Московский государственный строительный университет

Кафедра: водоснабжения и водоотведения

Курсовая работа по  водоснабжению и водоотведению

  Составил: студент ГСХ-3-4

Рыбин М.А.

Принял: доцент, к.т.н. Орлов В.А.           

Москва 2006 год

Раздел 1. Водоснабжение города.

1. Расчет водопотребления  города и составление сводной таблицы водопотребления:

a.      Определение расхода на хозяйственно-питьевые нужды населения: Численность населения города:

N=S*p=210.65*206=43394 чел., где  S- площадь, p- плотность населения.

Площадь = 2106500 м2=210.65 га., Периметр = 6 406 м. Данные получены при использовании программы для ЭВМ.

Среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды определяется по формуле: Q_ср.сут.=q*N/1000=300*43394/1000=13018,2  м³сут, где q- удельное водопотребление, N- численность города.

Максимальный суточный расход определяется по формуле:

Q_{сут.мак.}=K_сут.мк.*Q_ср.сут=1,2*13018,2=15621,84  м³сут, К_{сут.мак}- коэффициент суточной неравномерности. Он был принят равным 1,2.

Максимальный часовой расход:

Q_ч.мак.=К_ч.мак.*Q_{сут.мак}/24=1,495*15621,84/24=973,11 м³/ч.                     К_ч.мак.=а_мак.*в_мак.=1,3*1,15=1,495, К_ч.мак.- коэффициент суточной неравномерности.  а_мак=1,3.  В соответствии с таблицей 2, приведенной в методических указаниях коэффициент суточной неравномерности должен составлять 1,5. В нашем случае они практически равны.

Таблица 1.

Таблица  2

b.     Определение  расхода воды на поливку территорий: S_маш.=S_дв.=S*П/100=210,65*6%/100=12,64 га, где S- общая площадь территории, а П- процент проливаемой.

Количество воды, идущее на поливку территории при использовании машин:

W_маш.=S_маш.*q_п.маш.=12,64 га*1,4=17,7 м³,

W_дв.=S_дв.*q_{п. дв.} =12,64 га*0,5=6,3 м³, где q_п.маш =1,4, а q_{п. дв.}=0,5. Эти величины характеризуют норму расхода воды на полив 1 кв.м.

Часовой поливочный расход:

 q_ч.маш.= W_маш./t_.маш.= 17,7/3=5,9 м³/ч, q_{ч. дв.=} W _дв./t_{. дв.=} 6,3/3=2,1 м³/ч

c.      Определение расхода воды на нужды местной промышленности: Q_м.пром.=(Q_{сут.мак.}+W_п.маш)*0,13= (15621,84+35,39)*0,13=2035,44 м³/ч. Потребляет местная промышленность в сутки.                  

q_ч.пром.=Q_м.пром./17=2035,44/17=119,73 м³/ч. Часовое потребление воды местной промышленностью.

d.   Определение расхода воды на промышленных предприятиях:

                                                              i.     

Часовой технологический расход:

q_ч.тех=3,6*q_с.техн.=3,6*82=295,2 м³/ч

Суточный технологический расход:

Q_{сут.техн}.=q_ч.техн.*t=295,2*8=2361,6 м³/сут

                                                            ii.     

В смену на хозяйственно-питьевые нужды:

N=693*0,9= 624 чел, работает в холодном цеху. 

q_х.п.=N*q_x=624*0,025=15,6  м³/ч. =Q_сут., (так как предприятие работает в 1 смену).

q_ч.х-п= Q_сут./t=15,6/8=1,95 м³/ч. Часовой расход на хозяйственно-питьевые нужды.

Количество потребных душевых сеток:

n_c=N_х.д./15=49,92/15=3,33 шт.- душевых сетки необходимо. В связи с возможным увеличением числа работников и для обеспечения комфортного использования душа, примем количество сеток равным 4.

