Водоснабжение и водоотведение на ГСХ-3
Задание
на выполнение курсовой работы по водоснабжению и водоотведению студенту факультета ГСХ курс 3, группа 9, Иванов И.И.
выдано: 10.09.01; срок сдачи:21.12.01
Исходные данные для проектирования:
- генеральный план юрода с промышленным предприятием в масштабе 1:5000 или 1:10000; на плане нанесены горизонтали. тающие полную картину рельефа местности, а так же нанесены поверхностные источники водоснабжения.
Расчетные данные:
- расчетная плотность населения, 196 чел/га,
- норма хозяйственно-питьевого водопотребления на 1 жителя, 310 л/сут,
- этажность застройки, 6 этажей ,
- 10% территории города, поливается автомашинами/вручную (полив осуществляется в течение 2 часов в сутки, в период с 22(22) до 24(24)
- город расположен в Северной части,
- глубина промерзания грунта, 1,95м
- отметка залегания грунтовых вод ---,
-отметки горизонта воды в водоеме:
максимального 144
минимального 140
Данные о промышленном предприятии:
.- технологический расход, 75 л/с,
- часы работы предприятия 8-16; 16-24,
- количество работников, 710 чел., из них 12% в горячих цехах:
- пользуются душем в цехах:
- горячих 90%, холодных 20%,
- экономический фактор 0,75 .
Курсовая работа состоит из пояснительной записки с расчетами и графической части (лист формата А2).
Раздел «Водоснабжение города»
Данный раздел должен включать следующие подразделы:
1. Расчет водопотребления города и составление сводной таблицы водопотребления.
2. Построение графиков водопотребления города и работы насосной станции второго подъема (Н.С.- II).
3. Определение емкости и размеров бака водонапорной башни.
4. Подготовка сети к гидравлическому расчету.
5. Гидравлический расчет (увязка) водопроводной сети города.
6. Определение диаметров водоводов, напора насосов и высоты водонапорной башни.
Каждый подраздел в обязательном порядке должен содержать необходимые таблицы, графики и рисунки (см. ниже).
1. Расчет водопотребления города и составление сводной таблицы водопотребления
Цель расчета сводится к определению расходов воды:
на хозяйственно-питьевые нужды населения (а), на поливку территорий (б), на нужды местной промышленности (в) и промышленных предприятий (г).
а). Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения
Численность населения города рассчитывается но формуле:
N = S х r (чел.),
N=250x196=49000 (чел.),
где r - плотность населения, чел. /га (принимается по заданию);
S - площадь города, га (принимается по расчету).
Cреднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды определяется по формуле:
Qср.сут.=q x N/l000(м3/cyт),
Qср.сут.=310x49000/1000=15190(м3/cyт),
где q - удельное водопотребление, л/сут. на 1 чел. (принимается по заданию);
N - численность населения города, чел.
Максимальный суточный расход воды определяется по формуле:
Qcyт. мак. = Kcyт. мак. х Qcp.cyт. (м3/сут),
Qcyт. мак. =1,1x15190=16709(м3/сут),
где Ксут.мак. - коэффициент суточной неравномерности (см. СниП, стр. 2); коэффициент учитывает уклад жизни населения, режим работы промышленных предприятий, степень благоустройства зданий и т.д. (согласно СниП Ксут мак рекомендуется принимать равным 1,1-1,3).
Максимальный часовой расход воды определяется по формуле:
Qч.мак. = Kч.мак. x Qсут.мак./24,
Qч.мак. =1,38x16709/24=960,7675,
где Кч.мак. — коэффициент часовой неравномерности; согласно СниП
Кч.мак. = aмак. х bмак. ;
Кч.мак. =1,2x1,15=1,38;
где aмак. - коэффициент, учитывающий те же обстоятельства, что и Ксут. мак.; согласно СниП aмак рекомендуется принимать равным 1,2-1,4;
bмак - коэффициент, который учитывает количество жителей в населенном пункте (принимается по СниП, табл. 2, стр. 3) или по табл. 1 настоящих методических указаний.
Таблица 1
Значения bмак. в зависимости от количества жителей
Количество жителей в городе, тыс. чел.: |
|||||
6 |
10 |
20 |
50 |
100 |
|
b мак. |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,15 |
1,1 |
Таблица 2
Величины расходов по часам суток при разных коэффициентах часовой неравномерности Kч.мак. % |
|
Часы суток |
К ч.мак.,% |
1,38 |
|
0-1 |
3.2 |
1-2 |
3,25 |
2-3 |
2,9 |
3-4 |
2,9 |
4-5 |
3,35 |
5-6 |
3.75 |
6-7 |
4,15 |
7-8 |
4,65 |
8-9 |
5,05 |
9-10 |
5,4 |
10-11 |
4,85 |
11-12 |
4,6 |
12-13 |
4,5 |
13-14 |
4,3 |
14-15 |
4.4 |
15-16 |
4,55 |
16-17 |
4,5 |
17-18 |
4.25 |
18-19 |
4,45 |
19-20 |
4.4 |
20-21 |
4,4 |
21-22 |
4,5 |
22-23 |
4,2 |
23-24 |
3,5 |
б). Определение расхода воды на поливку территорий
Цель расчета - определение часового поливочного расхода воды в городе. Поливка осуществляется дворниками (вручную) и (или) поливочными машинами.
Площадь территории поливки в городе П (%) указывается в задании, а площадь территории S (га) поливаемой машинами (дворниками) определяется по формуле:
Sмаш. = Sдв.= SхП/100,
Sмаш. =250x10/100=25,
Нормы расхода воды на поливку машинами и дворниками составляют:
qп.маш. = 1,2-1,5 л/м2 и qп.дв.= 0,4-0,5 л/м2 (СНиП табл. 3,стр. 3).
Количество воды, идущее на поливку машинами и дворниками определяется по следующим формулам:
Wмаш = Sмаш x qп.маш. (м3)
Wмаш =25x1,2=30(м3)
Wдв.= S дв. x q п.дв (м3)
Wдв.= 25x0,4=10 (м3)
Продолжительность поливки tмаш. и tдв. , указывается в задании.
Часовой поливочный расход определяется но формулам:
q ч.маш. = W маш. / t маш. (м3/ч)
q ч.дв. = W дв. / t дв. (м3/ч)
q ч.маш.=30/2=15 (м3/ч)
q ч.дв. = 10/2=5 (м3/ч)
в). Определение расхода воды на нужды местной промышленности
Цель расчета - определение часового расхода воды, потребляемой местной промышленностью города (магазины, рынки, предприятия общественного питания, прачечные, парикмахерские и т.д.). Местная промышленность потребляет от 10 до 15% Qcут.мак. с учетом расхода на полив
Q м.пром. =(Q сут.мак. + W маш. + W дв. )x(0,1…0,015),
Q м.пром. = (16709+30+10)x0,1=1673,9
Предприятия местной промышленности работают в среднем 16 часов в сутки, т.е. часовой расход определится по формуле:
q ч.м.пром. = Q м.пром. /16 (м3/ч)
q ч.м.пром. = 1673,9/16=104,62 (м3/ч)
г). Определение расхода воды на промышленных предприятиях
Цель расчета - определение часового технологического расхода qч.техн. ,а также расходов воды в холодных и горячих цехах (на хозяйственно-питьевые нужды и прием душа в конце смены).
Определение технологического расхода воды
Данные о величине секундного расхода воды на технологические нужды предприятия qc.техн. , (л/с) и регламенте работы предприятия (I, II или III смены) приводятся в задании.
Часовой технологический расход определяется по формуле:
q ч.техн. = 3,6 x q с.тeхн. (м3/ч).
q ч.техн. = 3,6 x 75 = 270 (м3/ч).
