Гидравлика

                         

 

                                 Содержание

 

 

 

 Введение……………………………………………………………2

 

1 Расчет водопотребления

1. Суточный расход воды для населенного пункта…..3
2. Суточный расход воды для предприятия…………...4

 

2 Гидравлический расчет  наружной водопроводной сети………5

 

3 Определение емкости напорно-регулирующего    резервуара и резервуара для  хранения запаса чистой воды

          3.1 Объем напорно-регулирующего резервуара………….

          3.2 Объем резервуара для хранения запаса чистой воды…

 

4 Выбор насосов насосной  станции………………………………

 

5 Компоновка оборудования  насосной станции и  определение   площади ее застройки……………………………………………..

 

6 Вывод……………………………………………………………..

 

7 Литература……………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

  

                                       ВВЕДЕНИЕ

 В настоящее время  одним из главных направлений  развития сельского хозяйства  является  обеспечение его водными  ресурсами, а именно: проектирование, строительство водопроводных сетей   для снабжения населенных пунктов,  ферм и других объектов.  

    Вода в сельском  хозяйстве является одним из важнейших средств производства. Вода служит основой для развития растений, для производства сельскохозяйственных продуктов.

Поэтому организация  рационального использования воды – приоритетная задача работников сельского хозяйства. Большую роль в осуществлении мероприятий  по рациональному использованию водных ресурсов призваны сыграть руководители всех уровней.

     Основой  высокоэффективного использования  воды является рациональная система  водоснабжения. Она включает в себя широкий комплекс организационно-экономических,  инженерно-строительных мероприятий, в нее также входят внедрение новой техники и технологий по водоснабжению.

    Целью данной  работы является проектирование  водопроводной сети для населенного пункта с численностью жителей 750 человек и мясокомбината, производящий 25 тонн мяса в сутки. Перед данной работой стоят следующие задачи: произвести  расчет всех объектов водопотребления,  выбрать насосы для насосной станции, произвести компоновку насосной станции и определить ее площадь.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Расчет  водопотребления

 

1. Суточный расход воды для населенного пункта

Средний суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды

определим  по формуле:

 

                                Q_ср.сут = q * n / 1000,                                        (1)  

 

         где   q – норма водопотребления на 1 человека,  q=150л/сут;

                n – численность населения в населенном пункте, n=750 чел.

      

Q _ср.сут = 150*750 / 1000 = 112.5 м³/сут.

 

Расчетный расход  воды  в сутки наибольшего водопотребления

подсчитываем по формуле:

 

                                Q_{сут.мах} = a₁ * Q _ср.сут,                                   (2)

 

         где a₁– коэффициент суточной неравномерности водопотребления,  a₁= 1.2.

 

                                 Q _{сут.мах} = 1.2*112.5 = 135 м³/сут.

 

Максимальный часовой  расход воды определяем по формуле:

 

                                 Q_ч.мах= a₂ * Q _{сут.мах} / 24,                              (3)

         где  a₂- максимальный коэффициент часовой неравномерности

хозяйственно-питьевого  водопотребления:

 

                                 a₂ = К_б * б_ж,                                                     (4)

         где   К_б – коэффициент, учитывающий степень благоустройства

зданий и местные условия,   К_б = 1.3;

                   б_ж -    коэффициент, учитывающий количество жителей

 в населенном пункте. При   n=2200 человек принимаем   б_ж = 2.2

                                a₂ = 1.3 * 2.2= 2.86

 

                                Q_ч.мах= 2.86*135 / 24 = 16.09м³/ч.

 

Расчет наружных водопроводных  сетей ведется по максимальному

секундному  расходу воды. Максимальный секундный расход

определяем по следующей формуле:

 

                                 Q _{сек.мах} = Q_ч.мах / 3600,                                (5)

 

                                 Q _{сек.мах} = 16.09/ 3600 = 0.0045 м³/ с.

 

2. Суточный расход воды для предприятия

Средний суточный расход воды на мясокомбинате определим  по формуле (1), где   q = 1000 л/т , n = 25 т/сут.

 

Q_ср.сут = 1000*25 / 1000 = 25 м³/сут.

 

Расчетный расход  воды  в сутки наибольшего водопотребления 

подсчитываем  по формуле (2) где a₁= 1.3:

 

Q _{сут.мах} = 1.3*25   = 32.5 м³/сут.

 

Максимальный часовой расход воды определяем по формуле (3)

где  a₂= 1.3:

 

Q_ч.мах = 1.3*32.5 / 24 =1.76 м³/ч.

