Водоснабжение. Водопроводная сеть
Водоснабжение. Водопроводная сеть
Конспект лекций
При проектировании систем водоснабжения в первую очередь решается вопрос о необходимом количестве воды различного качества.
По качеству потребляемой воды различают четыре категории потребителей:
1. Хозяйственно-питьевое водопотребление. Для него требуется вода питьевого качества, соответствующая ГОСТу “Вода…
Классификация систем водоснабжения
По виду источников водоснабжения:
- Системы с водозабором из открытых источников.
Такие источники характеризуются сильно изменяющимся дебетом и повышенной мутностью. Вода требует очистки и обеззараживания. Строительная стоимость таких систем меньше, чем из подземных источников.
- Из подземных источников.
Дебет более постоянный. Качество воды выше, чем у открытых источников. Строительная стоимость их выше, но меньше эксплуатационные затраты.
где 1 - водозаборные сооружения.
2 - НС2.
Проект системы водоснабжения разрабатывается с учетом имеющегося водопотребления и перспективы развития. Обычно первая очередь строительства… Для определения расчетных расходов необходимо знать количество потребителей и…
Эти нормы включают водопотребление в жилых и общественных зданиях на самые различные нужды. Зависят от климатических условий, степени… Нормы водопотребления определены на основе опыта эксплуатации существующих… В районах с централизованным горячим водоснабжением считается, что 40% этой нормы водопотребления потребляется в виде…
Нормы водопотребления на производственные нужды
Определяются на основе технологических расчетов. Если таких расчетов нет, то по укрупненным удельным нормам расхода воды на единицу продукции. Например, на предприятиях, выпускающих синтетический каучук норма расхода воды 600-1000 м3 на тонну каучука.
Расход воды на полив
Принимается в зависимости от способа полива и от характера поливаемых территорий. При отсутствии точных данных о характере поливаемых территорий допускается принимать расход воды на полив 50-90 л. на человека.
Расход воды на нужды местной промышленности
Разрешается принимать размером 10-20 % от расхода на хозяйственно-питьевые нужды.
Противопожарный водопровод, как правило, объединяется с технологическим, либо с хозяйственно-питьевым. Наружное пожаротушение зданий осуществляется… Расчетное количество одновременных пожаров в городе назначается в зависимости… Расход на пожаротушение промышленных предприятий назначается в соответствии с категорией пожарной опасности…
Для населенных пунктов и отдельных зданий допускается принимать наружное противопожарное водоснабжение из специальных резервуаров, в которых хранится запас воды, необходимый для расчетного времени тушения пожаров. Это в общем случае 3 часа, а для зданий с повышенной огнестойкостью 2 часа.
Подача расчетного расхода воды на пожаротушение должна быть обеспечена при наибольшем водопотреблении на все другие нужды (в час максимального водопотребления).
Для промышленных предприятий график водопотребления можно составить с достаточно высокой точностью на основе технологических данных и данных о… Для населения составить такой график очень сложно т.к. на него влияют… Режим водопотребления города характеризуется коэффициентом часовой неравномерности.
Расчетные расходы воды населением в сутки наибольшего водопотребления…
Взаимосвязь работы некоторых сооружений водоснабжения
WРЧВ + WВБ = const
где WРЧВ- объем резервуара чистой воды;
WВБ- минимальный объем водонапорного бака
Манипулируя режимом работы НС мы можем изменять значения WВБ и WРЧВ.
При назначении режима работы НС-II следует стремиться к минимизации WВБ, хотя это ведет к увеличению WРЧВ, но по экономическим соображениям это целесообразно, т.е. выгодно.
Полный объем водонапорного бака определяется как сумма регулирующего объема Wрег, определенного на основе анализа графика водопотребления и НС-II (таблица 2) и пожарного запаса воды Wпож.
W ВБ = Wрег.+ Wпож
Пожарный запас должен быть достаточен для тушения рассчитанного количества пожара с расчетной интенсивностью (по СНиП) в течение 10 минут, считается что 10 минут – время достаточное для сообщения на НС-II и включения пожарного насоса.
Подбирается стандартный бак.
Водопроводная сеть должна обеспечивать бесперебойную подачу воды всем потребителям с необходимыми напорами и расчетными расходами.
По характеру своей работы различают:
- магистральная сеть
1. Тупиковые сети – представляют собой систему несвязанных между собой магистралей. Это самая дешевая схема водоснабжения, так как минимум погонаж…
1. Главные магистральные линии необходимо направлять от точки питания сети к наиболее крупным потребителям и водонапорной башне (ВБ).
2. Число таких магистральных линий должно быть не менее двух, для обеспечения… 3. Для возможности перераспределения потоков между магистралями через 600-800 метров предусмотрены перемычки.
1. Максимальный часовой расход в сутки максимального водопотребления – наибольшая нагрузка на трубопроводы. По этому расчетному случаю назначают… 2. Минимальный часовой расход в сутки максимального водопотребления.
В этот час происходит заполнение бака башни. Имеют место максимальные напоры в сети. По этому расчетному случаю…
Подготовка расчетной схемы
Расчетная схема – это упрощенная, но максимально приближенная к действительности схема разбора воды из сети в…
Гидравлический расчет
Возможны два варианта постановки задачи расчета:
по заданным свободным напорам в диктующей точке…
Общее математическое решение задачи сводится к решению системы уравнений в которой число неизвестных в 2 раза больше числа участков. В систему… 1. Уравнение баланса потерь напора в кольцах по второму закону Киргоффа.
