водоснабжение железнодорожной станции и населенного пункта

После предварительного потокораспределения условие баланса потерь напора во всех кольцах не выполнялось, то есть алгебраическая сумма потерь напора была равна не нулю, а определенной величине – невязке.Для устранения этой невязки производим гидравлический расчет водопроводной сети. Для часа транзита было решено производить устранение невязки по методу Лобачева-Кросса.Гидравлическую увязку для часа транзита удобно вести в таблице 7.Как видно по схеме в водопроводной сети есть 2элементарных кольца. Гидравлический расчет начинается с предварительного распределения, для чего на каждом из участков элементарного кольца определяется сопротивление участка S, зависящее от удельного сопротивленияA, которое берется согласно [4]:где l – длина участка.Затем на каждом участке определялись потери напора h по формуле:где q – расход на каждом участке после предварительного потокораспределения. После этого определим невязку на каждом кольце ∆h, как сумму потерь напора на каждом участке, учитывая знак потери напора. Если расход воды на участке после предварительного потокораспределения направляется по часовой стрелке, то потери напора учитываются с положительным знаком. Если против часовой стрелки, то с отрицательнымзнаком.Затем сравним невязку на каждом кольце с предельно допустимой: 0,5 – для каждого кольца отдельно и 1 для всей сети в целом. В нашем случае невязка оказалась меньше предельно допустимой только после 5 исправления. В первых четырех исправлениях, когда невязка велика, определяем поправочный расход по формуле:Знак получившегося поправочного расхода определяет направление исправления: если положительный, то направление исправления по часовой стрелке, если отрицательный, то направление – против часовой стрелки.Если направление исправления поправочного расхода совпадает с направление предварительного потокораспределения на участке, то поправочный расход учитывается с плюсом, если нет – то с минусом. После этого находим исправленный расход и снова проверяем его невязку. Необходимо учитывать смежные участки между кольцами. То есть надо учесть невязку и поправочный расход для обоих колец, которые на этом участке пересекаются.По последнему расчетному расходу определяем скорость потока воды в трубах, определяем поправочный коэффициент К. Затем определяем уже окончательные уточненные потери напора.По данным гидравлического расчета по методу Лобачева-Кросса и по компьютеру составим окончательные расчетные схемы для каждого расчетного часа с шифром: длина, диаметр, расход, проходящей по участку, потери напора, скорость потока. Результаты расчетов представлены в таблице 7.Рисунок 4 – Окончательная расчетная схема для часа максимального водопотребленияТаблица 7 – Результаты расчета гидравлической увязки сети в час максимального водопотребления№ кольца№ уч-каРасход, л/сДлина, мСтандартный диаметр, ммФактическая скорость потока, м/сs=АКLПотери, м∆qРасход, л/сsqПотери, м∆qРасход, л/сsqПотери, м∆qРасход, л/сsqПотери, м∆q123456789101112131415161718192021Первоначальное распределение1-ое исправление2-ое исправление3-е исправление11-246,477032500,951106,552,39-2,4548,920,0541282,650,8148,110,0532,56-0,9649,070,0542,66-0,392-325,183591800,993114,211,9726,970,0839832,2625,710,0802,0627,240,0852,313-49,984751250,8128960,442,8813,070,3784634,9511,860,3434,0712,660,3674,644-59,987031101,0578905,397,867,530,5944641,648,340,6585,498,340,6585,495-113,228401251,0848061,368,4010,770,5178085,5811,580,5576,4510,620,5115,42       9,01 0-2,64 0,0003,25 0,0001,3022-614,9519681400,9763753,5614,25-0,6615,610,99508915,53-0,4516,051,02416,430,5715,480,98715,28-0,126-76,7530901,05169665,197,627,361,2484590,007,801,32410,347,231,2278,887-36,71970901,05630642,3128,315,403,40513818,395,353,37618,076,083,83423,312-325,183591800,993114,211,9726,970,0839832,2625,710,0802,0627,240,0852,31       