Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 61
Задача 1 Рассчитать сеть внутреннего водопровода жилого здания, квартиры которого оборудованы умывальниками, мойками, ваннами с душами и унитазами со смывными бачками (схема водопровода показана на рис. 1). Здание оборудовано централизованной системой горячего водоснабжения с приготовлением горячей воды в водонагревателе, расположенном в подвале. Исходные данные:
Количество этажей nэт
=8; Средняя заселенность квартир U=2,5чел./кв.; Нормы потребления воды:
общая (холодная и горячая), в сутки наибольшего водопотребления общая, в час наибольшего водопотребления Холодная Расход воды прибором:
общий холодной Высота этажа (от пола до пола) 2,9м; Длины участков
: В - 1 = 2,1 м; 1 – 2 = 0,8 м; 2 – 3 = 1,4 м; 3 – 4 = 0,5 м; 4 – 5 = 2,9 м; 5 – 6 = 2,9 м; 6 – 7 = 2,9 м; 7 – 8 = 2,9 м; 8 – 9 = 2,9 м; 9 - 10 = 2,9 м 10 – 11 = 2,9 м 11 – 12 = 4,3 м; 12 – 13 = 6,7 м; 13 – 14 = 7,0 м; 14 – 15 = 6,7 м; 15 – 16 = 7,0 м; 16 – 17 = 9,0 м; Ввод = 17 м; Разность отметок пола первого этажа Гарантийный напор в городском водопроводе Н=38 м в. ст. Рис. 1
Решение:
Для определения расходов на каждом расчетном участке рассчитаем вероятность действия приборов. Для участков холодного водопровода вероятность действия приборов:
где U
– число водопотребителей: U
=
un
кв
n
эт
,
здесь u
-
средняя заселенность квартир, чел./кв; n
кв
– число квартир на этаже, равное числу стояков; q
0
с
– нормативный расход холодной воды диктующим водоразборным устройством; Из выражения получим: U=2,5∙8∙8=160 чел; N
– число водоразборных приборов в здании: N
=
n
кв
n
пр
n
эт
,
здесь nпр
– количество водоразборных приборов в одной квартире. N=4∙8∙8=256. Тогда из выражения получим: Для общих участков величина р
tot
определяют по формуле
где Определяем расход воды на каждом участке по формуле:
q=5q0
α, где q0
– нормативный расход воды прибором; α – безразмерный коэффициент, зависящий от количества водоразбор- Пользуясь приложением 1. определяем величину
α
для каждого расчетного участка по произведению
NP
и соответствующий ей максимальный расход воды
qc
или
qtot
.
Участок 17-18: N
= 256;
N
Р = 256 ∙ 0,009 = 2.30 => α = 1,563;
q
17-18
= 5
q
0
tot
∙ α = 5 ∙ 0,3 ∙ 1,563 = 2.341 л/с;
Участок 16 – 17: N
= 256;
N
Р = 256 ∙ 0,009 = 2,3 => α = 1,563;
Q
15-16
= 5
q
0
c
∙ α = 5 ∙ 0,3 ∙ 1.563 = 2,341 л/с;
Участок 15 – 16: N
= 4 ∙ 8 ∙ 8 = 256;
N
Р = 256 ∙ 0,00486 = 1,244 => α = 1,093;
Q
14-15
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 1,093 = 1,093 л/с;
Участок 14 – 15: N
= 4 ∙ 6 ∙ 8 = 192;
N
Р = 192 ∙ 0,00486 = 0,933 => α = 0,933;
q
13-14
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,933 = 0,933 л/с;
Участок 13 – 14: N
= 4 ∙ 4 ∙ 8 = 128;
N
Р = 128 ∙ 0,00486 = 0,622 => α = 0,756;