Суточный технологический расход Qcyт.техн. определяется по формуле:
Q сут.техн. = q ч.техн. x t (м3/сут),
Q сут.техн. = 270 x 16 = 4320 (м3/сут),
где t — количество часов работы предприятия в сутки.
Определение расходов воды в холодном цехе
Количество работников цеха Nx определяется по заданию.
Норма водопотребления составляет qx = 25 л/чел. (0,025м3/ чел.).
Тогда в смену на хозяйственно-питьевые нужды потребляется
qx.х-п = Nx x qx (м3/смен).
qx.х-п =625x0,025=15,625(м3/смен).
За n смен ( т.е. в сутки) будет потребляться
Qcyт.х.х-п. = qх.х-п. х n (м3/сут),
Qcyт.х.х-п. =15,625x2=31,24 (м3/сут),
а ежечасно
qч.х.х-п. = Qсут.х.х-п. / t (м3/ч).
qч.х.х-п. = 31,25/16=1,95 (м3/ч).
Количество работников цеха, пользующихся душем, Nx.д. определяется по заданию.
Нормативное количество работников, пользующихся одной душевой сеткой в цехе составляет 15 чел. Отсюда количество потребных душевых сеток nс составит
nc=Nx.д. / 15 (шт.).
nc= 125/15=8,3 ≈ 8 (шт.).
При норме расхода воды на одну душевую сетку 0,5 м3 душевой расход составит
qx.д. = nc х 0,5 (м3/ смен).
qx.д. = 8 x 0,5 = 4 (м3/ смен).
За n смен (т.е. в сутки) будет потребляться
Qсут.х.д. = qх.д. х n (м3/сут).
Qсут.х.д. = 4 x 2 = 8 (м3/сут).
Определение расходов воды к горячем цехе
Количество работников цеха Nг. , определяется по заданию.
Норма водопотребления составляет qг. = 45 л/чел. (0,045 м3/чел).
Тогда в смену на хозяйственно-питьевые нужды потребляется
qг.х-п. = Nг. x qг. (м3/смен).
qг.х-п. = 85,2 x 0,045 = 3,834 (м3/смен).
За n смен (т.е. в сутки) будет потребляться
Qсут.г.х-п. = qг.х-п. x n (м3/сут),
Qсут.г.х-п. = 3,834 х 2 = 7,668 (м3/сут),
а ежечасно
qч.г.х-п. = Qсут.г.х-п. / t (м3/ч).
qч.г.х-п. = 7,668 / 16 = 0,47925 (м3/ч).
Количество работников цеха, пользующихся душем, Nг.д. определяется по заданию. Нормативное количество работников, пользующихся одной душевой сеткой в цехе, составляет 7 чел. Отсюда количество потребных сеток nс. составит
nc. = Nг.д. / 7 (шт.).
nc. = 77 / 7 = 11(шт.).
При норме расхода воды на одну душевую сетку 0,5 м3 душевой расход составит
qг.д. = nс. х 0,5 (м3/смен).
qг.д. = 11 x 0,5 = 5,5 (м3/смен).
За n смен (т.е. в сутки) будет потребляться
Qсут.г.д. = qг.д. х n (м3/сут).
Qсут.г.д. = 5,5 х 2 = 11 (м3/сут).
Определив все необходимые расходы воды (пункты а-г), расчетные данные сводятся в табл. 3 (приведенные в табл. 3 и последующих таблицах конкретные численные данные представлены в качестве наглядного примера заполнения соответствующих строк и столбцов). В сводной табл. 3 данные по часовым расходам воды на принятие душа qx.д. и qг.д. заносятся в строку, соответствующую последнему часу работы каждой смены.
2. Построение графиков водопотребления города и работы насосов Н. С.-II
График водопотребления и работы насосов как функция Q = f (t) строится на миллиметровке (формат А 4).
Данные для построения графика водопотребления выбираются из табл. 3 (столбцы 1 и 13), а при построении графика работы H.C.-II необходимо руководствоваться следующими положениями. В часы усиленного водоразбора в город подается вода, поступающая от H.C.-II и водонапорной башни, причем на долю насосов приходится 75-90% подаваемой воды, а оставшиеся 10-15% поступают из бака башни.
Таблица 3
Сводные данные о водопотреблении в городе
Час Суток |
Хоз.-пит. расход |
Расход па полив |
Мест. промыш., м3/ч |
Промышленные предприятия |
Суммарн. расход, Qсут.сум. |
|||||||
% |
м3,ч |
машины, м3/ч |
дворники, м3/ч |
Хол. цех. м3/ч |
душ. хол. цеха, м3/ч |
гор. цех, м3/ч |
душ. гор. цеха. м3/ч |
технолог. расх. м3/ч |
м3/ч |
% |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
0-1 |
3,20 |
486,08 |
486,08 |
1,68 |
||||||||
1-2 |
3,25 |
493,675 |
493,675 |
1,7 |
||||||||
2-3 |
2,90 |
440,51 |
440,51 |
1,52 |
||||||||
3-4 |
2,90 |
440,51 |
440,51 |
1,52 |
||||||||
4-5 |
3,35 |
508,865 |
508,865 |
1,76 |
||||||||
5-6 |
3,75 |
569,625 |
569,625 |
1,97 |
||||||||
6-7 |
4,15 |
630,385 |
630,385 |
2,18 |
||||||||
7-8 |
4.65 |
706,335 |
706,335 |
2,44 |
||||||||
8-9 |
5.05 |
767,095 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1621,85 |
5,61 |
||||
9-10 |
5,40 |
820,26 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1675,015 |
5,79 |
||||
10-11 |
4,85 |
736,715 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1591,47 |
5,5 |
||||
11-12 |
4,60 |
698,74 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1553,495 |
5,37 |
||||
12-13 |
4,50 |
683,55 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1538,305 |
5,32 |
||||
13-14 |
4,30 |
653,17 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1507,925 |
5,21 |
||||
14-15 |
4,40 |
668,36 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1523,115 |
5,27 |
||||
15-16 |
4,55 |
691,145 |
104,68 |
1,95 |
4 |
478,125 |
5,5 |
270 |
1555,4 |
5,38 |
||
16-17 |
4,50 |
683,55 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1538,305 |
5,32 |
||||
17-18 |
4,25 |
645,575 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1500,33 |
5,19 |
||||
18-19 |
4,45 |
675,955 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1530,71 |
5,29 |
||||
19-20 |
4.40 |
668,36 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1523,115 |
5,27 |
||||
20-21 |
4,40 |
668,36 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1523,115 |
5,27 |
||||
21-22 |
4,50 |
683,55 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1538,305 |
5,32 |
||||
22-23 |
4,20 |
637,98 |
15 |
5 |
104,68 |
1,95 |
478,125 |
270 |
1512,735 |
5,23 |
||
23-24 |
3,50 |
531,65 |
15 |
5 |
104,68 |
1,95 |
4 |
478,125 |
5.5 |
270 |
1415,905 |
4,97 |
Итого |
100% |
15190 |
30 |
10 |
1674,9 |
31,25 |
8 |
7650 |
11 |
4320 |
28925,15 28925,15 |
100% |
3. Определение емкости и размеров бака водонапорной башни
Целью расчета является определение общей емкости бака Wб водонапорной башни, включающего регулирующий объем воды W peг.б. , а также пожарный запас Wп.б.
Wб = W рег.б + W п.б.
Wб = 309,5 + 30 = 339,5
Регулирующий объем определяется но данным табл. 4 (столбец 6). Для нахождения величины W peг.б. необходимо сложить самое большое (W ост.мак. ) и самое малое значение (W ост.мин. ) остатка воды в баке в течение суток, выраженное в %. Тогда W peг.б. определится по формуле:
W peг.б = Q сут.сум. х (W ост.мак. + W ост.мин. ) х 0,01 (м3).
