Найвiдомiшi бiблiотеки Украiни: iх iсторiя та сучасний стан

Задание на курсовую работу

Категория помещений и зданий по пожарной опасности В.

Степень огнестойкости здания производственного корпуса II.

Ширина зданий до 60 м.

Площадь территории предприятия до 150 га.

Объем зданий:

I производственного корпуса 100 тыс. м³

II производственного корпуса до 200 тыс. м³

Число рабочих смен 3.

Число рабочих в смену 600 человек.

Расход воды на производственные нужды 700 м³/см.

Количество рабочих в смену, принимающих душ 80%.

Исходные данные по населенному пункту

Количество жителей в населенном пункте 21 тыс. чел.

Этажность застройки 5.

Степень благоустройства районов жилой застройки: внутренний водопровод, канализация и централизованное горячие водоснабжение

Тип общественного здания: фабрика-кухня (тип ВлбВ») объемом до 2500м³Измеритель 5000 блюд.

Материал труб магистральных участков водопроводной сети и водопроводов: чугунные с полимерным покрытием нанесенным методом центрифугирования.

Длина водопроводов от НСII до водонапорной башни 700 м.

1. Определение водопотребителей и расчет необходимого расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия

1.1 Определение водопотребителей

Объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод должен обеспечивать расход воды на хозяйственно-питьевые нужды поселка, хозяйственно-питьевые нужды предприятия, хозяйственно-бытовые нужды общественных зданий, производственные нужды предприятия, тушение возможных пожаров в поселке и на предприятии.

1.2 Расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды

Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды для населенных пунктов определяются по СНиП 2.04.02-84, п.2.1, табл.1, примечание 4 и зависят от степени благоустройства районов жилой застройки. Норму водопотребления на одного человека принимаем 300 л/сут.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды , м³/сут на хозяйственно-питьевые нужды

где

Ваq - удельная водопотребления на одного жителя, принимаемое по табл.1 СНиП 2.04-84; N_ж тАУ расчетное число жителей.

, м³/сут.

Суточный расход с учетом водопотребления на нужды промышленности обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходами увеличивается на 10-20% (п.2.1, примечание 4) [1].

, м³/сут

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления

,где

К_суm.max тАУ коэффициент суточной неравномерности водопотребления;

К_суm.max тАУ учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятия, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели.

Для здания, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением, принимаем К_суm.max=1,1.

, м³/сут

Расчетный часовой максимальный расход воды

где

К_ч.max тАУ коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

где a_max тАУ коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимается по п.2.2 [1].

b_max тАУ коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по табл.2, п.2.2. [4]

, м³/сут

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в общественных зданиях

где

q_общ.зд. тАУ норма расхода воды потребителями в сутки для общественного здания принимается по приложению 3 [2];

N_общ.зд тАУ количество измерителей.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды фабрики-кухни

м³/сут

Суммарный расход воды по поселку.

м³/сут

Промышленное предприятие.

В соответствии п.2.4. [1], приложения 3 [2] и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем

Водопотребление в смену

где

N_см тАУ количество работающих в смену.

м³/см

Суточное водопотребление

где

n_см тАУ количество смен.

м³/сут

Количество душевых сеток

,

где N_см тАУ количество рабочих, принимающих душ.

шт.

Водопотребление в смену

0,5 м³/ч тАУ норма расхода воды на одну душевую сетку (приложение 3[5]);

Суточное водопотребление на душ

где n_см тАУ количество смен; n_см=3.

м³/сут

Расход воды на производственные нужды предприятия по заданию м³/см, который распределяется равномерно по часам смены (восьмичасовая смена с перерывом на обед один час, в течении которого производство не останавливается). Принимается работа восьмичасовых смен

Часовой расход воды

м³/ч

Суточное водопотребление на производственные нужды

м³/сут

Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит

м³/сут

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен

Вам³/сут

По поселку и предприятию наибольшее водопотребление происходит с8 до 9 ч., в это время на все нужды расходуется 574,3 м³/ч или

Вал/с

По предприятию расчетный расход

Вал/с

Расчетный расход общественного здания (больница).

Вал/с

Поселок расходует

Вал/с

Строим график водопотребления объединенного водопровода по часам суток (рис. 1).

Рис.1 - Определение расчетных расходов воды на пожаротушение

Расчетные расходы воды для наружного пожаротушения в населенных пунктах и на промышленном предприятии определяются по СНиП 2.04.02-84, п.п.2.12-2.23, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85, п.п.6.1-6.6.

Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно СНиП 2.04.02-84, п.2.23 при количестве жителей 21000 человек принимаем 1 пожар. При пятиэтажной застройке расход воды 15 л/с на один пожар.

Вал/с

Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии бфабрики кухни объемом до 2500 м³, согласно СНиП 2.04.01-85, п.61, таблица 1 принимаем 1 струю производительностью 2,5 л/с

Вал/с

Согласно СНиП 2.04.02-84, п. 2.22 на предприятии принимаем один пожар, т.к. площадь предприятия до 150 га.

Согласно п.2.14, таблица 8, примечание 1[4], расчетный расход воды для здания принимаем

Вал/с

Согласно СНиП 2.04.01-85, п.61, таблица 2 расчетный расход на внутреннее пожаротушение в производственном здании принимаем из расчета 2 струи 5 л/с каждая:

Вал/с

Вал/с

л/с

2. Гидравлический расчет водопроводной сети

Общий расход воды в час максимального водопотребления, т.е. с 8-9 ч., составляет 159,53 л/с в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 34,83л/с, а сосредоточенный расход общественного здания 0,58л/с.

Рисунок 2 тАУ Расчетная схема водопроводной сети.

1.Определим равномерно распределенный расход:

л/с

2.Определяем удельный расход:

л/с

где - длина участка;

m тАУ количество участков;

j тАУ номер участка.

м

3. Определим путевые отборы:

Вал/с

л/с

л/с

л/с

л/с

л/с

л/с

л/с

Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 тАУ Путевые расходы

4. Определим узловые расходы:

,

где - сумма путевых отборов на участках, примыкающих к данному узлу;

л/с

л/с

л/с

л/с

л/с

л/с

л/с

Таблица 2 тАУ Узловые расходы

.

5. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 тАУ сосредоточенный расход общественного здания.

Тогда q₃=15,515+0,58=16,095 л/с, q₅=18,618+34,83=53,448 л/с

Величины узловых расходов показаны на рис. 3 с учетом сосредоточенных расходов

Рисунок 3 тАУ Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами.

6. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара).

Диктующей точкой является точка 5. Предварительно наметили направление движения воды от точки 1 к точке 5 (направление показаны на рис.3). потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1-2-3-4-5, второе тАУ1-7-4-5, третье тАУ1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться соотношение . Величины л/с и л/с известны, а Ваи Ванеизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, Вал/с. Тогда,

Вал/с.

Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение

.

Значения Вал/с и Вал/с известны, Ваи Ванеизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, Вал/с. Тогда,

Вал/с.

Расходы воды по другим участкам можно определить из следующих соотношений:

,ВаВаВаВаВаВаВаВа ,

,ВаВаВаВаВаВа .

В результате получится:

Вал/с,ВаВаВаВаВаВаВаВа Вал/с,

Вал/с,ВаВаВаВаВаВа Вал/с.

Проверка Вал/с.

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п.2.21 [1]), если эти расходы вошли в расход в час максимального водопотребления. Для водопроводной сети, показанной на рис. 2, расход воды на пожаротушение следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от точки ввода ( от точки 1), т.е.

Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показана на рис.4.

Рисунок 4 - Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечить подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п.2.21 СНиП 2.04.02-84), если эти расходы вошли в час максимального водопотребления.

Гидравлический расчет сети при пожаре.

Так как , то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара определим узловые расходы так, как считали без пожара

Для узла 1 должно выполняться соотношение . Величины л/с и л/с известны, а Ваи Ванеизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, Вал/с. Тогда,

Вал/с.

Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение

.

Значения Вал/с и Вал/с известны, Ваи Ванеизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, Вал/с. Тогда,

Вал/с.

Расходы воды по другим участкам можно определить из следующих соотношений:

,ВаВаВаВаВаВаВаВа ,

,ВаВаВаВаВаВа .

В результате получится:

Вал/с,ВаВаВаВаВаВаВаВа Вал/с,

Вал/с,ВаВаВаВаВаВа Вал/с.

Проверка Вал/с.

Рисунок 5 - Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре.

7. Определяем диаметры труб участков сети.

Для чугунных труб.

По экономическому фактору и предварительно распределенному расходу воды по участкам сети при пожаре по таблице 3 чугунные трубы ГОСТ 9583-75 и ГОСТ 21053-75 определяем диаметры труб участков водопроводной сети:

Увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

Увязка выполняется до тех пор, пока ∆h ≤ 0,5 м

∆q^тАЩ = ∆h / 2∑(h/q)

h = l*i

Для участка 4тАУ7, который является общим для обоих колец, вводятся две поправки - из первого кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в другое следует сохранять.

Определение потерь напора при максимальном хоз.-производственном водопотреблении.

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) как видно по направлениям стрелок, могут пойти по 3-м направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5, третье - 1-7-6-5. Средние потери напора в сети можно определить по формуле

где , ,

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении составляют: h_c= 10,9596 м.

Определение потерь напора при максимальном хоз.-производственном водопотреблении и пожаре.

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) как видно по направлениям стрелок, могут пойти по 3-м направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) как видно по направлениям стрелок, могут пойти по 3-м направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5, третье - 1-7-6-5. Средние потери напора в сети можно определить по формуле

где , ,

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без расходов на душ на предприятии) и при пожаре составляют

h₁ = 2,715+6,2313+6,6521+11,9979=27,5927 м

h₂ = 2,5818+12,8434+11,9970=27,4722 м

h₃ = 2,5818+3,6455+21,1979= 27,4234 м

h_c= 27,4965м

3. Определение режима работы НС-II

Выбор режима работы насосной станции второго подъема определяется графиком водопотребления. В те часы, когда подача НС- II больше водопотребления поселка, избыток воды поступает в бак водонапорной башни, а в часы, когда подача меньше водопотребления поселка, недостаток воды поступает из бака водонапорной башни. Для обеспечения минимальной емкости бака график подачи воды насосами стремятся приблизить к графику водопотребления. Однако частое включение и выключение насосов усложняет эксплуатацию насосной станции и отрицательно сказывается на электрической аппаратуре управления насосными агрегатами. Установка большой группы насосов с малой подачей приводит к увеличению площади НС-II и КПД насосов с малой подачей ниже, чем с большей. Поэтому принимают двух или трехступенчатый режим работы НС-II.

При любом режиме работы НС-II подача насосов должна обеспечить полностью (100 %) потребление воды поселком. Принимаем двухступенчатый режим работы НС-II с подачей каждым насосом 2,5 % в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,5*24 = 60 % суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100-60 = 40 % суточного расхода воды и его надо включить на 40/2,5 = 16ч.

В соответствии с графиком водопотребления предлагается второй насос включить в 5 часов и выключать в 21. Этот режим показан пунктирной линией.

Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим таблицу 3.

Таблица 3 - Водопотребление и режим работы насосов