Q
12-13
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,756 = 0,756 л/с;
Участок 12 – 13: N
= 4 ∙ 2 ∙ 8 = 64;
N
Р = 64 ∙ 0,00486 = 0,311 => α = 0,543;
Q
11-12
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,543 = 0,543 л/с;
Участок 11 – 12: N
= 4 ∙ 1 ∙ 8 = 32;
N
Р = 32 ∙ 0,00486 = 0,156 => α = 0,406;
Q
10-11
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,406 = 0,406 л/с;
Участок 10 – 11: N
= 4 ∙ 1 ∙ 7 = 28;
N
Р = 28 ∙ 0,00486 = 0,136 => α = 0,383;
q
9-10
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,383 = 0,383 л/с;
Участок 9 – 10: N
= 4 ∙ 1∙ 6 = 24;
N
Р = 24 ∙ 0,00486 = 0,117 => α = 0,363;
q
8-9
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,363 = 0,363 л/с;
Участок 8 – 9: N
= 4 ∙ 1 ∙ 5 = 20;
N
Р = 20 ∙ 0,00486 = 0,097 => α = 0,340;
q
7-8
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,340 = 0,340 л/с;
Участок 7 – 8: N
= 4 ∙ 1 ∙ 4 = 16;
N
Р = 16 ∙ 0,00486 = 0,078 => α = 0,315;
q
6-7
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,315 = 0,315 л/с;
Участок 6 – 7: N
= 4 ∙ 1 ∙ 3 = 12;
N
Р = 12 ∙ 0,00486 = 0,058 => α = 0,286;
q
5-6
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,286 = 0,286 л/с;
Участок 5 – 6: N
= 4 ∙ 1 ∙ 2 = 8;
N
Р = 8 ∙ 0,00486 = 0,039 => α = 0,254;
q
4-5
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,254 = 0,254 л/с;
Участок 4 – 5, 3 – 4:
N
= 4 ∙ 1 ∙ 1 = 4;
N
Р = 4 ∙ 0,00486 = 0,019 => α = 0,213;
q
4-5
=
q
3-4
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,213 = 0,213 л/с;
Участок 2 – 3: N
= 3;
N
Р = 3∙0,00486 = 0,015 => α = 0,202;
q
2-3
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,202 = 0,202 л/с;
Участок 1 – 2: N
= 2;
N
Р = 2 ∙ 0,00486 = 0,01 => α = 0,200;
q
1-2
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,2 = 0,2 л/с;
Участок В-1: N
= 1;
N
Р = 1 ∙ 0,00486 = 0,00486 => α = 0,200;
q
В-1
= 5
q
0
с
∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,2 = 0,2 л/с.
Определим потери напора по длине каждого расчетного участка по формуле
где l
– длина расчетного участка. hB
-1
=360,5∙2,1/1000=0,757м; h1-2
=360,5∙0,8/1000=0,288м; h2-3
=368,5∙1,4 /1000=0,516м; h3-4
=412,5∙0,5/1000=0,206м; h4-5
=412,5∙2,9/1000=1,196м; h5-6
=114,1∙2,9/1000=0,331м; h6-7
=142∙2,9/1000=0,412м h7-8
=170,4∙2,9/1000=0,494м; h8-9
=196,1∙2,9/1000=0,569м; h9-10
=221,8∙2,9/1000=0,643м; h10-11
=245,5∙2,9/1000=0,712м; h11-12
=274,1∙4,3/1000=1,179; h12-13
=129,5∙6,7/1000=0,868; h13-14
=55,7∙7/1000=0,390м; h14-15
=82,3∙6,7/1000=0,551м; h15-16
=110,6∙7/1000=0,774м; h16-17
=61,6∙9/1000=0,554м; hвв
=61,6∙17/1000=1,047м. Весь расчет внутреннего водопровода сводят в расчетную таблицу Гидравлический расчет внутреннего водопровода
Номер расчетного Количество водоразборных приборов на данном участке,
N
, шт.