где S- гидравлическая характеристика участка
А- гидравлическая характеристика трубы
Увязка по методу Лобачева-Кросса.
Все кольца рассматриваются независимыми друг от друга. Поправочные расходы ∆q вводятся одновременно во все кольца. Расчет ведется в табличной форме. Это самый простой метод.
Положительные стороны: задача может быть решена быстрее.
Подготовка к расчету сети на ЭВМ.
Определение основных параметров водонапорной башни и насоса
При графическом решении этой задачи строится профиль, включающий в себя следующие узлы: 1) точка питания , 2) точка в которой подсоединена… Выбираем масштаб самостоятельно и строим профиль по земле.
Схема с контррезервуаром
Отметка дна бака определяется
Напор насоса НС-2, необходимый для заполнения бака водой( на час минимального водопотребления)
Требуемый напор пожарного насоса, м
А – диктующая точка на час max.
Б – диктующая точка при пожаре.
По полученному значению Н
нас и Q подбираем марку насоса.
где L – общая длина водовода, м;
1.Они должны быть прочными и выдержать внутренние и внешние нагрузки.
2.Должны быть герметичными.
3.Иметь гладкую внутреннюю поверхность, для уменьшения потерь напора.
При заделке стыка вначале производится его конопатка на 2/3 длины жгутом смоленой или битуминизированной пряди.
Этот слой обеспечивает гидроизоляцию стыка.
Для защиты от коррозии наружную поверхность труб покрывают битумной изоляцией. Почвенная коррозия обуславливается разрушающим действием на металл… Также используется способ защиты труб от коррозии, основанный на…
Пластмассовые трубы
В водоснабжении используют трубы из полиэтилена, повышенного и пониженного (ПВП, ПНП) и из винилпласта (ВП). ПВП до 10 атм. ПНП, ВП – до 2,5 атм.
Соединение труб производится сваркой и склеиванием.
Достоинства пластмассовых труб: коррозийная стойкость, гладкая внутренняя поверхность, малая масса, эластичность, малая стоимость.
Недостатки: повышенный коэффициент линейного расширения, подверженность тепловому и световому старению.
Для ВТ-12 используют чугунные муфты.
ТН-50-1 (15 атм)
ЦТН-100-2 (10 атм)
Ц – если труба изготовлена путем центрифуги – ровная.
Стальные - в случаях, когда трубы подвергаются воздействию динамических нагрузок или деформации, или на особо ответственных участках (дюкеры,… Чугунные трубы могут использоваться в пределах населенных пунктов и других… Конструирование сети
Переход под железной дорогой – самостоятельный ремонтный участок, должны быть…
Дюкеры
Устраиваются при пересечении рек и оврагов во избежание вымывания грунта из-под трубы, ее верх располагают на 0,5 м ниже дна реки. А на судоходных реках в пределах фарватера на 1 м ниже. Дюкер также укладывают из стальных труб с усиленной изоляцией. Число ниток не менее 2. Расстояние между нитками не менее 1,5 м в свету. При аварийном отключении одной нитки оставшиеся должны обеспечить пропуск 100% расчетного расхода. Угол наклона восходящих частей дюкера не больше 20 градусов к горизонту. По обе стороны дюкера устраиваются колодцы с переключениями, запорной арматурой и выпусками. Люки колодцев должны быть на 0,5 м выше максимального уровня воды в реке с 5% обеспеченностью (вода поднимается раз в 20 лет).
1. корпус;
1. подводящая труба
2. противоударный воздушный колпак
1. гидравлический удар при внезапной остановке насоса. При этом вода по инерции некоторое время продолжает движение и давление в трубопроводе после… Затем вода начинает двигаться в обратном направлении, возникает 2 волна…
Упоры
Устраиваются в местах поворота трубопровода, предназначены для продольных сил, обусловленных гидростатическим давлением. На трубопроводах, стыки которые способны воспринимать продольные нагрузки – стальные трубопроводы, упоры устраиваются при угле поворота 30% и более. На трубопроводах, стыки которых не способны принимать продольные нагрузки (раструбные соединения и муфтовые – чугунно, асбестоцементные), упоры устраиваются при угле поворота 10 градусов и более.
Водонапорные башни (ВБ)
Регулирующий объем определяется сопоставлением графиков подачи воды и графика водоразбора. Если таких графиков нет, то СНиП разрешает считать объем…
На железной дороге нашли применение гидропневматические регуляторы…
1. Вода в трубопроводе остывает до 0 градусов.
2. Замерзает талик вокруг трубы и на внутренней поверхности трубы образуется… 3. Толщина слоя льда в трубе увеличивается и образуются пробки (места, где сечение трубы перемерзло полностью).
Классификация способов защиты систем водоснабжения от замерзания
I Уменьшение теплопотерь воды
1. обеспечение положительной температуры окружающей среды
2. уменьшение теплопотерь трубопровода (Q)
II Восполнение теплосодержания воды
1.за счет увеличения скорости и использования энергии трения
2. подогрев воды
3. сброс воды.
tн, tк – температуры в начале и конце водопровода