закону Кирхгофа; для этого удобно рассматривать его как нулевое приближение,

2. В каждом контуре вычисляется невязка ∆h_n , определяющая меру несоответствия потоков воды в сети второму закону Кирхгофа,

Суммирование выполняется по участкам сети, составляющим контур, с учетом знаков и направления обхода, принятых при формулировке второго закона Кирхгофа,

3. Если модуль максимальной невязки меньше допустимой величины, увязка заканчивается; в противном случае процесс итераций продолжается,

4. Для каждого контура вычисляется поправка ∆q_n , положительное направление которой противоположно обходу контура по второму закону Кирхгофа

Суммирование в знаменателе выполняется по участкам контура,

5. Контурные поправки используются для коррекции значений потоков воды на участках

Суммируются поправки только тех контуров, в состав которых входит рассматриваемый участок; суммирование выполняется с учетом направлений, принятых для потоков и контурных поправок; далее вычисления повторяются, начиная с пункта 2.

По программе получилось, что выбранные направления на участках 5,6,8,9 надо изменить на противоположные. Это будет выглядеть так:

Номер узла	Геодез. Высота Z , м	Свободный Напор (предвар) Н,м	Пьез. Высота (предвар) П, м	Н, м	П, м
НС	0,5	32,636	33,136	63,8	64,3
1	3,5	1,504	5,004	21,5	25 (дикт)
2	5,0	19	24	38,996	43,996
3	1,5	21,728	23,228	41,724	43,224
4	4,0	20	24 (дикт)	51,164	55,164
5	5,5	18,453	23,953	49,617	55,117
Б	10,5	-5,507	4,993	14,489	24,989

Выбираю диктующего потребителя: 4. Задаю П₄ =24 м, H₄ =П₄ -z₄ =24-4=20 м

Минимальный свободный напор получился для потребителя 1

Рабочий объем водонапорной башни Vp находится с помощью графика нагрузки сети. Необходимо вычислить интеграл

Если диаметр бака башни и максимальный уровень его заполнения относятся как 2:1, то с учетом 10% запаса воды диаметр бака равен

где h₀ – максимальный уровень заполнения бака водой,

D_Б – диаметр бака

V_p – рабочий объем

Где ∆p’ падения давления при Qc=max, ∆p’’ падения давления при Qc=min, а

Уч	D, м	L, м	q’, м 3 /с	q’’,м 3 /с	∆p’, м вод ст	∆p’’, м вод ст
1 (НС-5)	0,45	700	0,309	0,198	9,183	3,771
2 (5-2)	0,45	900	0,301	0,194	11,215	4,671
3 (2-Б)	0,35	1000	0,191	0,123	19,017	7,817
4 (2-1)	0,25	800	0,088	0,056	19,015	7,817
5 (1-3)	0,25	850	0,083	0,053	18,244	7,472
6 (3-4)	0,175	700	0,029	0,019	11,940	4,995
7 (Б-1)	0,3	650	0,001	0,000	0,001	0,000
8 (3-2)	0,25	1200	0,014	0,010	0,772	0,344
9 (5-4)	0,3	600	0,008	0,005	0,047	0,020
∑	89, 434	3 6,907

Где ∆p’ и q’- падения давления и расход при Qc=max, а ∆p’’ и q” — падения давления и расход при Qc=min

Газопровод среднего давления
потребитель	Расход по часам суток, куб.м /час
0-6	6-12	12-18	18-24
1	150	550	400	200
2	200	950	750	250
3	150	400	800	100
4	100	500	550	200
5	250	850	850	150
6	100	150	150	100
7	100	200	250	100
8	150	350	250	200
9	200	100	200	100
сумма	1400	4050	4200	1400
Газопровод низкого давления
потребитель	Расход по часам суток, куб.м /час
0-6	6-12	12-18	18-24
6	100	150	150	100
7	100	200	250	100
8	150	350	250	200
9	200	100	200	100
сумма	550	800	850	500

Диаметры труб участков сети выбираются с помощью номограммы, исходя из найденного оптимального p_i , а также L_i , и расхода газа V_i

Участок	Длина, м	Расход, м 3 /ч	Удельные потери, Па/м	Диаметр стандартный, м
1 – ГРП1	900
1 — 2	900
2 — 3	1000
2 — 4	550
2 — 5	750
5 – ГРП2	500
6 – ГРП2	250
6 — 7	400
6 — 8	150
9 – ГРП 2	250

DIM flux(N), diam(N), length(N),s(N), press(N)