8,42 05,12 0,000-6,64 0,0001,4737-86,11813900,96265738,839,920,645,471,4530197,94-0,405,871,5599,15-0,166,021,6019,640,148-96,111030900,96336667,8912,576,752,27323315,356,352,13813,586,202,08612,939-411,698321250,9548945,456,6912,330,6036037,4411,930,5846,9711,780,5766,794-39,984751101,0553314,455,3113,070,6967288,3611,860,6327,5012,660,6838,763-76,71790901,05573020,1725,725,403,09400916,715,353,06816,426,083,48421,18       -11,08  6,50  2,48  -2,35Продолжение таблицы 7Расход, л/сsqПотери, м∆qРасход, л/сsqПотери, м∆qРасход, л/сsqПотери, м22232425262728293031324-ое исправление5-ое исправление6-ое исправление49,450,0552,71-0,1349,580,0552,72-0,0649,640,0552,7327,510,0862,3627,720,0862,3927,740,0862,4013,210,3825,0413,250,3845,0813,330,3865,148,340,6585,498,340,6585,498,340,6585,4910,240,4925,0410,110,4864,9110,050,4834,85 0,0000,43 0,0000,21 0,0000,0815,600,99515,520,0815,520,99015,36-0,0415,570,99215,457,351,2479,177,271,2348,977,321,2419,085,823,67121,375,973,76522,485,913,72722,0327,510,0862,3627,720,0862,3927,740,0862,40 0,000-0,96 0,0000,54 0,000-0,115,881,5649,20-0,075,951,5829,420,025,941,5789,376,342,13313,526,272,11013,226,282,11513,2911,920,5836,9511,850,5806,8711,860,5816,8913,210,7049,3013,250,7119,4813,330,7149,575,823,33619,425,973,42120,435,913,38720,01  1,14  -0,27  0,37Таблица 8 – Результаты расчета гидравлической увязки сети в час максимального водопотребления+ пожар№ кольца№ уч-каРасход, л/сДлина, мСтандартный диаметр, ммФактическая скорость потока, м/сs=АКLПотери, м∆qРасход, л/сsqПотери, м∆qРасход, л/сsqПотери, м∆qРасход, л/сsqПотери, м∆qРасход, л/сsqПотери, м123456789101112131411121314151617181920Первоначальное распределение1-ое исправление2-ое исправление3-е исправление4-е исправление11-276,477033150,98328,031,92-2,7579,220,0259852,060,0079,210,0259842,06-0,1179,320,026022,06-0,0279,340,02602522,062-335,183592001,121746,142,1637,440,0653792,4537,700,0658262,4837,510,0655032,4637,600,06565082,473-414,984751400,9715380,703,4518,280,2812135,1417,800,273834,8818,030,2773245,0017,920,27560494,944-514,987031400,9722763,445,1112,230,27853,4112,240,2786013,4112,240,2786013,4112,240,27860083,415-118,228401401,1826022,188,6415,470,4026816,2315,480,4027966,2315,370,399946,1515,350,39950446,13       6,22 0-0,01 00,23 00,04 00,0722-634,9519682001,119586,3311,71-0,4835,430,33967412,040,2635,170,3371811,86-0,2935,470,34000412,060,0735,400,339353912,016-711,705301250,9531173,174,2712,180,3797874,6311,920,3716794,4312,220,3808624,6512,150,37874714,607-311,7019701250,95115870,0915,8610,661,23503813,1611,391,32028315,0410,981,27254613,9811,181,295299214,482-335,183592001,121746,142,1637,440,0653792,4537,700,0658262,4837,510,0655032,4637,600,06565082,47       2,05 0-1,05 01,23 0-0,28 00,3337-816,118131401,0525896,156,720,5615,550,4027366,26-0,4816,030,4150526,650,1215,910,4120126,56-0,1316,040,41533986,668-916,1110301401,0532808,168,5116,670,5468489,1116,190,5312448,6016,310,5350968,7316,180,53087978,599-421,698321601,0813098,566,1622,250,2914176,4821,770,2851886,2121,890,2867256,2821,760,2850426,204-314,984751400,9715380,703,4518,280,2812135,1417,800,273834,8817,910,2755184,9417,930,27577584,943-711,717901250,95105282,9714,4110,661,12219111,9611,391,19964813,6710,981,15627312,7011,181,17694713,16       -3,00  2,52  -0,64  0,69  -0,08Рисунок 5 – Окончательная расчетная схема для часа пожара6 Определение свободных и пьезометрических напоров сетиЧтобы определить требуемые напоры насосной станции второго подъема и высоту водонапорной башни, найдем пьезометрические и свободные напоры в каждой узловой точке сети, башне, и на насосной станции.В каждой точке сети должен обеспечиваться требуемый свободный напор. По заданию этажность застройки – 4 этажей. По [1] для четырехэтажной застройки требуемый свободный напор составляет 22 м (10 метров на первый этаж и по 4 метра на последующие).