РЕФЕРАТЫ ПО ТЕХНОЛОГИИРеферат: Водоснабжение и водоотведение на ГСХ-3Задание 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 ( (чел.), N=250x196=49000 (чел.), где ( - 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. = (мак. х (мак. ; Кч.мак. =1,2x1,15=1,38; где (мак. - коэффициент, учитывающий те же обстоятельства, что и Ксут. мак.; согласно СниП (мак рекомендуется принимать равным 1,2-1,4; (мак - 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 (мак. в зависимости от количества жителей Количество жителей в городе, тыс. чел.: 6 10 20 50 100 ( 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 Хоз.-пит.Расход па МестПромышленные предприятия Суммарн. Сутокрасход полив . расход, пром Qсут.сум. ыш., м3/ч Часы ВодопоРаботаПоступОтвод Остаток в суток-треблH.C.-Iление из баке, W . I, в бак,бака, города% % , % % в% (при-в ед. 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 10-115,5 5,33 0,17 -0,88 0,04 11-125,37 5,33 0,04 -0,92 0 12-135,32 5,33 0,01 -0,91 0,01 13-145,21 5,33 0,12 -0,79 0,13 14-155,27 5,33 0,06 -0,73 0,19 15-165,38 5,33 0,05 -0,78 0,14 16-175,32 5,33 0,01 -0,77 0,15 17-185,19 5,33 0,14 -0,63 0,29 18-195,29 5,33 0,04 -0,59 0,33 19-205,27 5,33 0,06 -0,53 0,39 20-215,27 5,33 0,06 -0,47 0,45 21-225,32 5,33 0,01 -0,46 0,46 22-235,23 5,33 0,1 -0,36 0,56 23-244,97 5,33 0,36 0 0,92 Итого100 % 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. / ( L (л/с на 1 м длины сети), qуд. = 70,185/8280 = 0,085 где ( L — общая (суммарная) длина участков водопроводной сети, м ( ( 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 5 Величины путевых расходов Номер Длина участка Li Расход воды участка ,м 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 ( 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 6 Величины узловых расходов НомеЛинии, Полусумма приложенных Узловой р прилегающие к расходов, л/с расход, узлаУЗЛУ q узл ,л/с 1 1-2,1-6 (59,5+68,0)/2 63,75 2 1-2,2-5,2-3 (59,5+68,0+39,1)/2+75 158,3 пром. предпр. 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)/2117,3 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 778,8 расход 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, Расходы, Удельное сопротивление. So мм * л/с 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). !-Ttio.'iuiii.i S Сводные данные по гидравлическому расчету кольцевой ^Jводопроводной сети города Продолжение таблицы S перегрузка "-" Ilil < 0.5, --' Aq, =IAh/2ЈSq 1=1-0,101/0.67 1=0,15 Продолжение таблицы S 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 персгружя "-" 1 hi 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 Ном1.Q [ ^5094 23,4 7266 ^u 0.5 2882 20.4 4348 22.6 6202 24.6 0,452402 19,4 3624 21.6 5168 23.6 0.4 1942 18.4 2932 20,4 4180 -П П 0,351512 17,2 2282 19,0 3256 20.8 0.3 j1 12415.8 1702 17.6 2,428 19,2 h/clДиаметры, мм 900 1000 К W К W 0.8 16612 30.4 21920 32.6 0.7515532 30,2 20460 32,4 0,7 14230 30.0 18784 32,0 0.6512856 29,4 16970 31.4 0,6 11418 28.6 15072 30.6 0.559956 27,8 1.3 142 29.6 0.5 8500 26,8 11220 28,6 0,457082 25,6 9348 27,2 0,4 5728 24,2 7562 25,8 0,354460 22.4 5888 24,0 0.3 3328 20.8 4394 '">•"> 2 |