 

Максимальный секундный расход определяем по  формуле (5):

 

Q _{сут.мах} = 1.76 / 3600 = 0.00049 м³/ с.

 

Результаты расчета водопотребления  сводим в таблицу 1.

 

Таблица  1 – Определение расчетного расхода

 

Потреб.	Хар-ка потребит.	q л/сут.	Qср.сут м3/сут.	a1	Q сут.мах м3/сут.	a2	Qч.мах м3/ч.	Qсек.мах м3/ с.
Население	750 чел.	150	112.5	1.2	135	2.86	16.09	0,0045
Мясокомбинат	25 т/с	1000	25	1.3	32.5	1.3	1.76	0,00049

 

 

 

       

2 Гидравлический расчет наружной  водопроводной сети

 

Необходимый диаметр труб на характерных  участках определяется

по величине  расчетного расхода (без противопожарных целей) и 

допустимой (экономической)  скорости движения воды:

 

                                    d_y = 2 (Q_С.МАХ.Р / p * v_ЭК)^1/2 ,                          (6)

 

        где    d_y  - диаметр трубы , м;

                Q_С.МАХ.Р – расчетный максимальный секундный расход

                 воды на данном участке, м³/ с ;

                        v_ЭК – средняя экономическая скорость движения

                  воды в трубах, м/с.

 

Расчетный расход  воды на участке Б-В

формуле:

 

                               Q_С.МАХ.Р =  Q_{С.МАХ.НАС} + Q_{С.МАХ.ПР} 

 

Q_С.МАХ.Р = 0.0045 + 0.00049=0.00499  м³/с

 

 

Расчетный расход  воды на участке В-Г для населенного  пункта определим по формуле:

                               Q_С.МАХ.Р = 0,55 * Q_{С.МАХ.НАС} + Q_{С.МАХ.ПР}  ,        (7)

       

        где  Q_{С.МАХ.НАС} – путевой расход , непрерывная раздача

                на участке  , снабжающего водой  населенный пункт,

               Q_{С.МАХ.НАС} = 0.0045 м³/с.

               Q_{С.МАХ.ПР}  - транзитный расход , снабжающий водой

                предприятие, 

                Q_{С.МАХ.ПР}  = 0.00049 м³/с.

 

Рассмотрим участок ВГ:

 

      Q_С.МАХ.Р ^ВГ= 0.55 * 0.0045 *+0.00049 = 0.002965 м³/с.

 

 

При таком расходе  воды

                v_ЭК  = 0,55 м/с.

                                 d_y = 2 (Q_С.МАХ.Р / p * v_ЭК)^1/2  = 0.083 м.

По ГОСТу принимаем   d_y = 0.08 м.                                

 

 

Для ГД(предприятия) расчетный расход воды будет равен:

 

                 Q_С.МАХ.Р ^ГД= Q_{С.МАХ.ПР} = 0,00049 м³/с.

 

При таком расходе  воды

                 

              v_ЭК  = 0,4 м/с.

                              d_y = 2 (Q_С.МАХ.Р / p * v_ЭК)^1/2  = 0.0395 м.

По ГОСТу  принимаем d_y = 0.075 м.

 

Суммарный расчетный расход воды на участке БВ будет равен:

 

                                Q_С.МАХ.Р = Q_{С.МАХ.НАС} + Q_{С.МАХ.ПР}  ,                  (8)

 

Q_С.МАХ.Р^БВ = Q_{С.МАХ.НАС} + Q_{С.МАХ.ПР}= 0.00499 м³/с.

 

При таком расходе воды

 

              v_ЭК  = 0.75 м/с.

                             d_y = 2 (Q_С.МАХ.Р / p * v_ЭК)^1/2  = 0.092 м.

По ГОСТу  принимаем d_y = 0.100 м.

 

Проверка водопроводной  сети на одновременный пропуск расхода

воды на наружное пожаротушение  производится при наибольшем

необходимом  расходе  воды на другие нужды. При этом скорость

воды в трубах на отдельных  участках определяется по следующей

формуле:

                               V_ПОЖ = 4 * Q_Р.ПОЖ/ p * d_ГОСТ² ,                          (9)

 

                     где  Q_Р.ПОЖ – расчетный расход при пожаре , м³/с.

