Расчет системы водоснабжения населенного пункта и железнодорожной станции , страница 2

Σh – сумма потерь напора, м, на участках тупиковой сети по магистральной линии, т.е. трубопроводу, соединяющему начальную точку тупиковой сети (точка 4) с диктующей точкой;

1.1 – коэффициент, учитывающий величину местных сопротивлений в магистральном трубопроводе;

z, z₄ – отметки земли, м, соответственно в диктующей точке и в точке 4.

За диктующую точку принимают ту точку тупиковой сети, для которой требуемый напор в начальной точке (точке 4) будет наибольшим. Обычно это наиболее удаленная от начальной точки сети и наиболее высоко расположенная точка, имеющая наибольший свободный напор и наибольший расход.

По заданию длины участков 7 – 10, 8 – 9 и 8 – 11 равны, в точках 7, 8, 9, 10, 11 свободные напоры одинаковые, расходы воды одинаковые, а отметка земли в точке 9 больше, чем у остальных точек. Следовательно, диктующей точкой является точка 9, а магистральной линией тупиковой сети – трубопровод 4 – 7 – 8 – 9.

Тогда Σh = h_4-7 + h_7-8 + h_8-9 = 4,79 + 5,45 + 4,77 = 15,01 м.

м.

2. Расчет кольцевой сети водопровода

2.1. Определение расчетных расходов воды

Расчетными расходами являются максимальные суточные, часовые и секундные расходы воды соответственно в сутки и час максимального водопотребления.

2.1.1. Суточные расходы воды потребителями:

Средний суточный расход:

м 3 /сут

где n – норма водопотребления на единицу измерения потребителя, м 3 /сут.

N – количество единиц измерения потребителя.

Максимальный суточный расход:

м 3 /сут

где К_сут.max – максимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятия, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели.

2.1.2. Часовые расходы воды потребителями:

м 3 /ч

где Т – продолжительность отбора воды потребителем в течение суток, ч.

Максимальный часовой расход:

м 3 /ч

где Кч.max – максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления, учитывающий колебания расходов воды в течение суток.

2.1.3. Секундные расходы воды потребителями:

Максимальный секундный расход:

л/с

Определение расчетных расходов воды потребителями.

Единица измерения потребителя

Кол-во ед. изм. потреб. N

Норма водопотре-бления n,м 3 /сут, на ед. изм.

Суточ.расходы воды, м 3 /сут.

Продол-жительность водопотре-бления в течение суток Т,ч.

Час.расходы в сутки наиб. водопотребления, м 3 /ч.

Расчет системы водоснабжения населенного пункта

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Января 2013 в 12:57, курсовая работа

Краткое описание

Целью данной курсовой работы являются:
— выбор схемы водоснабжения жилого массива;
— расчёт водопотребления, т.е. определение максимальных секундных расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды, на нужды бани и больницы, на пожаротушение и прочие неучтенные нужды;
— расчет напора насосов станции II подъема и высоты водонапорной башни.

Содержание

Введение 3-4
1. Расчет водопотребления 5-13
2. Подготовка магистральной водопроводной сети к гидравлическому расчету 14-15
3. Гидравлический расчет водопроводной сети и водоводов 15-19
4. Расчёт напора насосов станции II подъема 20-22
Список литературы 23

Прикрепленные файлы: 1 файл

курсовая работа Бударова.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

по дисциплине: «Технологические энергоносители предприятий»

на тему: «Расчет системы водоснабжения населенного пункта»

Выполнил: студент гр. 2422

1. Расчет водопотребления 5-13

2. Подготовка магистральной водопроводной сети к гидравлическому расчету 14-15

3. Гидравлический расчет водопроводной сети и водоводов 15-19

4. Расчёт напора насосов станции II подъема 20-22

Список литературы 23

Целью данной курсовой работы являются:

— выбор схемы водоснабжения жилого массива;

— расчёт водопотребления, т.е. определение максимальных секундных расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды, на нужды бани и больницы, на пожаротушение и прочие неучтенные нужды;

— расчет напора насосов станции II подъема и высоты водонапорной башни.

Системы водоснабжения представляют собой комплекс инженерных сооружений и устройств, обеспечивающих получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям. Системы водоснабжения предназначены также для удовлетворения потребителей в воде промышленности и сельского хозяйства.

Обеспечения населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемиологических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде, требуется громадное ее количество, измеряемое в миллионах кубических метров в сутки. Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качество питьевой воды требует тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях. Некоторые промышленные предприятия предъявляют к качеству потребляемой воды специальные требования.

Водопроводные сети и водоводы занимают особое место в системах водоснабжения. Водопроводная сеть запроектирована с учетом требуемой надежности водообеспечения потребителей.

Дальнейшее развитие систем водоснабжения связана также с совершенствованием и созданием новых видов механического и электрического оборудования, разработкой и внедрением новых реагентов для обработки воды, средств автоматического контроля и регулирования.

Широкое внедрение средств вычислительной техники позволит решать задачи проектирования и эксплуатации сооружений систем водоснабжения на качественно новом уровне, обеспечивающем требования экономичности и надежности. К числу таких задач относятся гидравлические расчеты систем подачи и распределения воды, расчеты по защите водоводов от гидравлических ударов, выбора оптимальных режимов, расчеты отдельных сооружений и всей системы водоснабжения в целом, а также ряд других сложных задач.

Водопроводная сеть состоит из водоводов магистральной сети и распределительных трубопроводов. Для обеспечения бесперебойного поступления воды в водопроводную сеть, водоводы должны быть уложены не менее чем в две линии, расстояние между которыми принимается 10м, а пропускная способность каждой из них должна составлять, согласно СНиП, не менее 70% расчетного расхода системы водоснабжения. Водоводы и сети трассируются исходя из условий обеспечения требуемой надежности их работы и наименьшей строительной стоимости.

При трассировке водопровода предусмотрено расположение сети на минимальном расстоянии от источника водоснабжения, т.е. реки; прокладка водоводов по местности с минимальным числом предприятий; трассировка водовода в близи автодорог для облегчения его обслуживания. Следует также учитывать геологические условия для обеспечения минимальных затрат на строительство и возможность организации зоны санитарной охраны водовода.

При проектировании водопроводной сети за основу взята кольцевая схема, которая считается наиболее надежной.

Проект по водоснабжению населенного пункта: виды источников, системы подачи воды, особенности устройства наружных сетей и многое другое

Подводка наружных сетей к потребителю

Основной задачей, которая стоит перед проектировщиками систем водоснабжения, является рациональное использование ресурса, и его санитарная защищённость. В основном, воду потребляют: промышленность, сельское хозяйство и население.

И если во многих видах производств её можно использовать повторно, то для двух других категорий потребителей вода нужна питьевого качества. Проекты по водоснабжению поселка или города, разрабатываемые с учётом имеющихся источников и прочих местных условий, и призваны обеспечить необходимое качество и количество воды.

Вид источника водоснабжения, и что он определяет

В природе существует две категории источников, откуда человек может брать воду:

1. К первой относятся озёра, водохранилища и реки – то есть поверхностные источники пресной воды. В озёрах вода более чистая, меньше содержит взвешенных частиц и обладает большей степенью минерализации. В водохранилищах и реках вода более мягкая, содержит больше органических веществ, из-за чего уровень её цветности более высокий. В целом, качество воды в поверхностных источниках сильно колеблется в зависимости от сезона.

В поверхностных источниках вода имеет повышенную цветность

1. Ко второй категории относятся воды, добываемые из подземных водоносных горизонтов, а так же родников, самотёком выходящих на поверхность. Вода из таких источников имеет гораздо более высокое качество и ей не требуется глубокая очистка. Единственно, воды из наиболее глубоких известняковых слоёв, которые называют артезианскими, часто значительно обогащены железом и фтором.

На заметку: В таком случае, проект водоснабжения поселка или небольшого города, снабжающегося из артезианской скважины, предусматривает строительство станции, где вода должна очищаться на специальных установках.

Небольшая станция водоочистки

От вида источника зависит структура всей системы водоснабжения: её технологическая схема (один из вариантов представлен на фото снизу), виды и количество входящих в неё сооружений, стабильность подачи воды, строительная цена и эксплуатационные расходы.

Примерная схема водоснабжения из поверхностного источника

Главное, что должен обеспечить любой проект водоснабжения города, это:

• Питьевое качество;
• Необходимое количество;
• Оптимальную мощность, не вредящую экологии водоёма;
• Кратчайшее расстояние от источника до потребителя.

На заметку: Интенсивная эксплуатация подземных источников может нарушить естественную прочность глубоких слоёв грунта, да и мощностей их недостаточно, чтобы обеспечивать крупные населённые пункты. К тому же, добыча подземных вод – достаточно дорогое удовольствие, поэтому их применение ограничено.

Состав системы, начиная от водозабора

Для того чтобы снабдить население водой, необходимо построить целый комплекс, включающий в себя сооружения по забору, очистке и хранению ресурса, а так же его подачи к месту потребления.

• Для того и разрабатываются проекты водоснабжения города, чтобы точно определить, сколько и каких именно сооружений требуется для эффективного снабжения. При этом, кроме вида источника учитываются ещё многие факторы, по которым, собственно, и осуществляется классификация таких систем.

Все виды систем, которые могут сооружаться в населённых пунктах

• К поверхностным источникам, которые имеют свою собственную классификацию, предъявляются совсем иные требования, нежели к подземным. Особое значение здесь имеют не только гидрогеологическая обстановка, но и геологические особенности местности.

Виды поверхностных водозаборов

• Чтобы, к примеру, построить водозабор берегового типа, необходим крутой берег с плотным грунтом, превышающая десятиметровую отметку глубина, малое образование донных наносов.
• Для русловых сооружений наоборот: нужен пологий берег с неустойчивым грунтом, и малая глубина источника — им небольшое количество наносов на дне не страшно.
• В них могут проектироваться оголовки двух типов:
  1. Первый тип призван только защитить и укрепить окончания самотечных трубопроводов, забирающих из источника воду.
  2. Второй тип представляет собой камеру, принимающую воду. К ней присоединены концы труб, которые и берут воду из камеры.

Примечание: В большинстве случаев оголовки являются постоянно затопленными, но есть и незатопляемые варианты, или затопляемые только при высоком уровне воды.

Станции I и II подъёма

Водозабор является первым в цепочке сооружений водоснабжающей системы. Второй идёт станция I подъёма – если она, как в случае с подземным источником, не совмещается с водозабором.

Вариат второй: схема с очистным сооружением

Эта станция может осущетсвлять подачу воды по трём схемам:

1. Непосредственно на точки потребления — то есть, без предварительной очистки;
2. В накопительные резервуары;
3. На очистные сооружения.

Проект: водоснабжение поселка от подземного источника

Непосредственно в потребительскую сеть вода подаётся станцией II подъёма — с помощью насосов, которые, в зависимости от объёма накопительной ёмкости могут работать ступенчато или равномерно. Тут всё зависит от режима потребления ресурса, исходя из графика выбирается и схема подачи.

Всего может быть три варианта организации сети:

• С водонапорной башней, которая обычно располагается в начале сети. При такой схеме станцию рассчитывают на средний расход. Суть её работы такова: при минимальном потреблении вода накапливается в ёмкости с тем, чтобы в часы пик можно было поддерживать максимальный объём подачи.

Вариант с водонапорной башней

• С применением контрезервуара. Он, наоборот, выносится за пределы сети — такие схемы чаще всего используют при проектировании пожарных водопроводов или при их совмещении с хозяйственно-питьевыми;

Схема подачи воды с контррезервуаром

• Безбашенный. Так как в этой схеме нет аккумулирующей напор ёмкости, ей требуется большее число насосов. Их количество рассчитывают путём деления максимального расхода по графику, на максимальную подачу одного агрегата.

Схема без башни

Вариант с водонапорной башней встречается наиболее часто, так как это сооружение лучше всего обеспечивает стабильную работу сети. А так же, что немаловажно, башня позволяет уменьшить диаметр магистрального трубопровода – а соответственно, и её общую стоимость.

Кирпичная водонапорная башня

На поселковых водопроводах могут устанавливаться металлические башни. В более крупных населённых пунктах это чаще всего кирпичное сооружение в виде многогранного либо цилиндрического ствола, или железобетонное — в виде бака или стакана.

Более подробно с возможными схемами подачи воды вас ознакомит видео в этой статье.

Особенности устройства наружной сети

Комплекс сооружений, позволяющий доставить воду от источника до конечного потребителя, называют наружной системой водоснабжения.

Основные требования, которые к ней предъявляются, это:

• Экономичность;
• Экологическая надёжность;
• Бесперебойность работы с учётом роста потребления ресурса;
• Обеспечение питьевого качества и необходимого напора воды.

Сеть состоит из магистрального и распределительного трубопроводов: первый осуществляет транспортировку воды в жилые кварталы и микрорайоны, второй – к пожарным гидрантам.

По конфигурации сеть может быть:

1. Тупиковой — то есть, с разветвлённой структурой;

Что такое тупиковая сеть

1. Кольцевой (с замкнутым контуром).

Определение кольцевой сети

На заметку: Кольцевая сеть более надёжна, поэтому для обеспечения водой населённых пунктов чаще всего проектируют именно этот вариант. При этом прокладка трассы должна осуществляться кратчайшим путём и по наиболее возвышенным точкам в рельефе.

Состав трубопроводов

Естественно, основным материалом для магистралей являются трубы. Варианты могут быть разными, на выбор влияют климатические и гидрогеологические условия местности, сейсмичность, расчётные нагрузки и гидростатическое давление.

Небольшая инструкция по видам труб представлена в таблице:

Разновидность труб	Условия применения
Благодаря долговечности сплава, чугунные трубы очень широко применяются для прокладки наружных трубопроводов. Минус их заключается в том, что они плохо противостоят динамическим нагрузкам.
	В отличие от металлических труб, асбоцементные абсолютно не поддаются коррозии. К достоинствам можно отнести высокую прочность и низкую теплопроводность. Минус тот же, что и у чугуна – низкая сопротивляемость нагрузкам динамического характера.
	ЖБ трубы имеют высокую прочность и самый большой диапазон диаметров. Поэтому их чаще всего используют для прокладки трубопроводов высокого давления.
	Полиэтиленовые трубы и прочны, и легки, и имеют высокую коррозионную устойчивость. Недостаток один – высокий коэффициент линейного расширения.
	В стальных трубах объединены все достоинства вышеперечисленных вариантов. Высокая подверженность коррозии компенсируется нанесением цинкового или другого вида покрытий.

Кроме непосредственно труб, магистрали оснащаются разного рода арматурой:

1. Запорно-регулирующей (вентили и задвижки);
2. Предохранительной (обратные и редукционные клапаны, воздушные вантузы);
3. Водоразборной (колонки, выпуски, гидранты);
4. Компенсаторами.

В сети так же проектируются колодцы и камеры, в которых эта самая арматура и устанавливается. В основном, их стоят из монолитного или сборного железобетона.

• Защиту трубопроводов от динамических нагрузок может обеспечить только правильная глубина заложения.
• Низ трубы обязательно должен находиться дальше отметки промерзания грунта, а её верх должен быть закрыт минимум метровым слоем земли.

Установка тройника своими руками на развилке трубопровода

• В местах поворотов и разветвлений трубопроводов, на них монтируют фасонные части, а для защиты от внутреннего давления, в этих местах устанавливают специальные упоры.
• В тех местах, где магистраль пересекается с автомобильной или железной дорогой, прокладку труб осуществляют в путепроводах, либо под насыпями в водопропускных трубах.

Водопроводные трубы в защитном футляре

Как вариант, предусматривается футляр в виде другой трубы, диаметр которой на 30 см больше тубы водопроводной.

Подготовка воды

Крайне редко вода изначально имеет хорошее качество и не требует дополнительной очистки. Чаще всего анализы показывают, что использовать воду для питья можно только после проведения комплексных мероприятий по очистке.

Кроме качества воды в самом источнике, на выбор способов очистки влияют местные условия, назначение водопроводной сети, экономическая целесообразность и производительность очистной станции.

Перечень методов очистки выглядит примерно так:

Категория обработки воды	Современные методы достижения результата
Осветление	Коагуляция (в свободном объёме или в смесительных камерах); Отстаивание; Фильтрование.
Обеззараживание	Хлорирование; Озонирование; Бактерицидное облучение.
Специальные виды обработки	Умягчение (удаление солей); Обезжелезивание; Стабилизация (подкисление, фосфатирование, рекарбонизация); Охлаждение; Обессоливание.

Заключение

Организация систем водоснабжения является довольно сложным и ответственным процессом, и учесть все требования и нюансы может только грамотно разработанный проект. В случае ошибок в нём, либо неправильной эксплуатации систем, трубопроводы становятся постоянными источниками переувлажнения грунта.

Это приводит к его просадке не только под водопроводной магистралью, но и под другими, близко расположенными коммуникациями и сооружениями — чего никак нельзя допускать.

Такого быть не должно

Пособие по проектированию водоснабжения (и канализации), сети которых прокладываются в сложных геологических условиях, поможет обеспечить эксплуатационную надёжность систем, основными критериями которой является способность трубопроводов деформироваться без потери транспортируемого ресурса. Если утечка всё же произошла, важно иметь возможность быстро получить об этом информацию, а воду своевременно собрать и отвести в ливневую канализацию.