NP
α
Расчетный расход на участке q
, л/с Диаметр трубопровода d
, мм Длина расчетного участка l
, м Скорость движения воды V
, м/с Гидравлический уклон i
Потеря напора по длине участка hl
, м 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 В-1 1 0,00486 0,2 0,2 15 2,1 1,18 0,3605 0,757 1-2 2 0,01 0,2 0,2 15 0,8 1,18 0,3605 0,288 2-3 3 0,015 0,202 0,202 15 1,4 1,19 0,3685 0,516 3-4 4 0,019 0,213 0,213 15 0,5 1,26 0,4125 0,206 4-5 4 0,019 0,213 0,213 20 2,9 0,66 0,0735 0,213 5-6 8 0,039 0,254 0,254 20 2,9 0,79 0,1141 0,331 6-7 12 0,058 0,286 0,286 20 2,9 0,9 0,142 0,412 7-8 16 0,078 0,315 0,315 20 2,9 0,99 0,1704 0,494 8-9 20 0,097 0,340 0,340 20 2,9 1,06 0,1961 0,569 9-10 24 0,117 0,363 0,363 20 2,9 1,13 0,2218 0,643 10-11 28 0,136 0,383 0,383 20 2,9 1,2 0,2455 0,712 11-12 32 0,156 0,406 0,406 32 4,3 0,43 0,018 0,077 12-13 64 0,311 0,543 0,543 32 6,7 0,56 0,0304 0,204 13-14 128 0,622 0,756 0,756 32 7 0,79 0,0557 0,390 14-15 192 0,933 0,933 0,933 32 6,7 0,97 0,0823 0,551 15-16 256 1,244 1,093 1,093 50 7 0,52 0,0153 0,107 16-17 256 2,3 1,563 2,341 50 9 1,1 0,0616 0,554 17-18 256 2,3 1,563 2,341 70 17 0,67 0,018 0,306 Сумма потерь напора по длине
Ввод hвв
=0,306 м После определения расчетных расходов следует выбрать водомер. Для этого необходимо посчитать расчетные расходы воды: максимальный суточный, средний часовой и максимальный часовой. Максимальный суточный расход воды (м3
/сут) на нужды холодного и горячего водоснабжения определяют по формуле
где
qu
t
о
t
-
общая норма расхода воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л; U
– число водопотребителей.
Средний часовой расход воды
Максимальный часовой расход воды
где Вероятность использования санитарно – технических приборов для системы в целом определяют по формуле
По приложению 1 α
hr
=3,582;
По приложению 4 выбираем скоростной водомер с диаметром условного прохода 40мм (гидравлическое сопротивление счетчика s=0,51 После выбора водомера следует определить потерю напора в нем. Потерю напора в водомере
h
вод
, м, определяют по формуле
h
вод
=
sq
2
=0,51∙1,492
=1,13 м,
где q
– расход воды протекающей через водомер, л/с. Определяем величину напора, требуемого для подачи нормативного расхода воды к диктующему водоразборному устройству при наибольшем хозяйственно-питьевом водопотреблении с учетом потерь напора на преодоление сопротивлений по пути движения воды.