 

                                     Q_Р.ПОЖ = Q_С.МАХ.Р + Q_ПОЖ  .                        (10)

 

      На участке  БВ принимаем  Q_ПОЖ = 0.01 м³/с :

 

Q_Р.ПОЖ^БВ = 0.00499 + 0.01 = 0.01499м³/с.

 

V_ПОЖ = 4 * 0.01499/ 3.14 * 0.1² = 1.9 м/с.

 

 На участке ВГ принимаем Q_ПОЖ = 0.01 м³/с :

 

Q_Р.ПОЖ^ВГ = 0.002965 + 0.01 = 0.012965 м³/с.

 

 V_ПОЖ = 4 * 0.012965/ 3.14 * 0.08² = 2.593 м/с

 

   На участке ГД принимаем  Q_ПОЖ = 0,01 м³/с :

 

Q_Р.ПОЖ^ГД = 0.00049 + 0.01 = 0.01049 м³/с.

 

V_ПОЖ = 4 * 0.01049/ 3.14 * 0.075² = 2.37 м/с.

 

Потери напора по длине на отдельных прямолинейных участках

определяем  по формуле :

        

                            h_L= b_K * 1/K² * L * Q_С.МАХ.Р² ,                             (11)

 

           где b_K – поправочный коэффициент , учитывающий зависимость потери от расхода воды;

                  1/K² – расходная характеристика труб, с²/м⁶;

                  L – длина трубы на заданном участке, м ;

                 Q_С.МАХ.Р – расчетный расход на участке, м³/с.

 

На участке БВ: L = 375 м,  Q_С.МАХ.Р = 0,00499 м³/с,

                           при  d_ГОСТ = 0,100 м, принимаем 1/K² = 264 с²/м⁶ ;

                           при  v_ЭК = 0,75 м/с, принимаем b_K = 1,06;

 

                     h_L= 1.06 * 264* 375 * 0.00499² = 2.61 м.

 

На участке ВГ: L = 1470 м,    Q_С.МАХ.Р = 0,002965 м³/с,

                           при   d_ГОСТ = 0.08 м, принимаем 1/K² = 1168 с²/м⁶ ;

                           при  v_ЭК = 0.55 м/с, принимаем b_K = 1.12;

 

                      h_L= 1.12 * 1168 * 1470 * 0.002965² = 16.9 м.

Так как h_L  = 16.9>6, то надо увеличить диаметр трубы.

Увеличим d до 0.1 м., тогда

1/K² = 264 с²/м⁶

                      h_L= 1,12 * 264 * 1470 * 0.002965² = 3.82 м.

 

V_ПОЖ = 4 * 0.012965/ 3.14 * 0.1² = 1.65 м/с

 

 

На участке ГД: L = 285 м, Q_С.МАХ.Р = 0,00049 м³/с,

                           при   d_ГОСТ = 0,075 м, принимаем 1/K² = 1210с²/м⁶;

                           при  v_ЭК = 0.4м/с,  принимаем b_K = 1.2;

 

                     

                   h_L= 1.2 * 1210 * 285 * 0.00049² = 0.1 м.

 

Местные потери напора для наружных водопроводов можно принять равным  10…15 % от потерь напора по длине:

 

                                      h_М = 0.13 * h_L ,                                           (12)

 

На участке   БВ :    h_М = 0.13 * 2.61 = 0.34 м;

На участке   ВГ :    h_М = 0.13 * 3.82 = 0.5 м;

На участке   ГД :    h_М = 0.13 * 0.1 =  0.013 м;

 

            Суммарные потери напора будут  равны:

 

                                      h_LM = h_L + h_М ,                                            (13)

 

На участке   БВ :   h_LM = 2.61 + 0.34  = 2.95 м;

На участке   ВГ :   h_LM = 3.82 + 0.5  =  4.32 м;

На участке   ГД :   h_LM = 0.1 + 0.013  =  0.113м.

 

 

Таблица  2 – Гидравлический расчет водопроводной сети

 

Участок	Длина,м.	Расход, м3/с     QС.МАХ.Р	Принятый диаметр
БВ	375	0.00499	0.100
ВГ	1470	0.002965	0.100
ГД	285	0.00049	0.075

 

 

            Продолжение таблицы 2

 

Участок	Скорость   vЭК      vпж		Мат.	Потери  напора hL            hМ                    hLM
БВ	0.75	1.9	Сталь	2.61	0.34	2.95
ВГ	0.55	1.65	Сталь	3.82	0.5	4.32
ГД	0.40	2.37	Сталь	0.1	0.013	0.113