W peг.б = 28925,15 x ( 1,07 + 0) x 0,01 = 309,5 (м3).
Пожарный объем Wп.б. определяется из расчета тушения n количества одновременно возникающих пожаров в городе, насчитывающим определенное количество жителей (СНиП табл. 5 стр. 5). По данной таблице определяется расход воды, требуемый для тушения каждого пожара. Тогда Wп.б. будет определяться по формуле:
Wп.б. = n x qп x 600 х 0,001 (м3),
Wп.б. = 2 х 25 х 600 х 0,001 = 30 (м3),
где n - количество одновременных пожаров:
q - расход воды на тушение каждого пожара, л/с;
600 - продолжительность тушения пожара, с;
0,001 - переводной коэффициент.
После нахождения Wп.б и Wpeг.б подсчитывается их сумма, т.е. определяется емкость бака водонапорной башни Wб .
Бак водонапорной башни выполняется в форме цилиндра высотой h и диаметром d. Как правило h = (2/3) d.
Объем бака подсчитывается по формуле:
Wб = F осн x h = ( p d2/ 4) x [( 2/3) d] = ( p /6) d3.
Подставляя значения Wб в данную формулу, определяется величина d, а затем h.
d = 8,6586
h= (2/3)d = 5,7724
F осн = 58,81.
Таблица 4 Определение регулируюшей емкости водонапорной башни |
||||||
Часы суток |
Водопо-требл. города, % |
Работа H.C.-II, % |
Поступление в бак, % |
Отвод из бака, % |
Остаток в баке, W |
|
в% |
(при-вед. к 0%) |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
0-1 |
1,68 |
1,85 |
0,17 |
0,17 |
1,09 |
|
1-2 |
1,7 |
1,85 |
0,15 |
0,32 |
1,24 |
|
2-3 |
1,52 |
1,85 |
0,33 |
0,65 |
1,57 |
|
3-4 |
1,52 |
1,85 |
0,33 |
0,98 |
1,9 |
|
4-5 |
1,76 |
1,85 |
0,09 |
1,07 |
1,99 |
|
5-6 |
1,97 |
1,85 |
0,12 |
0,95 |
1,87 |
|
6-7 |
2,18 |
1,85 |
0,33 |
0,62 |
1,54 |
|
7-8 |
2,44 |
1,85 |
0,59 |
0,03 |
0,95 |
|
8-9 |
5,61 |
5,33 |
0,28 |
-0,25 |
0,67 |
|
9-10 |
5,79 |
5,33 |
0,46 |
-0,71 |
0,21 |
|
10-11 |
5,5 |
5,33 |
0,17 |
-0,88 |
0,04 |
|
11-12 |
5,37 |
5,33 |
0,04 |
-0,92 |
0 |
|
12-13 |
5,32 |
5,33 |
0,01 |
-0,91 |
0,01 |
|
13-14 |
5,21 |
5,33 |
0,12 |
-0,79 |
0,13 |
|
14-15 |
5,27 |
5,33 |
0,06 |
-0,73 |
0,19 |
|
15-16 |
5,38 |
5,33 |
0,05 |
-0,78 |
0,14 |
|
16-17 |
5,32 |
5,33 |
0,01 |
-0,77 |
0,15 |
|
17-18 |
5,19 |
5,33 |
0,14 |
-0,63 |
0,29 |
|
18-19 |
5,29 |
5,33 |
0,04 |
-0,59 |
0,33 |
|
19-20 |
5,27 |
5,33 |
0,06 |
-0,53 |
0,39 |
|
20-21 |
5,27 |
5,33 |
0,06 |
-0,47 |
0,45 |
|
21-22 |
5,32 |
5,33 |
0,01 |
-0,46 |
0,46 |
|
22-23 |
5,23 |
5,33 |
0,1 |
-0,36 |
0,56 |
|
23-24 |
4,97 |
5,33 |
0,36 |
0 |
0,92 |
|
Итого |
100 % |
100 % |
- |
- |
- |
- |
4. Подготовка сети к гидравлическому расчету
Водопроводная сеть рассчитывается на максимальный секундный расход в час максимального водопотребления (см. строку 9-10 ч в табл. 3); в данный час город потребляет определенное количество воды (в % суточного расхода - столбец 13 или в м3/ч - столбец 12).
В час максимального водопотребления вода подается насосами Н.С.-II (см. табл. 4 - количество подаваемой воды в % в строке 9-10 ч столбца 3) и из бака водонапорной башни (см. табл. 4 - разница между значениями в столбцах 2 и 3 строки 9-10 ч).
Для расчета водопроводной сети необходимо предварительно выделить значения сосредоточенного расхода qcocp.,т.е. расхода воды для промышленного предприятия (см. табл. 3 - сумма величин расходов в строке 9-10 ч столбцах 7-11), а также равномерно распределенного расхода q p.p.
q p.p. = q ч.макс. - q соср. (л/с).
q p.p. = 820,26 – 750,075 = 70,185
Схема водопроводной сети
При определении указанных расходов необходимо подсчитать удельный qуд. и путевые расходы qпут.
qуд. = q р.р. / å L (л/с на 1 м длины сети),
qуд. = 70,185/8280 = 0,085
где å L — общая (суммарная) длина участков водопроводной сети, м ( å L и q р.р. заносятся в итоговую строку табл. 5).
qпут. = q уд. x Li (л/с),
где Li -длина соответствующего участка водопроводной сети.
Таблица 5Величины путевых расходов |
||
Номер участка |
Длина участка Li ,м |
Расход воды qпут. , л/с |
1 |
2 |
3 |
1-2 |
700 |
59,5 |
2-3 |
460 |
39,1 |
3-4 |
800 |
68,0 |
4-5 |
460 |
39,1 |
5-6 |
700 |
59,5 |
6-9 |
800 |
68,0 |
8-9 |
700 |
59,5 |
7-8 |
460 |
39,1 |
5-8 |
800 |
68,0 |
6-1 |
800 |
68,0 |
2-5 |
800 |
68,0 |
4-7 |
800 |
68,0 |
Итого |
å L = 8280 |
q р.р. = 70,185 |
Следующим этапом подготовки водопроводной сети к расчету является определение узловых расходов, которые представляют собой полусуммы приложенных расходов на смежных участках (т.е. участках, имеющих общий узел). Данные но расчету узловых расходов сводятся в табл. 5.
Таблица 6Величины узловых расходов |
|||
Номер узла |
Линии, прилегающие к УЗЛУ |
Полусумма приложенных расходов, л/с |
Узловой расход, q узл ,л/с |
1 |
1-2,1-6 |
(59,5+68,0)/2 |
63,75 |
2 |
1-2,2-5,2-3 пром. предпр. |
(59,5+68,0+39,1)/2+75 |
158,3 |
3 |
2-3,3-4 |
(39,1+68,0)/2 |
53,55 |
4 |
3-4,4-5,4-7 |
(68,0+39,1+68,0)/2 |
87,55 |
5 |
4-5,5-6,5-8,2-5 |
(39,1+59,5+68,0+68,0)/2 |
117,3 |
6 |
5-6,6-1,6-9 |
(59,5+68,0+68,0)/2 |
97,75 |
7 |
4-7,7-8 |
(68,0+39,1)/2 |
53,55 |
8 |
7-8,8-9,5-8 |
(39,1+59,5+68,0)/2 |
83,3 |
9 |
8-9,6-9 |
(59,5+68,0)/2 |
63,75 |
Максимальный часовой расход |
778,8 |
Этапом подготовки сети к гидравлическому расчету является назначение диаметров труб и предварительное распределение расходов по кольцевой водопроводной сети города. На рис. 2, иллюстрирующим водопроводную сеть, наносится следующая информация:
- номер кольца (римскими цифрами) в л/с;
- величины узловых расходов воды (на конце стрелки, отходящей от соответствующего узла);
- величины расходов воды в л/с от водонапорной башни и двух водоводов, питающих кольцевую сеть (в узле № 1);
- направления течения воды (в виде стрелок на участках (линиях);
- назначаемые расходы в л/с и диаметры труб в мм на участках (информация записывается вблизи участка в виде дроби "расход / диаметр".