Для часа максимума диктующей точкой была выбрана точка 6. Эта точка лежит на границе встречи потоков от насосной станции и башни.Для диктующей точки определим пьезометрический напор по формуле:где - свободный требуемы напор в точке, 22 метров;zд – отметка земли в точке, по генплану она составляет 351,6 метров.ТогдаПо найденному пьезометрическому напору в диктующей точке определим пьезометрические напоры во всех остальных точках, в башне и на насосной станции учитывая потери напора на каждом из участков.Затем определим свободные напоры в каждой точке, чтобы убедиться, что требуемый свободный напор соблюдается по всей сети:Так как в процессе вычислений имеются участки в которых Нсв<Нтр, то все пьезометрические отметки и величину Hсв увеличиваем на наибольшую разницу ∆Нсв=Нтр-Нсв, ∆Нсв=8 м. Для часа пожара Нтр=10 м. Результаты расчетов приведены в таблице 8.Таблица 8 –Расчет свободных напоров№ узлаОтметка землиПьезометрический напор, мСвободный напор, мВ час наибольшего водопотребленияВ час пожараВ час наибольшего водопотребленияВ час пожараТребуемый1330418,74444,2388,74114,23222335416,01442,1681,01107,16223339413,62439,7074,62100,70224347,3408,47434,7661,1787,46225341,2402,98431,3561,7890,15226342,8398,13425,2155,3382,41227351382,68398,2031,6847,20228351,6373,60393,6022,0042,00229350,4415,36440,9664,9690,5622вб328419,28444,7791,28116,7722НС328421,18446,6793,18118,6722Рисунок 6 – Расчетная схема определения напоров для часа максимального водопотребленияПо получившимся напорам мы определилифактичкскую высоту ствола башни, которая равна свободному напору в башне, то есть 12,42 м.В час пожара расчет напоров выполняется аналогично. Водонапорная башня в процессе пожаротушения не участвует. Рисунок 7 – Расчетная схема определения напоров для часа пожара7 Деталировка сети и разработка колодцаВ условных графических обозначениях на деталировке были обозначены вся арматура, установленная на сети, и фасонные части. Сначала были установлены пожарные гидранты, расстояние между которыми должно быть примерно 150 м. Затем вся сеть была разделена на ремонтные участки. Каждый ремонтный участок был отделен от других задвижками. В самой высокой точке участка устанавливаем вантуз для впуска и выпуска воздуха. В нижних точках ремонтного участка были установлены выпуски, через которые вода в случае аварии или ремонта участка спускается в мокрые колодцы диаметром 1500 мм.Для более точной и конкретной деталировки был выбранокольцо 1. Для него по ГОСТ 5525-88 была подобрана вся арматура и фасонные части, которые указаны в спецификации. Все детальные элементы и их размеры обозначены на чертеже.Список используемой литературы1. СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84. М.: Минстрой России, 2015. – 136 с.2. СП 30.13330.2012 Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85*. М.: Минрегион России, 2012.– 56 с.3. Балыгин В. В., АКрыжановский. Н. Насосы: Каталог-справочник. – Новосибиск, 1999. – 97 с.4. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие. М.: Стройиздат, 1984. 116 с.5. Абрамов Н. Н. Водоснабжение. М.: Стройиздат, 1982, 440 с.6. Расчет водопроводных сетей: Учебное пособие для вузов/ Н. Н. Абрмов., М. М. Поспелога, М. А. Сомов и др. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1983. 278 с.7. Водоснабжение и канализация на железнодорожном транспорте / Под ред. В. С. Дикаревского. М.: Транспорт, 1903. 279 с.8. Водоснабжение населенного пункта и железнодорожной станции: Метод.указ. по выполнению курсовой работы. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 1990. – 67 с.9. Водоснабжение населенного пункта и железнодорожной станции: Метод. указ. по выполнению курсовой работы / Сост. Кунц К. Л., Ким И. Л. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2014. – 50 с.10 СП 8.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности