При этом для других точек будет выполняться условие:

Hi > [H]i

Таким образом главное напрвление - 0-1-3-4, отводы 1-2, 4-5, 1-6-7-8.

Определение высоты водонапорной башни

Расчетную высоту водонапорной башни определим по формуле:

Нб = Н0 - 0, м

где:Н0 - действующий напор в начале сети (в месте установки башни);

Н0 = Н0-6 = 711,27 м

Нб =711,27 - 693 = 18,27 м

По таблице 4.1 [1] определяем ближайшую большую высоту стандартной водонапорной башни: Нб = 19 м

Находим действующие напоры в узлах главного направления и проверяем в них выполнения условия Hi > [H]i

Н0=Н1+ h0-1; H1= H3 +h1-3; H4= H3 +h3-4 ;

отсюда:

Н1=Н0 - h0-1 = 711,27 -0,49 = 710,78 > [H1] = 710,25 м

Н3=Н1 - h1-3 =710,78-0,47 = 710,31 > [H3] = 709,75 м

Н4=Н3 - h3-4 =710,31 -0,56= 709,75= [H4] = 709,75м

Условия выполняются, следовательно расчет сети выполнен правильно.

4. Определение высоты и регулирующей ёмкости водонапорной башни

В качестве напорно-регулирующего сооружения для с/х водопороводов наиболее распространены стальные водонапорные башни. Водонапорные сооружения представляют собой резервуар, который создаёт напор необходимый для подачи воды потребителю. В системе водоснабжения выполняет несколько функций:

Запас определённого количества воды, с помощью которой производится регулирование расхода при подаче к потребителю.

Выравнивание напора в сети.

Хранение непрерывного (аварийного или противопожарного) запаса воды.

Для населения:

Qсут.мах.н. = 28,38 м3/сут

Для животноводства:

Qсут.мах.жив. = 0,4 м3/сут

Для производства:

Qсут.мах.пр. = 5,11 м3/сут

Суточное максимальное водопотребление:

Qсут.мах. = 33,88 м3/сут

Определяем регулирующий объём водонапорной башни и частоты включения насоса при работе насоса в повторно - кратковременном режиме.

Определяем подачу насоса:

Qн = Qч .max. + Qпож. - Qв.п.

где: Qч. max. - максимальный часовой расход водопотребителей

Qпож - противопожарный расход, принимаем из таблицы 5.1 [1] с количеством жителей свыше 1 тыс. человек,

Qпож = 10 л/с = 36 м3/ч

Qв.п. - расход второстепенных водопотребителей на производстве, поливка территории и т.д.

Qв.п. = 0,5(Qж. + Qп.) = 0,5(0,4+5,11) = 2,76 м3/ч

где Qж. и Qп. - приняли по таблице 4.1

Qн. = 33,88+36-2,76 = 67,18 м3/ч = 18,66 л/с

Полученное значение Qн. больше чем Qч .max., исходя из этого принимаем

Qр=Qн.= 67,18 м3/ч = 18,66 л/с

Определяем время непрерывной работы насоса для подачи максимально-суточного водопотребления:

Тн.с = Vмах./Qн. = 525,86/67,18 = 7,83 ч.

Назначаем предварительно регулирующий объём бака Vр. равный 2 % от Vмах.:

Vр. = 0,02?525,86= 10,52 м3

Определяем полный объём бака водонапорной башни:

Vб. = ? (Vр. + Vз.)

где: - коэффициент запаса соответствующий повторно-кратковременному режиму работы насоса, = 1,2…1,3

Vз. - запас воды обеспечивающий в течении 10 минут подачу противопожарного расхода воды.

Vз. = t?Qпож. = 600?10=6000 л = 6 м3

Vб. = 1,2?(10,52+6) = 19,82 м3

Принимаем объём бака типовой башни Vт. = 25 м3 и уточняем регулирующий объём водонапорной башни:

Vр. = Vт. - Vз. = 25-6 = 19 м3

Строим график водоподачи рис.4,1 и определяем среднее число включений насоса в час, при автоматическом режиме работы:

nср. = nобщ. / 24

где: nобщ. - количество включений насоса в час в течении суток

nобщ. =17 / 24 = 0,71 вкл. в час < n = 2. Следовательно принятую ранее типовую башню оставляем окончательно, с высотой ствола 19 м., объёмом резервуара 25м3, диаметром опоры 1,22 м., диаметром резервуара 3,02м.

5. Обоснование и выбор насосной станции

Для подъема воды из скважины принимаем погружной насос типа ЭЦВ. Насосы данного типа должны устанавливаться с подпором, то есть под наиболее низкий уровень воды в скважине (динамический уровень), отметка которого дин не менее, чем на 1 метр. Принимаем заглубление ?h=4 м, обеспечивая этим определенный запас на возможное понижение динамического уровня, в результате, например, засорения фильтра.

Определяем из геометрических соображений длину нагнетательного трубопровода:

l=L+Нб+(нс -дин)+ ?h, м;

где L - длина трубопровода от скважины до основания башни 30 м;

Нб - высота ствола башни 19 м;

(нс -дин) - расстояние от поверхности земли до динамического уровня воды в скважине, м.

нс = 693 м; дин = 500 м.

l = 30+19+693-500+4=246 м.

Подбираем диаметр нагнетательного трубопровода, для чего в соответствии СНиП 2.04.02-84 скорость воды в трубопроводе предварительно назначаем:

н = 1,25 м/с = 12,5 дм/с;

Из уравнения непрерывности потока

Qр= н • S = const;

Находим площадь поперечного сечения трубопровода:

S = Qр/н;

где Qр - расчетный расход насосной установки л/с;

Рис. 5.1 Схема установки насоса

S =18,66/12,5= 1,49 дм2

Соответственно диаметр трубопровода d= 1,49 дм = 149 мм. Погружной насос опускается в скважину на нагнетательном трубопроводе, поэтому принимаем стандартные стальные трубы ГОСТ 10704-86 имеющие наружный диаметр 152 мм, толщину стенок 3,5 мм (таблица 9.8 [1]). Тогда внутренний диаметр трубопровода: d= 152-7 = 145 мм = 1,45 дм, площадь поперечного сечения S= 1,65 дм2.

Определяем скорость воды в стандартном трубопроводе:

н= Qр/S = 18,66/1,65 =11,31 дм/с = 1,13 м/с;

Данная скорость соответствует рекомендуемому СНиП диапазонов скоростей(0,8…2) м/с, поэтому трубопровод выбран правильно.

Определяем потери напора в трубопроводе. Предварительно находим коэффициент гидравлического трения:

;

где А, c, m - коэффициенты для определения величины л(таблица 8.1[1]).

=0,0159/d0,3 =0,0159/ 1,490,3= 0,01 м,

где б - коэффициент, учитывающий местные потери напора б=1,1…1,2; принимаем б=1,1;

l,d - длина и диаметр трубопровода, м.

н - скорость воды в трубопроводе м/с.

л - коэффициент гидравлического трения.

h=1,1?0,01?(246/0,145)?(1,132/(2•9,8))=1,22 м

Определяем расчетный необходимый напор насосной установки:

м;

где Hг - геометрический напор насосной установки, м;

P2,P1 - давление на поверхности жидкости в приемном и напорном резервуарах;

P2,=P1= Pатм

Hг =Hр + Hб + (б -дин) =3+19+693-500=215 м.

Hн.у.= 215+0+1,22=216,22 м.

Наносим расчетную точку (Qр=67,18 м3/ч =18,66 л/с; Hр=216,22 м.) на сводный график подач и напоров погружных насосов ( [2] стр. 206) и по ближайшей вышерасположенной характеристике определяем марку насоса: ЭЦВ 10-63-270 Строим график рабочих характеристик выбранного насоса с помощью (таблицы 5,8 [2])

Строим гидравлическую характеристику насосной установки на тех же осях что и напорная характеристика насоса. Для этого определяем напор насосной установки при заданном расходе и заполняем таблицу:

м;

где В - постоянная для данной установки при турбулентном режиме движения жидкости, м/(л/с)2

м/(л/с)2;

где hp - потери напора в трубопроводах насосной установки при расчетном расходе, м;

В=1,2/67,182=0,0003м/(м3/ч) 2 ;

Таблица 5.1

Hн.у=215+0+0,0003•202=215,12 м.

На пересечении напорной характеристики насоса и гидравлической характеристикой насосной установки находиться рабочая точка насоса А, которая определяет его рабочие параметры.

QА = 22,22 л/с = 80 м3/ч; HА=218 м ; зА=77 % ;NА=64 кВт;

Или мощность на привод насоса (более точная):

кВт;

где г - удельный вес воды Н/м3

N=(9800 Н/м3•0,02222 м3/с•218 м)/ 0,77 =62 кВт;

6. Деталировка сети

Одним из этапов проектирования водопроводной сети является составление деталировочной схемы, на которой указываются диаметры труб (в числителе) и расстояние между колодцами (в знаменателе), намечаются места установки задвижек и другой арматуры. Для монтажа фасонных деталей устраиваются колодцы, количество которых и расстояние между ними определяются по деталировочной схеме.

7. Конструкция смотрового колодца

Колодцы выполняются из кирпича, бутового камня и сборного железобетона. Размеры колодцев определяются диаметром труб и габаритами размещаемых фасонных частей. Высота засыпки колодцев от поверхности земли до перекрытия не должна быть меньше 0,5 м. У люков колодцев, если они размещены не в пределах дорожных покрытий, должна предусматриваться отмостка из камня шириной 1 м с уклоном от люков выше прилегающей территории на 5 см. Люки колодцев, размещённые на незастроенной территории, должны располагаться выше поверхности земли на 20 см, на дорогах с усовершенствованным покрытием - на одном уровне с поверхностью проезжей части.

Таблица 2.2.

Результаты расчёта максимального суточного водопотребления

Список литературы

1. Методические указания. Сельскохозяйственное водоснабжение -1999 г. ротопринт БАТУ 1998 г. Лохмаков В.С.; Лаптев В.И.; Мурашко А.А.

2. Практикум по гидравлике и гидромеханизации сельскохозяйственных процессов 1991 г. Э.В. Костюченко, В.И. Лаптев, Л.А. Холодок.

3. Методические указание к решению практических задач по гидравлике. Часть 1. (Разделы «Гидростатика» и «Гидродинамика») ротопринт БГАТУ Лаптев В.И., Крук И.С.

4. Основы гидравлики, сельскохозяйственного водоснабжения и канализации - 1976 г. Карасев Б.В., Дечев В.И.

5. Насосы и насосные станции - 1979 г. Карасев Б.В.

6. Пожарная техника - М.: 1965 г. Ф.В. Сухоруков.

Страницы: 1, 2, 3