Определение величин расходов воды на участках производится в строгой последовательности, начиная от узла № 1. Принцип определения расхода на участках состоит в вычитании из питающего узел расхода величины узлового расхода и распределения остатка по прилегающим к узлу участкам пропорционально их длинам и с учетом тяготения к крупному водопотребителю - промышленному предприятию, а также учитывая подпитку сети из бака водонапорной башни. При этом величина назначаемого расхода на каждом из участков должна превосходить величину узлового расхода в следующем по длине участка узле.
Например, для узла № 1: 282 - 24,52 - 257,48 (л/с); далее вода поступает на две линии 1-2 и 1-8. Пусть на линию 1-2 будет поступать 74,5 л/с (т.е. более 32,22 л./с, что соответствует узловому расходу в узле №2). Тогда на линию 1-8 будет поступать 257,48 - 74,5 = 182.98 (л/с).
Диаметр линии 1-2 и 1-8 устанавливается в зависимости от величин назначаемых расходов по табл. 7.
Таблица 7 |
||
Диапазоны расходов воды и значения удельного |
||
сопротивления в трубопроводах соответствующего диаметра |
||
Диаметр труб, мм * |
Расходы, л/с |
Удельное сопротивление. So |
200 |
0-35,5 |
7,399*10-6 |
250 |
35,5 - 57 |
2,299*10-6 |
300 |
57 - 83,8 |
0,8336*10-6 |
350 |
83,8- 116 |
0,4151*10-6 |
400 |
116-153 |
0,2085*10-6 |
450 |
153-197 |
0,1134*10-6 |
500 |
197-273 |
0,06479*10-6 |
600 |
273 - 402 |
0,02493*10-6 |
700 |
402 - 600 |
0.01111*10-6 |
*Диаметры линий можно также определять, используя две формулы:
d (мм) = Э 0,145 x q 0,42 или d (мм) = 3,33 x
Используя данные табл. 7, диаметр линии 1-2 составит 300мм, а 1-8-450 мм.
Для других узлов и линий расходы составят следующие величины.
Узел № 8: 182,98 - 37,9 = 145,08 (л/с). Вода поступает на линии 7-8 и 8-9; расход на линии 7-8 - 22,08 л/с и диаметр 200 мм; тогда расход на линии 8-9 составит 145,08 -22,08 == 123 (л/с), а диаметр 400 мм.
Узел № 3: 71,64 - 20,56 = 51,08 (л/с). Вода поступает на линии 3^4 и 2-3; расход на линии 3-4 - 30,08 л/с и диаметр 200 мм; тогда расход на линии 2-3 составит 51,08 - 30,08 =~-11 (л/с), а диаметр 200 мм.
Узел № 2: (74,5 + 21) - 32,22 == 63,28 (л/с). Вода поступает на линию 2-7; расход на линии 2-7 составит 63,28 л/с, а диаметр 300 мм.
Узел № 7: (63,28 + 22,08) - 45,39 = 39.97 (л/с). Вода поступает па линии 4-7 и 6-7; расход на линии 4-7 - 18.47 л/си диаметр 200 мм; тогда расход на линии 6-7 составит 39,97 - 18,47 -= 21,5 (л/с), а диаметр 200 мм.
Узел № 4: (30,08 + 18,47) - 33.9 - 14,65 (л/с). Вода поступает на линию 4-5; расход па линии 4-5 составит 14,65 л/с, а диаметр 200 мм.
Узел № 6: (16,77 + 21,5) - 32,38 -- 5,89 (л/с). Вода поступает на линию 5-6; расход на линии 5-6 составит 5,89 л/с, а диаметр 200 мм.
5. Гидравлический расчет (увязка) водопроводной сети города
Цель расчета (увязки) - определение истинных расходов и потерь напора на каждой линии кольцевой сети. По завершению расчета сети подбираются соответствующие насосы. Расчет сети сопровождается заполнением сводной табл. 8.
6. Определение диаметров водоводов, напора насосов и высоты башни
Длина водоводов, как правило, составляет 2000-3000 м, а их диаметр принимается равным наибольшему из диаметров участков кольцевой сети. В рассматриваемом примере длина водоводов принята равной 1„ = 2000 м. а диаметр 450 мм. По двум водоводам к сети поступает 282 л/с. На каждый водовод приходится 282 / 2 - 141 (л/с). По таблице Шевелева Ф.А. определяются потери напора i на единицу длины водоводов диаметром 450 мм для расхода 141 л/с. Величина i составляет 0,00211. Тогда потери напора в водоводе определятся по следующей формуле:
hв = i x lв = 0,0021 1 x 2000 = 4,22 (м).
!-^J |
Ttio.'iuiii.i S Сводные данные по гидравлическому расчету кольцевой водопроводной сети города |
|
||||||||||||||||||||||||||
11о- МСр КО. 11, Ц;1 |
11омср .111НИП 11 папран- .IL'II. |
L.\i |
l';IC- \o;i q. .1 С |
Ди;1- MCIp 1.1. MM |
S,,-10'' |
110 •) |
Sq |
li^Sq2 |
д<и |
Ч |
Sq |
h=Sir |
Aq; |
Ч,.а |
|
|||||||||||||
IV |
5-6(+) |
410 |
5.S9 |
200 |
~1.W) |
.^O.U |
0.017K7 |
+0.1 |
-0,6S |
5,21 |
0,015S |
+0,0<S23 |
- |
5.21 |
|
|||||||||||||
4-5(-) |
7 90 |
14.()5 |
;()() |
~J..W |
5.S4'' |
0.0,S5fi2 |
-1 2'i |
+0.6.S |
15.33 |
O.OS'Xi |
-1.37 |
- |
15.33 |
|
||||||||||||||
6-7(+) |
7KO |
21,5 |
200 |
7JW |
5,771 |
0.12407 |
+2.66 |
-0,()S -1.76= -2,44 |
1У,06 |
0.10')1) |
+2.044 |
- |
19,06 |
|
||||||||||||||
4-7(-) |
440 |
IS.47 |
200 |
1,W |
3,256 |
0.06013 |
-1.1106 |
+0.6S +0.15= +C.X3 |
1').3 |
0.062S4 |
-1.21 |
- |
19,3 |
|
||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||
I Sq= Aq,= |
=0,285; Ah=+0,39, Ah =-0,4037: ncpci pyii<'a "+" 1Ы < 0,5: Ah / 2 £ Sq 1 = 10,39 / 0,571 = 0,68 |
|
||||||||||||||||||||||||||
Продолжение таблицы S |
||||||||||||||||||||||||||||
Номер КОЛЬ |
1 ioml'p .Illlllll] 11 l]illlp;ll)- |
Д:|Ц||;1 L. м |
Расход q. .I/C |
/1ча-MC'rp d, mm |
SH'40" |
S^S,!"!. (10 ') |
Su |
li=Sir |
Aqi |
Ч |
Sc| |
I^Sq^ |
ДЧ2 |
4m I. |
||||||||||||||
Hil |
.ICI]. |
|||||||||||||||||||||||||||
+0.15 |
||||||||||||||||||||||||||||
2-7(+) |
750 |
61,2S |
300 |
O.K336 |
0,6252 |
0,03^3 |
+2,34 |
-0,47= |
60.96 |
0.03S] |
+2,32 |
- |
60.96 |
|||||||||||||||
-0.32 |
||||||||||||||||||||||||||||
+0,15 |
||||||||||||||||||||||||||||
11 |
||||||||||||||||||||||||||||
4-7(+) |
440 |
IS.47 |
200 |
7 W |
^ 256 |
0 0601^ |
+1,1106 |
+0,6S= |
19.3 |
0.062S4 |
+1.21 |
19,3 |
||||||||||||||||
+O.S3 |
||||||||||||||||||||||||||||
I-J |
3-41-) |
750 |
30.0S |
200 |
7.399 |
5.549 |
0,1669 |
-5.02 |
-0,15 |
29.9.1 |
0.1660S |
-4.97 |
- |
29.93 |
||||||||||||||
2-3(+) |
450 |
21.0 |
200 |
7.399 |
3.^29 |
0.069Ц |
+1.46 |
+0,15 |
21.15 |
0.0704 |
+1.4.S |
- |
21.15 |
|||||||||||||||
£Sq= 0,3352; ЛЬ =-0,101: Д h = + 0,04; |
||||||||||||||||||||||||||||
перегрузка "-" Ilil < 0.5, --' |
||||||||||||||||||||||||||||
Aq, =IAh/2£Sq 1=1-0,101/0.67 1=0,15 |
||||||||||||||||||||||||||||
Продолжение таблицы S |
||||||||||||||||||||||||||||||
Номер |
11омср линии и |
Длина |
I'ac- |
Диа |
S-S -1 |
-1 |
||||||||||||||||||||||||
КО; Hi |
нанраи- |
L, м |
ход q, |
метр |
Si,"-10" |
(10'') |
Si] |
I^Sq2 |
Дс|] |
Ч |
Sq |
h=Sq2 |
A<h |
Ч 1,4. |
||||||||||||||||
;1/C |
(.1, MM |
|||||||||||||||||||||||||||||
на |
JICII. |
|||||||||||||||||||||||||||||
-1,76 |
||||||||||||||||||||||||||||||
6-7(-) |
780 |
2l,5 |
200 |
7.399 |
5.771 |
0.124 |
-2.66 |
-0,6S= |
19.06 |
0,1099 |
-2,094 |
- |
19,06 |
|||||||||||||||||
-2,44 |
||||||||||||||||||||||||||||||
III |
6-9(+) |
700 |
16,77 |
200 |
7.399 |
5,179 |
0,08685 |
+1,456 |
+1.76 |
18,53 |
0.09596 |
+1.778 |
i.S,?3 |
|||||||||||||||||
8-9(+) |
780 |
123.0 |
400 |
0,20Х5 |
0,1626 |
0,01999 |
+2,45 |
+1,76 |
124.76 |
0,02028 |
+2.53 |
124.76 |
||||||||||||||||||
Т———— |
-1,76 |
|||||||||||||||||||||||||||||
78Ы |
680 |
22,08 |
200 |
7.399 |
5.031 |
0.1 1 1 |
-2.45 |
+0,47= |
20.79 |
0,10459 |
-2.17 |
- |
20,79 |
|||||||||||||||||
'•^ |
-1,29 |
|||||||||||||||||||||||||||||
£Sq= 0,3418, Ah =-1,2; Д h =+0,044; |
||||||||||||||||||||||||||||||
iiepci pvik-ii " - " 1 h 1 < 0,5; |
||||||||||||||||||||||||||||||
Л qi =- 1 A h / 2 ESq i = 1 - 1,2 / 0,6836 1 = 1,76; |
||||||||||||||||||||||||||||||
Продолжение таблицы S |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Номер коль |
11омер линии и направ |
Длина L, м |
1'ас-ход q. л/с |
Диаметр (.1. MM |
s„*nr" |
S=S„*L (10-') |
Sq |
h=Sq' |
Aq, |
Ч |
Sq |
1^=SL[: |
A<l2 |
Чи.-.. |
|
|||||||||||||||
Ц;1 |
лен. |
|
||||||||||||||||||||||||||||
1-2(-) |
6SO |
74,5 |
300 |
0,8336 |
0,5668 |
0.04222 |
-3,14.5 |
-0.47 |
74.03 |
0.04196 |
-3.1 |
- |
74.03 |
|
||||||||||||||||
-0,47 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
2-7(-) |
750 |
61.28 |
300 |
0.8^36 |
0,6265 |
0.0383 |
-2.34 |
+0,15= |
60.96 |
0,0381 |
-"' 4'' |
- |
60.96 |
|
||||||||||||||||
-0,32 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1-8(+) |
750 |
182,98 |
450 |
0,1 134 |
0085 |
001555 |
+2,84 |
+0,47 |
183.45 |
0,0155'> |
+2.85 |
- |
1S3,45 |
|
|||||||||||||||
+0,47 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
7-8(+) |
6SO |
22.08 |
200 |
7.399 |
5.031 |
0.1 1 1 |
+2,45 |
-1,76= |
20,79 |
0,10459 |
+2,17 |
- |
20.79 |
|
||||||||||||||||
-1,29 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
£Sq= 0,207; Ah =-0,195; Ah =-0,4; |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
персгружя "-" 1 hi <0,5; |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
A qi = 1 A h / 2 £Sq 1 = |
-0,195/0.4141=0,47 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
Для определения напора насосов необходимо определить самую удаленную от места подвода водоводов точку на сети. Такой точкой является узел № 5. К нему вода может подходить по следующим направлениям:
1-8-9-6-5 (суммарная длина пути 2640 м);
1-8-7-6-5 (то же 2620 м);
1-.2-7-4-5 (то же 2660 м);
1 -2-7-6-5 (то же 2620 м);
1-.8-7-4- 5 (то же 2660 м).
Наиболее протяженным является путь движения воды 1 -2-7-4-5. Примем его -за диктующий.
Напор насосов определяется по следующей (формуле:
Ннас = Zд - Zнас + hсв +hв + åhc ,
где Zд и Zнас - соответственно геодезические отметки диктующей точки (учла № 5 у поверхности земли) и насоса; отметка оси насоса соответствует минимальному горизонту воды в источнике водоснабжения (для рассматриваемого примера согласно плану местности и исходным данным для проектирования Zд = 132.8 м, Zнас = 124 м):
hсв = 10 + 4 (n - 1); n — этажность застройки (например, но заданию 6 этажей); hсв = 10 + 4 (6 - 1) = 30 (м);
åhc - суммарные потери напора по направлению I -2-7- 4 -5 (см. величины потерь напора на данных участках к итоговых графах табл. 8). Отсюда суммарные потери напора составят åhc =3,l – 2,32 + 1,21. + 1,37 = 8(м).
Тогда Ннас = 132,8 - 124 + 30 + 4,22 + 8 = 51,02. Принимается напор насосов Ннас = 51,1 м. По величинам расхода Qнас = 282 л/с и напора Ннас = 51,1 м по каталогу подбирается насос типа Д 800-51.
Для определения высоты водонапорной башни выбирается кратчайший путь движения воды от узла, вблизи которого установлена башня до диктующего узла. Кратчайший путь в рассматриваемом примере 3-4-5. Тогда высота башни будет определяться по формуле:
Нб = Zд – Zб + hсв + hв.б. + åhc + h,
где Zб - геодезическая отметка в месте установки в месте установки башни (определяется согласно плану местности по горизонталям); hв.б. - потери напора в водоводах башни; определяются аналогично потерям в водоводах по формуле hв.б.= i х lв.б. (для рассматриваемого примера расход по каждому водоводу от башни составляет 71,64 / 2 = 36 (л/с); длина водоводов, как правило, составляет hв.б. = 150м, а диаметр принимается равным наибольшему в точке подвода водоводов к сети, т.е. 200 мм); отсюда hв.б. = i х lв.б. = 0,0092 х 150 = 1,38 (м);
åhc - суммарные потери напора на участках 3-4 и 4-5 (соответственно 4,97+1,37=6,34 м);
h - высота бака башни ( в рассматриваемом примере 8,33 м).
Тогда Нб = 132,8 - 134,75 + 30 + 1,38 + 6,34 + 8,33 = 44,1 (м).
Раздел «Городская канализация»
Данный раздел должен включать следующие подразделы:
1. Определение расчетных расходов сточных вод.
2. Гидравлический расчет канализационной сети и построение продольного профиля главного коллектора.
Каждый подраздел в обязательном порядке должен содержать приводимые ниже таблицы, графики и рисунки.
1. Определение расчетных расходов сточных вод
Цель расчета сводится к определению модуля стока, коэффициентов неравномерности притока сточных вод ирасходов воды (попутного, транзитного, бокового и сосредоточенного).
Расчетная плотность населения города r = 185 чел/га, норма хозяйственно-питьевого водопотребления на 1 жителя города r = 285 л/сут и глубина промерзания грунта h = 2,55 м (принимаются по заданию).
Модуль стока для года определяется по следующей формуле:
qo = (r х q / 86400) = (185 х 285) / 86400 = 0,61 л/с с 1 га.
Для определения коэффициента неравномерности притока сточных вод К используются данные СниП, помещенные в табл. 9.
Таблица 9
Q, л/с |
До 5 |
До 15 |
До 30 |
До 50 |
До 100 |
До 200 |
До 300 |
До 500 |
До 800 |
До 1250 |
К |
3.0 |
2,5 |
2,0 |
1.8 |
1.6 |
1,4 |
1.35 |
1,25 |
1.2 |
1,15 |
Расчетный расход сточных вод складывается из:
1) попутного (т.е. поступающего на участок от примыкающего жилого квартала или его части);
2) транзитного (т.е. поступающего из выше расположенных кварталов или их частей);
3) бокового (т.е. поступающего от боковых ответвлений);
4) сосредоточенного (т.е. поступающего от промышленных предприятий).
Данные но расчету сети сводятся в табл. 10.
Трассировка канализационной сети города и главного коллектора приводятся на чертежах листа. Трасса главного коллектора для рассматриваемого примера включает участки 1-1, II-III, III-IV, IV-V, V-V1 и VI-VII (рис. 3 и 4).
2. Гидравлический расчет канализационной сети и построение продольного профиля главного коллектора
Целью гидравлического расчета и проектирования является назначение диаметров труб, определение скоростей течения сточной воды в трубопроводах, уклонов и глубин заложения трубопроводов водоотводящей сети.
При проектировании должны соблюдаться следующие условия:
1) скорость течения сточной воды в трубопроводах должна быть в диапазоне 0,6-1,5 м/с;
2) минимальный уклон трубопровода рассчитывается по формуле imin = 1/d, где d - диаметр трубопровода в мм (желательно укладывать трубопроводы с уклоном земли, т.к. это наиболее оптимальный для производства земляных работ (рытье траншей) вариант;
3) глубина заложения шелыги трубы в начальной точке I главного коллектора определяется по формуле:
hi = hпром. + 0,5 м = 2,55 + 0,5 = 3,05 м;
4) материал труб для главного коллектора - бетон; коэффициент шероховатости - 0,014;
5) трубы соединяются "шелыга в щелыгу".
Гидравлический расчет водоотводящей сети производится с использованием таблиц Калицуна В.И. (приложение).
Пример расчета главного коллектора по методике Калицуна В.И. (исходные данные для проектирования, а также план города представляются в приложении) изложен ниже в виде алгоритма.
Участок I-II
Уклон земли iзем. = (131б6 - 131,4) / 360 = 0,000555.
а) уклон трубопровода принимается равным уклону земли, т.е. i = 0,000555;
= 0,023569, q = 41,08 л/с (табл. 10, столбец 10);
Таблица 1(1 Расходы сточных вод |
|
|||||||||||||||||||
11омср участка |
I ijio-щадь канали-знроиа- 11ИЯ |
Модуль стока. л/схга |
11опутный расход,л/с |
Co-сред расход, л./с |
Боковой расход. л/с |
'I'pan- SHTHbIH расход, л/с |
Суммарный расход. л/с (4 + 5 + 6 +7) |
Коэффициент неравномерности. К |
Q„,c„„^. л/с |
|
||||||||||
1 |
^ |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
||||||||||
0-1 |
4,84 |
0.61 |
4,84х0.61-2,95 |
— |
- |
- |
2,95 |
3,0 |
8.85 |
|
||||||||||
i -i |
4.10 |
0.61 |
2,50 |
- |
4.84х0.61-2,95 |
2,95 |
8,40 |
2.5 |
21,0 |
|
||||||||||
2-3 |
4,80 |
0,61 |
2,93 |
- |
4.1х0.61-2.50 |
8,40 |
13,83 |
2,5 |
34,58 |
|
||||||||||
3-1 |
6,20 |
0,61 |
3,78 |
- |
4,8х0,61=2,93 |
13,83 |
20,54 |
2,0 |
41,08 |
|
||||||||||
4-5 |
1,76 |
0,61 |
1,07 |
- |
- |
- |
1.07 |
3,0 |
3,21 |
|
||||||||||
5-6 |
- |
0,61 |
-'- |
- |
1.76х0.61-1,07 |
1,07 |
2,14 |
3,0 |
6.42 |
|
||||||||||
6-7 |
4,29 |
0,61 |
2.62 |
- |
2.04х0,61-1.24 |
2,14 |
6.00 |
2,5 |
15.0 |
|
||||||||||
7-8 |
4,29 |
0,61 |
2,62 |
- |
4,29х0.61-2.62 |
6,00 |
11,24 |
2,5 |
28,1 |
|
||||||||||
S-9 |
4.45 |
0,61 |
2,7 |
„ |
4.29х0.61-2.62 |
11,24 |
16,56 |
2,0 |
33,12 |
|
||||||||||
9-11 |
6,60 |
0,61 |
4,03 |
- |
4,45х0,61=2,70 |
16,56 |
23,29 |
2,0 |
46,58 |
|
||||||||||
it)-!! |
1,82 |
0,61 |
I.I 1 |
- |
- |
- |
1,1 1 |
3,0 |
3,33 |
|
||||||||||
11-12 |
- |
0,61 |
- |
- |
1.82х0.61-1,1 1 |
1,1 1 |
2 22 |
3,0 |
6,66 |
|
||||||||||
12-13 |
4.76 |
0,61 |
2,90 |
- |
2.04х0-61-1.24 |
7 n0 |
6,36 |
2,5 |
15,90 |
|
||||||||||
13-14 |
4,76 |
0.61 |
2,90 |
- |
4.76х0.61-2.90 |
6,36 |
12,16 |
2,5 |
30,40 |
|
||||||||||
14-15 |
5,27 |
0.61 |
3,20 • |
- |
4.76х0.61-2.90 |
12,16 |
18,26 |
2,0 |
36,52 |
|
||||||||||
15-III |