где Нг
– геометрическая высота подачи воды от точки присоединения ввода к наружной сети до диктующего водоразборного устройства:
где Нэт
– высота этажа; n
эт
– количество этажей; l
в-1
– длина первого расчетного участка (высота расположения диктующей расчетной точки над уровнем пола); h
вв
– потеря напора во вводе; h
вод
- потеря напора в водомере; 1,3
– коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, которые для сетей хозяйственно-питьевого водопровода жилых и общественных зданий берутся в размере 30% от потерь напора по длине; Нр
– рабочий нормативный напор у диктующего водоразборного устройства (для ванны со смесителем Нр
=3 м). Нг
=2,9(8-1)+1,2+2,1=23,6 м;
Нтр
=23,6+0,306+1,13+1,3∙7,024+3=3,167 м. Нтр
=37,167 м < Нг
=38 м, следовательно, повысительная насосная установка не требуется. Определить максимальный расчетный расход холодной воды qc
, л/с, в системе хозяйственно-питьевого водопровода промышленного предприятия, в едином блоке, которого имеются: а) цех с тепловыделениями менее 84 кДж на 1 м3
/ч; б) бытовые помещения с групповыми душевыми; в) столовая с полным циклом приготовления блюд. В здании имеется централизованная система горячего водоснабжения. Нормы расхода холодной воды различными потребителями приведены в табл.2. Исходные данные:
Число рабочих в наибольшую смену 150 Число административного персонала в смену 40 Число душевых сеток в бытовых помещениях 40 Среднее количество блюд, приготавливаемых за 1 ч в столовой 105 Число санитарных приборов, установленных в здании 53 Число специальных приборов, установленных в столовой 14 Решение:
Определим вероятности действия приборов в каждой группе водопотребителей: Рс
I
,
Pc
II
,
Pc
III
. Для II группы потребителей (сетки душевые) примем Pc
II
=1
, т. к. все душевые установки могут быть включены одновременно после окончания смены в цехе. Величины Рс
I
и
Pc
III
определяем по формуле
где Ui
- количество потребителей в группе i (исходные данные); Ni
– количество водоразборных приборов, обслуживающих группу водопотребителей. Определим средневзвешенное значение секундного расхода холодной воды водоразборной арматурой, отнесенного к одному прибору, определяемое по формуле
Определим коэффициент α по прил. 1, с зависимости от общего числа приборов
N
и вероятности их действия N
=53+40+14=107;
NP
=107∙0,4=42,8 => α=12,6.
Определим максимальный расчетный расход холодной воды по формуле
qc
= 5
qc
o
α = 5 ∙ 0,1385 ∙ 12,6 = 8,73 л/с.
Ответ: qc
= 8,73 л/с.
Группа однотипных n-этажных жилых зданий снабжается водой из центрального теплового пункта, присоединенного трубопроводом ввода к уличной водопроводной сети. Холодная вода из уличной сети по вводу поступает в центральный тепловой узел, в котором установлен скоростной водонагреватель. Часть холодной воды проходит через водонагреватель и поступает в горячую систему водоснабжения зданий, другая часть поступает в систему холодного водоснабжения. В каждой квартире установлено четыре водоразборных прибора (умывальник, мойка, ванна с душевой сеткой и унитаз со смывным бочком). Определить расчетные расходы воды для теплового пункта (на нужды холодного и горячего водоснабжения), подобрать водомер, устанавливаемый на вводе в тепловой пункт, вычислить средний и максимальный часовые расходы горячей воды группой зданий; произвести необходимые расчеты и выбрать марку водонагревателя. Нормативные секундный и часовой расходы воды водоразборным устройством принять: Исходные данные:
Число однотипных зданий n
зд
6 Число этажей n
эт
6 Число квартир на этаже n
кв
4 Средняя заселенность квартир U
чел/кв
3,0 Норма расхода воды в сутки наибольшего водопотребления: Общая q Горячая q 300 120 Норма расхода воды в час наибольшего водопотребления: Общая q Горячая q 15,6 10 Начальные температуры теплоносителя, конечные температуры теплоносителя 90 60 Решение задачи.