Расход воды в душевых сетках:

q_х.д.=n_c*0,5=4*0,5=2 м³/смену=Q_{сут.х.д.}

                                                          iii.     

В смену на хозяйственно-питьевые нужды:

N=693*0,1= 69 чел, работает в горячем цехе.

q_х.п.=N*q_x=69*0,045=3,1  м³/ч. =Q_сут., расход воды в смену (сутки).

q_ч.х-п= Q_сут./t=3,1/8=0,39 м³/ч. Расход воды в час.

Количество потребных душевых сеток:

n_c=N_х.д./7=69/7=10 шт.

q_х.д.=n_c*0,5=10*0,5=5 м³/смену=Q_{сут.х.д.}, расход воды в душевых сетках в смену.

Сводные данные о водопотреблении в городе.

                                   Таблица 3.

2. Определение размеров водонапорной башни:

Определение регулирующей емкости водонапорной башни

Таблица 4.

2.1. Регулирующий объем бака:

W_{рег.бак}=Q_{сут.мак}*(W_{ост.мак.}+W_{ост.мин.})*0,01=20068,06*(4,02+0)*0,01=806,736 м³

2.2. Общая емкость бака:

W_б.= W_{рег.бак.}+ W_пож.= 806,736+30= 836,736 м³

Объем бака будет равен: W_б.=(π/6)*d³,

отсюда d=³√6*W_б./ π=³√836,736*6/3,14=11,7 м. А h=2*d/3= 2*11.7/3= 7.8 м.

3. Гидравлический расчет системы:

Водопроводная сеть рассчитывается на максимальный секундный расход в час максимального водопотребления. Из предыдущих расходов возьмем: q_ч.мак.= 1354,55 м³/ч,

q_соср.= 297,54 м³/ч. Общая протяженность

1.                          Равномерно распределенный расход:

q_р.р.= q_ч.мак-q_соср=1354,55-297,54=1057,01 м³/ч=293,61 л/с

2.                          Удельный расход, расход на 1 м сети:

q_у.д.= q_р.р./∑L=293,61/6 517,7=0,045

3.                          Величины путевых расходов:

Таблица 5.

4.                         

Таблица 6.

5.                          Общий часовой расход равен 376,26 л/с. При этом от насосов поступает 362,32 л/с, а от водонапорной башни 13,94. Процентное соотношение:  96,3%/ 3,7%.

6.                          Расчет расходов и диаметров труб:

a.       Узел 1. 362,32-24.22=338,1 л/с. Далее вода поступает на 2 линии 1-2 и 9-1. Пусть на линию 1-9 поступает 62,36 л/с, тогда на линию 1-2          338,1-62,36=275,74 л/с. Диаметр 1-9 составит 300 мм, а диаметр трубы на участке 1-2 600 мм.

b.      Узел 2. 275.74-39.29=236,45 л/с. На линию 2-3 поступает 190 л/с по трубе диаметром 500 мм. А на линию 2-10 46,45 л/с, диаметр 250 мм.

c.       Узел 3. 190-110,72= 79,28 л/с. Расход на линии 3-4 составит  79.28 л/с. Диаметр  300 мм.

d.      Узел 4. 79.28-38,75=40,53 л/с. Далее вода поступает на линию 4-5 15 л/с (200 мм) и на линию 4-10 25,53 л/с (200 мм).

e.       Узел 5. 15+13,94-22,92=6,02 л/с. На линию 5-6 поступает 6,02 л/с по трубе диаметром 200 мм.

f.       Узел 10. 46,45+25,35+7,68-49,48=30 л/с. На линию 6-10 диаметром 200 мм поступает 30 л/с.

g.      Узел 9. 62,36-7,62-31.18=23,56 л/с. Этот расход направляется по трубе 8-9, диаметр которой равен 200 мм.

h.      Узел 6. 6,02+30-31,64=4,38 л/с. Вода поступает на линию 6-7. Диаметр 200 мм.

i.        Узел 8. 23,56-13,09=10,47 л/с. Этот расход поступает на линию 7-8. Диаметр 200 мм.

j.        Узел 7. 10,41+4,38-14,79= 0 л/с.

