Проектирование инженерных сетей

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ 

Иркутская государственная  сельскохозяйственная академия 
 

Кафедра Землеустройства, кадастров  и сельскохозяйственной мелиорации 
 
 

Проектирование  инженерных сетей 

Контрольная работа 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Выполнил  студент 3 курса

       заочного  отделения

       агрономического факультета

       специальность землеустройство

       Панкина А.С.

                                                                Проверил:               
 
 
 
 
 

Иркутск 2008г.

         Исходные данные: 

Вариант	2
Схема	2
Расходы:
Q5	3,4
Q6	3,9
Q7	3,0
Qп	4,5
Необходимый свободный напор hсв	12
Длина  всасывающего трубопровода L1-2	18
Длина участка  напорного трубопровода L	360
Материал  напорных труб	чугун

 
 
 

 
 

Требуется: определить расчетные расходы и выбрать диаметры труб для всех участков трубопровода; вычислить напоры в узловых точках; построить график пьезометричесикх напоров; определить основные параметры водонапорной башни (минимальный напор, регулирующий и полный объемы бака), работающий совместно с насосной станцией в автоматическом цикличном режиме;выбрать соответствующий типоразмер насосного агрегата. 
 

1 Определяем расчетные участки системы водоснабжения и их протяженность. Расчетным участком  является участок трубопровода между началом системы, окончанием, точкой разветвления, изменением направления или диаметра. 

L_1-2 = L_1-2 = 18 м 

L_2-3 = 0,1L = 0,1*360 м = 36 м 

L_3-4 =   360 м 

L_4-5 = 1,6*360 = 576 м 

L_4-6 =  0,5*360 = 180 м 

L_6-7 = 2,0*360 = 720 м 

2. Определяем расчётный  расход по участкам трубопровода. 

Расход – это  количество воды прошедшей через  сечение за единицу времени, м³/с, л/с, м³/ч и другие.

Определение расходов необходимо начинать с конечных точек  трубопровода к начальным. 

Q_{4 – 5} = Q₅ = 3,4 

Q_{6 -7} = Q₇ = 3,0 

Q_{4 – 6} = Q₆ + Q₇ = 3,9 + 3,0  = 6,9 

Q_{3 – 4} = 0.55 * Q_п + Q₅ + Q₆ +Q₇ = 0,55*4,5+3,4+3,9+3,0=12,8 

Q_{2 – 3} = Q_п + + Q₅ + Q₆ +Q₇ = 4,5+34+3,9+3,0=14,8 

Q_{1 – 2} = Q_{1 – 2} = 14,8 

3. Определяем диаметр  трубопровода по расчётным участкам.

Диаметр – по монограмме и округляется до стандартного значения. 

Таблица 1

Удельное  сопротивление А_кв сек²/м⁶ труб из различных материалов в зависимости от диаметра трубопровода 

Диаметр, d	стальные	Чугунные	Полиэтиленовые
50	3686	11540	6051
60	2292	---	2431
75	929	---	---
80	454	953	927
100	173	313	324
125	76,4	96,7	93
150	30,7	37,1	45,9
175	20,8	---	---
200	6,96	8,09	5,07
250	2,19	2,53	1,31
300	0,85	0,95	0,71
350	0,373	0,437	---
400	0,186	0,219	---
450	0,099	0,199	---
500	0,058	0,0678	---

 

d_{1 – 2} = 125 мм 

d_{2 – 3} = 125 мм 

d_{3 – 4} = 125 мм 

d₄ – ₅ = 80 мм 

d_{4 – 6} = 100 мм 

d_{6 – 7} = 80 мм 

4. Определяем среднюю  скорость течения в трубопроводе.

Q = υ * w, м³/сек 

w = πd²/4

υ = 4 Q / πd²  

Q -  расход воды, м³/сек

υ – средняя скорость воды м * сек

w – живое сечение потока, м² 

Максимально допустимая скорость в магистральных трубопроводах не должна превышать 6 м/сек, в распределительной сети 2 м/сек. 

υ _{1- 2} = 4,5*14,8/3,14*0,125² *1000=1,35 м/с 

υ_{2 - 3} =   1,35 м/с 

υ _{3- 4} = 4,5*12,8/3,14*0,125²  *1000=1,16 м/с 

υ_{4 – 5} = 4,5*3,4/3,14*0,08²  *1000=0,77 м/с 

υ_{4 – 6} = 4,5*6,9/3,14*0,10^{2  *} 1000=0,98 м/с 

υ_{6 -7} = 4,5*3,0/3,14*0,08^{2  *} 1000=0,67 

5. Определяем потери  напора на участках сетей водоснабжения  по формуле : 

h_w = K_м * А_кв * l_p * Q²_p * Ө 

K_м – коэффициент учитывающий местное сопротивление, составляет 5 – 20 % от сопротивления по длине K = 1,05 и 1,02 

 А_кв – удельное сопротивление воды квадратичное области, с²/м⁶ 

Ө - поправочный коэффициент  учитывающий не квадратичные области  сопротивление, мм 

 l_p – расчётная длина участка трубопровода, м 

Q²_p – расчётный расход трубопровода на участке 

Выделяет два основных режима движения жидкости : 

1. Ламинарный  – все слои жидкости в трубе  движутся параллельно друг другу не перемешиваясь, зависимость сопротивления прямая. h_w = f (υ )
2. Турбулентный слой хаотически перемещается. Зависимость потерь напора прямая от квадрата скорости.

 
 

Таблица 2

Поправочные коэффициенты на степень  турбулентности потока 

Скорость, м/с	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2
Трубы стальные, чугунные	1,20	1,11	1,06	1,03	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Трубы полиэтиленовые	1,23	1,12	1,05	1,0	0,96	0,93	0,90	0,88	0,86	0,84

 
 

  Таблица 3

Потери  напора на расчётных  участках 

№ участка	Km	A кв	lp	Qp, м3/с	θ	hw
1-2	1,08	96,7	18	0,0148	1	0,41
2-3	1,08	96,7	36	0,0148	1	0,82
3-4	1,08	96,7	360	0,0128	1	6,15
4-5	1,08	953	576	0,0025	1,06	3,89
4-6	1,08	312	180	0,0069	0,3	2,97
6-7	1,08	953	720	0,0030	1,11	7,40

 
 

6. Определяем пьезометрические  напоры в расчётных точках.

Напор – это удельная энергия жидкости приведённая к её весу, выражается в метрах и т.д.

Между напором и  давлением существует связь :

P = ρgh

P – давление

Ρ – плотность жидкости , 1000 кг/м³

g  =  9.81 м/сек² -  ускорение свободного падения.

h – напор 

Определения напоров  определённой диктующей точки – называют точку системы при обеспеченности в которой заданный напор обеспечен во всех других точках, напор равный или больший в качестве диктующих точек принимает наибольшую удалённость от источника или высоко расположенную.

  

Диктующая точка - 5.

H₅ = H_cв = 12 м

Н₄ = Н₅ + h_w4-5 + (▼4 - ▼5) = 12+3,89+(-1)=14,89 м

Н₃ = Н₄ + h_w3-4 + (▼4 - ▼3) = 14,89+6,15+(-2)=19,04 м

Н₂ = Н₃ + h_w2-3 + (▼3 - ▼2) = 19,04+0,82+(-3)=16,86 м

Н₁ = Н₂ + h_w1-2 + (▼2 - ▼1) = 16,86+0,41+(-3)=14,27 м

Н₆ = Н₄ + h_w4-6 + (▼6 - ▼4) = 14,89+2,97+(-5)=12,86 м

Н₇ = Н₆ + h_w6-7 + (▼7 - ▼6) = 12,86+7,40=20,26 м 

При автоматической цикличной  работе насосной станции с водонапорной башней часовая подача насоса принимается  равной максимальному часовому расходу  системы или несколько больше (до 20%):

,

где  -суммарный расход потребителей, л/с

Регулирующий объем  бака водонапорной башни:

где  -максимальное допускаемое число циклов, т.е. включений насосного агрегата в час (2…6)

Полный объем бака водонапорной башни:

где  Wп - противопожарный объем воды (табл.2 СНИП2.04.01-83) 
 
 

Насос, необходимый  для подачи, должен  иметь напор  не  менее  21 м, подачу – не менее 14,8 л/с м.

Выбираем насос  марки К 45/30.