7,35 |
0,61 |
4,48 |
- |
5,27х0,61=3,20 |
18,26 |
25,94 |
2,0 |
51,88 |
|
||||||||||
16-17 |
1,87 |
0,61 |
1.11 |
- |
- |
- |
1.14 |
3.0 |
3.42 |
|
||||||||||
1 7-1 8 |
- |
0,61 |
- |
- |
1.87х0.61-1.14 |
1.14 |
2,28 |
3.0 |
6,84 |
|
||||||||||
IS-19 |
-1.73 |
0,61 |
2.88 |
- |
2.04х0.61-1.24 |
2,28 |
6,40 |
2,5 |
16,00 |
|
||||||||||
-; |
1 |
7 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||||||||||
1 9-20 |
4.73 |
0,61 |
2,88 |
- |
4.73х0.61-2.88 |
6.40 |
12,16 |
2.5 |
30,40 |
|||||||||||
20-21 |
5,42 |
0,61 |
3,30 |
- |
4.73х0,61-2.88 |
12.16 |
18,34 |
2,0 |
36,68 |
|||||||||||
21-IV |
7,35 |
0,61 |
4.48 |
- |
5,42х0.61=3,30 |
18,34 |
26,12 |
2,0 |
52,24 |
|||||||||||
"'^—?3 |
1.76 |
0.61 |
1,07 |
- |
- |
- |
1.07 |
3,0 |
3,21 |
|||||||||||
23-24 |
- |
0.61 |
- |
- |
1.76х0.61-1.07 |
1,07 |
2,14 |
3.0 |
6.42 |
|||||||||||
24-25 |
4,62 |
0,61 |
2,82 |
- |
1.86х061-1.13 |
2,14 |
6,09 |
2.5 |
15,22 |
|||||||||||
25-26 |
4,62 |
0.61 |
2,82 |
- |
4.62х0.61-2.82 |
6.09 |
• 11,73 |
2,5 |
29,32 |
|||||||||||
26-27 |
4,95 |
0,61 |
3,02 |
- |
4.62х0.61=2.82 |
11.73 |
17.57 |
2,0 |
35,14 |
|||||||||||
27-V |
6,93 |
0,61 |
4,23 |
- |
4,95х0,61=3,02 |
17,57 |
24,82 |
2,0 |
49,64 |
|||||||||||
28-29 |
4,48 |
0,61 |
2,74 |
- |
- |
- |
2,74 |
3,0 |
8.22 |
|||||||||||
29-30 |
- |
0,61 |
- |
- |
4.48х0.61---2,74 |
2,74 |
5,48 |
2,5 |
13.7 |
|||||||||||
30-31 |
4.8 |
0,61 |
2,93 |
- |
4,48х0,61-2,74 |
5.48 |
-11,15 |
2,5 |
27.87 |
|||||||||||
31-VI |
- |
- |
- |
80,85 |
4,48х0,61=2,74 |
11,15 |
94,74 |
1,6 |
151,58 |
|||||||||||
б) модуль расхода составит К= q / = 41,08 / 0,023569 = 1742,96 (л/с);
в) по значению К = 1742,96 л/с назначается диаметр d, определяется наполнение h/d и модуль скорости W (поиск состоит в последовательном просмотре величин К в столбцах таблицы Калицупа В.И. от минимального до максимального значения диаметров с выбором ближайшего большего значения К). Например, К = 1782 (ближайшее большее) для диаметра 400 мм; тогда W = 17,6 (м/с), h/d = 0,75 и скорость V = W х =17,6 х 0,023569 == 0,41 (м/с) < 0,7 (м/с), т.е. вариант не удовлетворяет по скоростям течения сточной жидкости;
г) оставляя диаметр трубы неизменным d = 400 мм, увеличивается ее уклон до минимального imin = 1/400 = 0,0025, = 0,05, К = q/ - 41,08/ 0,05 =821,6 (л/с).
Для d = 400 мм ближайшее большее К из таблицы Калицуна В.И. 977 л/с, тогда h/d = 0,5, W= 15,6 (м/с) и скорость V = W х = 15,6 х 0,05 = 0,78 (м/с) > 0,7 (м/с).
Данные расчетов но первому участку I-II вносятся в таблицу 11 (строка I-II):
- глубина воды в трубопроводе h (м) = (h / d) / d (м) = 0,5 х 0,4 - 0,2 (м);
- заглубление шелыги трубы в первом колодце (I) hi = hпром + 0,5 (м) = 2,55 + 0,5 = 3,05 м;
- отметка шелыги в точке I: 131,6-3,05= 128,55(м);
- отметка шелыги в точке II: 128,55 - i х L = 128,55 - 0,0025 х 360 = 128,55 - 0,9 = 127,65 (м);
:^ |
Таблица 11 Гидравлический расчет главного коллектора |
|||||||||||||||
Номер участка |
1., м |
Q расч.. ;]/С |
<J, MM |
Уклон. i |
V. м/с |
Наполнение |
ix L |
otmci k'll, М |
||||||||
покер, земли |
шелыг. труб |
лотка 'ip\6 |
новер. воды |
|||||||||||||
h/d |
h.M |
начало участка |
конец участка |
чало участка |
конец участка |
начало стка |
конец участка |
на-ч;по участка |
конец участка |
|||||||
1-11 |
360 |
41,08 |
400 |
0.0025 |
0.78 |
0,5 |
0.2 |
(1.9 |
131,6 |
131,4 |
13 1.6-3.05= 128,55 |
128,55-0.9= 127,65 |
128,55-0,4= 128.15 |
127.65-0.4= 127,25 |
128.15+ 0.2= 128,35 |
127.25+ 0,2= 127,45 |
11-III |
400 |
41.08+ 46,58= 87,66 |
600 |
0.00166 |
0.79 |
0,45 |
0,27 |
0.664 |
131.4 |
131,2 |
127,65 |
127,65-0.664= 126,98 |
127,65-0.6= 127,05 |
126.98-0,6= 126,38 |
127.05+ 0,27= 127,32 |
126.38+ 0,27= 126,65 |
III-IV |
400 |
87.66+ 51,88= |
600 |
0.00125 |
0,79 |
0.65 |
0.39 |
0.5 |
131,2 |
130,7 |
126,98 |
126.98-0,5= 126,38 |
126,98-0.6= 126,38 |
126,48-0.6= 125,88 |
126.38+ 0,39= 126,77 |
125.88+ 0,39= 126,27 |
139,54 |
||||||||||||||||
IV- V |
380 |
139.54+ 52,24= 191,78 |
600 |
0,001315 |
0.84 |
0,8 |
0.48 |
0,5 |
130,7 |
130,2 |
126,48 |
126,48-125,98 |
126,48-0,6= 125,88 |
125,98-0.6-125,38 |
125.88+ 0.48= 126,36 |
125.38+ 0.4= 125,86 |
V-VI |
350 |
191,78± 49.64= 241,42 |
700 |
0.001143 |
0,85 |
0.7 |
0,49 |
0.4 |
130,2 |
129,8 |
125,98 |
125.98-0,4= 125,58 |
125,88-0.7= 125.28 |
125.58-0,7= 124,88 |
125.28+ 0.49= 125,77 |
124.88+ 0.49= 125,37 |
VI-VII |
150 |
241.42+ 151,58= 393,0 |
800 |
0,00133 |
1,02 |
0,75 |
0.6 |
0,2 |
129,8 |
129,6 |
125,58 |
125.58-0.2= 125,38 |
125.58-0,8= 124,78 |
125.38-0,8= 124,58 |
124.78+ 0,6= 125,38 |
124.58+ 0.6= 125,18 |
- отметка лотка трубы в точке I: 128.55 - d (м) 128,55
-0,4- 128,15 (м):
- отметка лотка трубы в точке II: 127.65 - d (м) = 127,65
-0,4- 127,25 (м);
- отметка поверхности воды в точке I: 128,15 + h (м) = 128,15 +0,2= 128,35 (м);
- отметка поверхности воды в точке II: 127,25 + h (м) = 127,25 +0,2 = 127.45 (м).
Иллюстрацией расчета и проектирования продольного профиля главного коллектора служит фрагмент трассы с участком I-II(рис. 3).