7.                          Определение диаметров водоводов, напора насосов и высоты башни:

a.       Потери напора в водоводе: длина водовода составляет 2 500 м, диаметр равен 500 мм. По двум водоводам поступает 362,32 л/с. Потери напора i равны 1,99*10^-3. Тогда: h_в= i*L= 0,00199*2500=4,98 м.

b.      Напор насоса: самой удаленной точкой является т.5. Возможные пути подхода воды:

• 1-9-10-4-5 (суммарная длина пути равна 2080 м)
• 1-2-3-4-5 (суммарная длина пути равна 2340 м)
• 1-2-10-4-5(суммарная длина пути равна 2220 м)

H_нас.=Z_д-Z_нас+h_св+h_в+∑h_c,=144,5-131+30+6,91+4,98=55,39 м.

где Z_д=144,5 м.

Z_нас=131 м.

h_св=10+4(6-1)=30 м

∑h_c= 2,47+1,65+1,68+1,11=6,91

Насос: насос типа  АД-500-63

c.       Определение высоты водонапорной башни:

H_нас.=Z_д-Z_б+h_св+h_вб+∑h_c,+h=144,5-131+0,77+30+7,8=52,25 м.

где Z_д=144,5 м.

Z_нас=131 м.

h_вб=0,0051*150=0,77 м.

h_св=10+4(6-1)=30 м

∑h_c= 0

h=7,8 м

II. Канализация города.

2.1      Определение расходных расчетов сточных вод:

Расчетная плотность населения города r=206 га/чел. удельное водопотребление составляет

q_ж=285 л/с. Глубина промерзания грунта h=4,2 м.

q_o = (r х q_ж/ 86400) = (206 х 285) / 86400 = 0,68 л/с с 1 га.

Для определения коэффициента неравномерности при­тока сточных вод К используются данные

СниП, помещен­ные в табл. 9.

Таблица 7

2.2.        Гидравлический расчет канализационной сети:

Участок I-II:

Уклон земли i_зем=(141,5-141,4)/180=0,00055.

          Уклон трубопровода √i=0,023569

          q=32,21 л/с/

                Модуль расхода К=q /√i=32,21/0,023569=1366,6 л/с

                К=1478 л/с, диаметр d=400 мм, W=17,1 м/с, h/d=0,65,

V= W*√i=17,1*0,023569=0,403<0,7 м/с- не подходит

i_min=1/180=0,0055, √i=0,07454, К= q /√i=32,21/0,07454=432,12 л/с,

                К=461 л/с, диаметр d=350 мм, W=12,8 м/с, h/d=0,4,

V= W*√i=12,8*0,07454=0,954 м/с- подходит

Глубина воды в трубопроводе: h=(h/d)* d=0,4*0,35=0,14 м

Заглубление шелыги трубы в первом колодце: h_i=h_пром+ 0,5 м=3,05 м

Отметка шелыги в точке 1: 141,5-3,05=138 м

Отметка шелыги в точке 2: 138-i*L=138-0,0055*180=137 м

Отметка лотка трубы в т.1: 138-0,35=137,65 м

Отметка лотка трубы в т 2: 137-0,35=136,65 м

Отметка поверхности воды в т. 1: 137,65+0,14=137,79 м

Отметка поверхности воды в т. 2: 136,65+0,14=136,79 м

Участок II -III:

Уклон земли i_зем=(141,4-141,3)/150=0,00066.

          Уклон трубопровода √i=0,02582

          q=88,6 л/с/

                Модуль расхода К=q /√i=88,6/0,02582=3431,5 л/с

                К=3624 л/с, диаметр d=700 мм, W=21,6 м/с, h/d=0,45,

V= W*√i=21,6*0,02582=0,558<0,7 м/с- не подходит

i_min=1/150=0,0066, √i=0,08165, К= q /√i=88,6/0,08165=1085,1 л/с,

                К=1146 л/с, диаметр d=350 мм, W=15,9 м/с, h/d=0,7,

V= W*√i=15,9*0,08165=1,3 м/с- подходит

Глубина воды в трубопроводе: h=(h/d)* d=0,7*0,35=0,245 м

Отметка шелыги в точке 1: 137 м

Отметка шелыги в точке 2: 137-i*L=137-0,0066*150=136 м

Отметка лотка трубы в т.1: 137-0,35=136,65 м

Отметка лотка трубы в т 2: 136-0,35=135,65 м

Отметка поверхности воды в т. 1: 137,65+0,245=136,895 м

Отметка поверхности воды в т. 2: 136,65+0,245=135,895 м

Участок III-IV:

Уклон земли i_зем=(141,3-141,2)/240=0,000416.

          Уклон трубопровода √i=0,02041

          q=127,73 л/с/

                Модуль расхода К=q /√i=127,73/0,02041=6158 л/с

                К=6202 л/с, диаметр d=800 мм, W=24,6 м/с, h/d=0,5,

V= W*√i=24,6*0,02041=0,5<0,7 м/с- не подходит

i_min=1/240=0,004166, √i=0,06455, К= q /√i=127,73/0,06455=1938,1 л/с,

                К=1942 л/с, диаметр d=600 мм, W=18,4 м/с, h/d=0,45,

V= W*√i=18,4*0,06455=1,19 м/с- подходит

Глубина воды в трубопроводе: h=(h/d)* d=0,45*0,6=0,27 м

Отметка шелыги в точке 1: 136 м

Отметка шелыги в точке 2: 136-i*L=136-0,004166*240=135 м

Отметка лотка трубы в т.1: 136-0,6=135,4 м

Отметка лотка трубы в т 2: 135-0,6=134,4 м

Отметка поверхности воды в т. 1: 135,4+0,27=135,67 м

Отметка поверхности воды в т. 2: 134,4+0,27=134,67 м

Участок IV-V:

Уклон земли i_зем=(141,2-140,8)/355=0,001127

          Уклон трубопровода √i=0,03357

          q=166,05 л/с/

                Модуль расхода К=q /√i=166,05/0,03357=4946 л/с

                К=5094 л/с, диаметр d=700 мм, W=23,4 м/с, h/d=0,55,

V= W*√i=23,4*0,03357=0,786- подходит

Глубина воды в трубопроводе: h=(h/d)* d=0,55*0,7=0,385 м

Отметка шелыги в точке 1: 135 м

Отметка шелыги в точке 2: 135-i*L=135-0,001127*355=134,6 м

Отметка лотка трубы в т.1: 135-0,7=134,3 м

Отметка лотка трубы в т 2: 134,6-0,7=133,9 м

Отметка поверхности воды в т. 1: 134,3+0,385=134,685 м

Отметка поверхности воды в т. 2: 133,9+0,385=134,285 м

Участок IV-VI:

Уклон земли i_зем=(140,8-140,3)/200=0,0025

          Уклон трубопровода √i=0,0005

          q=324,05л/с/

                Модуль расхода К=q /√i=324,05/0,0005=6484 л/с

                К=6578 л/с, диаметр d=700 мм, W=24,3 м/с, h/d=0,7,

V= W*√i=24,3*0,0005=0,1,24- подходит

Глубина воды в трубопроводе: h=(h/d)* d=0,7*0,7=0,49 м

Отметка шелыги в точке 1: 134,6 м

Отметка шелыги в точке 2: 134,6-i*L=135-0,00257*200=134,1 м

Отметка лотка трубы в т.1: 134,6-0,7=133,9 м

Отметка лотка трубы в т 2: 134,1-0,7=133,4 м

Отметка поверхности воды в т. 1: 133,9+0,49=134,39 м

Отметка поверхности воды в т. 2: 133,4+0,49=133,89 м