Рис. 3. Фрагмент трассы главного коллектора на участке I-II
Участок II-III
Уклон земли iзем = (131,4 - 131,2) / 400 = 0.0005; = 0,02236; q = 87,6 (л/с); К = q/ = 87,66/ 0,02236 = 3920,39 (л/с); по значению К = 3920,39 назначается d, h/d и W:d = 600 мм (ближайшее большее К = 4360), W = 22,4 (м /с); h/d = 0,65; тогда V = W x = 22,4 x 0,02236 = 0,5 (м/с) < 0,7 (м/с), т.е. вариант не удовлетворяет по скоростям течения сточной воды; оставляя диаметр d = 600 мм, увеличивается уклон трубы до минимального: imin = 1/600 = 0,001666: = 0.0408; К = q/ = 87,66/ 0,0408 = 2148,5 (л/с); ближайшее большее К по таблице Калипуна В.И. для d = 600 мм составляет К = 2402 (л/с), h/d = 0,45; W = 19,4 (м/с); тогда скорость V = W x = 19,4 x 0,0408 = 0,79 (м/с) > 0,7 (м/с).
Участок III-IV
Уклон земли iзем = (131,2 - 130,7) / 400 = 0,00125; = 0,03535; q = 139,54 (л/с); К = q / = 139.54 /0,03535 = 3947,38 (м/с); по значению К назначаются d, h/d и W d = 600 мм (ближайшее большее К = 4360); W = 22,4 (м/с); h/d = 0,65; тогда V = W x = 22,4 х 0,03535 = 0,79 (м/с) > 0,7 (м/с).
Участок IV-V
Уклон земли iзем = (130,7 - 130,2) / 380 = 0,001315; = 0,03627; q = 191,78 (л/с); К = q / d, h/d и W d = 600 мм (ближайшее большее К = 5654); W = 23,2 (м/с); h/d = 0,8; тогда V = W x = 23,2 х 0,03627 = 0,84 (м/с) > 0.7 (м/с).
Участок V-VI
Уклон земли iзем = (130,2 – 129,8) / 350 = 0,0011428; = 0,0338; q = 241,42 (л/с); К = q /W d = 700 мм (ближайшее большее К = 7180); W = 25,4 (м/с); h/d = 0,7; тогда V = W х
Участок VI-VII
Уклон земли iзем = (129,8-129,6) / 150 = 0,001333; = 0,0365; q = 393 (л/с); К = q / = 393 / 0,0365 = 10767,12 (л/с); по значению К назначаются d, h/d и W d = 800 мм (ближайшее большее К = 11314); W = 28 (м/с); h/d = 0,75; тогда V = W х
Согласно полученным расчетным данным заполняется табл. 11 и строится продольный профиль главного коллектора в масштабе: вертикальный 1:100, горизонтальный 1:10000 (рис.4).
Значение модулей расхода, л/с, и скорости, м/с, для труб (п = 0,014) |
|
||||||||||||
h/d |
Диаметры, мм |
|
|||||||||||
125 |
159 |
200 |
|
||||||||||
К |
W |
К |
W |
К |
W |
|
|||||||
0,65 |
66,8 |
7,9 |
108 |
8,9 |
233 |
10,8 |
|
||||||
0,6 |
59,3 |
7,7 |
96,3 |
8,7 |
207 |
10,5 |
|
||||||
0,55 |
51,7 |
7,5 |
84,0 |
8,4 |
180 |
10,2 |
|
||||||
0,5 |
44,2 |
7,2 |
71,7 |
8,1 |
154 |
9,8 |
|
||||||
0.45 |
36,8 |
6,9 |
59,7 |
7,7 |
128 |
9.4 |
|
||||||
0,4 |
29,8 |
6.5 |
48,3 |
7,3 |
104 |
8,8 |
|
||||||
0,35 |
73 2 |
6,0 |
37,6 |
6,8 |
80,8 |
8,2 |
|
||||||
0,3 |
17,3 |
5,6 |
28,1 |
6,3 |
60,3 |
7,6 |
|
||||||
h/d |
Диаметры, мм |
||||||||||||
260 |
300 |
350 |
|||||||||||
К |
W |
К |
W |
К |
W |
||||||||
0,75 |
509 |
12,9 |
828 |
14,6 |
1 249 |
16,1 |
|||||||
0,7 |
467 |
12,7 |
760 |
14,4 |
1 146 |
15.9 |
|||||||
0,65 |
422 |
12,5 |
687 |
14,1 |
1 035 |
15,6 |
|||||||
0,6 |
375 |
12,2 |
610 |
13,8 |
920 |
15,3 |
|||||||
0,55 |
327 |
11,8 |
532 |
13,4 |
802 |
14,8 |
|||||||
0,5 |
279 |
11,4 |
454 |
12,9 |
685 |
14,2 |
|||||||
0,45 |
232 |
10,9 |
378 |
12,3 |
570 |
13,6 |
|||||||
0,4 |
188 |
10,3 |
306 |
11,6 |
461 |
12,8 |
|||||||
0.35 |
146 |
9,6 |
238 |
10,8 |
359 |
12,0 |
|||||||
0,3 |
109 |
8,8 |
178 |
10,0 |
268 |
11,0 |
|||||||
h./d |
Диаметры, мм |
||||||||||
400 1 450 |
500 |
||||||||||
К |
W |
К |
W |
К |
W |
||||||
0,75 |
1782 |
17.6 |
2444 |
19,1 |
3234 |
20.6 |
|||||
0.7 |
1636 |
Р.4 |
2243 |
18.9 |
2968 |
20.2 |
|||||
0.65 |
J478 |
17.1 |
2027 |
18-5 |
2682 |
19.9 |
|||||
! 0.6 |
1312 1 ! 6,7 |
i 1800 |
18,1 |
2382 |
19.4 |
||||||
0.55 0,5 |
1 144 |
16.2 |
1570 |
17.5 |
2077 |
18,8 |
|||||
977 |
i5.6 |
1340 |
L1^L |
1773 |
18,1 |
||||||
h/d |
Дилметры, мм |
|
|||||||||
600 |
700 |
800 |
|
||||||||
К "Т W |
К |
W |
К |
W |
|
||||||
.... ^ 0.8 |
5654 |
23.2 1 8500 |
25.8 |
12124 |
28.2 |
|
|||||
0,75 |
^•'У, |
23,2 1 7932 |
Г 25.6 |
1 1314 |
28.0 ' |
|
|||||
0.7 |
1Ш61 |
22,8 I 7180 |
25.4 |
10384 |
27,6 J |
|
|||||
0,65 |
4360 |
22.4 j 6578 |
24,8 |
9382 1 27.2 |
|
||||||
0.6 |
3872 |
21,8 |
5842 |
24.2 |
8332 |
26.4 1 —————- |
|
||||
0,55 |
3376 |
-> [ ^ |
5094 |
23,4 |
7266 |
^u |
|
||||
0.5 |
2882 |
20.4 |
4348 |
22.6 |
6202 |
24.6 |
|
||||
0,45 |
2402 |
19,4 |
3624 |
21.6 |
5168 |
23.6 |
|
||||
0.4 |
1942 |
18.4 |
2932 |
20,4 |
4180 |
-П П |
|
||||
0,35 |
1512 |
17,2 |
2282 |
19,0 |
3256 |
20.8 |
|
||||
0.3 |
j1 124 |
15.8 |
1702 |
17.6 |
2,428 |
19,2 |
|
||||
h/cl |
Диаметры, мм |
|||
900 |
1000 |
|||
К |
W |
К |
W |
|
0.8 |
16612 |
30.4 |
21920 |
32.6 |
0.75 |
15532 |
30,2 |
20460 |
32,4 |
0,7 |
14230 |
30.0 |
18784 |
32,0 |
0.65 |
12856 |
29,4 |
16970 |
31.4 |
0,6 |
11418 |
28.6 |
15072 |
30.6 |
0.55 |
9956 |
27,8 |
1.3 142 |
29.6 |
0.5 |
8500 |
26,8 |
11220 |
28,6 |
0,45 |
7082 |
25,6 |
9348 |
27,2 |
0,4 |
5728 |
24,2 |
7562 |
25,8 |
0,35 |
4460 |
22.4 |
5888 |
24,0 |
0.3 |
3328 |
20.8 |
4394 |
'">•"> 2 |