Число водопотребителей U= u nкв
nэт
nзд
u - средняя заселенность квартир nкв
- число квартир nэт
- число этажей nзд
- число зданий U
= 3,0∙4∙6∙6 = 432 Q
Средний часовой расход воды за сутки максимального водопотребления определяется по формуле:
q q Phr
= P
Где q q N= nпр
nэт
nзд
nкв
Здесь nпр
- число водоразборных приборов в одной квартире N= 4 ∙6 ∙6 ∙4= 576 P
Phr
= N
P
q По вычисленным значениям расчетных расходов воды, руководствуясь приложением 4 (23/10/2), следует подобрать марку водомера Диаметр условного прохода счетчика, мм параметры Расход воды, м3
/ч Порог чувст- вительности М3
/ч Максимальный объем воды за сутки м3
Гидравлическое сопротивление счетчика Минималь- ный Эксплу- атаци- онный Макси- мальный 50 0,3 12 30 0,15 450 0,142 Общий максимальный секундный расход воды группой зданий
q где, N
P
вычисляем потери напора в водомере h где s- гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое по приложению 4 (23/10/2) q- расход воды, протекающий через водомер л/с
h q
где U – количество потребителей горячей воды T – количество часов в сутках ( Т = 24ч). q
q где q Phr
= где где N – количество водоразборных приборов, обслуживающих систему горячего водоснабжения N= nпр
nэт
nзд
nкв
N
= 576
Phr
= N P q Расчетный расход тепла для приготовления горячей воды в течении часа максимального водопотребления Q где t Q Потери тепла можно учесть приближенно по формуле Q где Q k – коэффициент, учитывающий потери тепла трубопроводами ( принимаем k= 0,35) Q Q Согласно условию задачи приготовление горячей воды производится в скоростном водонагревателе, установленном в центральном тепловом пункте. В скоростных водонагревателях расходуемая вода протекает с большой скоростью 0,5-2,5 м/с. Благодаря этому они имеют высокие коэффициенты теплопередачи, а следовательно, очень компактны и занимают небольшую площадь. Расчет целесообразно вести в следующем порядке. Задавшись скоростью движения нагреваемой воды vн.в.
в приделах 0,5-2 м/с, определяем требуемую площадь сечения трубок водонагревателя fmp
, исходя из максимального часового расхода горячей воды q Принимаю vн.в.
= 1,5 м/с fmp
= пользуясь прил.6, подбираем водонагреватель, по ближайшему к вычисленному значению площади сечения трубок. fmp
=0,00185 м2
после чего для выбранной марки водонагревателя вычислим скорости движения нагреваемой vн.в.
и греющей vгв
воды. где tн
, tк
– начальная и конечная температуры теплоносителя С – теплоемкость воды (С=4,19 кДж/кг град) Вычисляем скорость движения нагреваемой воды Скорость движения греющей воды
По вычисленным значениям vн.в
и vгв
, пользуясь приложением 7 находим величину коэффициента теплопередачи нагревательной поверхности ( К ) При достаточном напоре в наружной сети скоростной нагреватель считается плохо подобран, если К К= 1943,2 Необходимую поверхность нагрева водонагревателей определяют по вычисленному часовому расходу тепла и коэффициента теплопередачи. где где Чаще всего скоростной водонагреватель работает по противоточной схеме (холодная вода встречает остывший теплоноситель, а нагретая – горячий). При этом где tн
и tк
- начальная и конечная температура теплоносителя tг
и tх
начальная и конечная температура нагреваемой воды ( tх
= 5 Определим необходимую поверхность нагрева водонагревателей Вычисляем величину требуемой поверхности нагрева водонагревателя, определяют требуемое число секций нагревателя
где Задача №4
Произвести гидравлический расчет дворовой канализационной сети, отводящей сточные воды от жилого здания в городскую сеть, согласно заданному варианту генплана. Поверхность участка земли – горизонтальная. Исходные данные Номер варианта 1 8 Вариант генплана дворовой канализации 1 *Число водоразборных приборов в здании N 192 *Число жителей U 144 *норма расхода холодной и горячей воды в час наибольшего водопотребления q 14,3 Отметка поверхности земли 51 Отметка лотка трубы дворовой канализационной сети в первом колодце 49 Отметка лотка трубы городской канализации 48 Длинны участков: l 25 l 8 l 13 l - III
К2 К1 l
2
КК Г КК l
3
На генплане предоставлена дворовая канализационная сеть жилого здания. Сточная жидкость через выпуски из здания самотеком поступает в дворовую сеть. Число выпусков – один. Каждый выпуск заканчивается смотровым канализационным колодцем. Кроме того, на красной линии устанавливается контрольный канализационный колодец (КК), в котором при необходимости устраивается перепад. Для внутри квартальной канализационной сети применяют трубы диаметром не менее 150 мм. К1 – дворовый канализа- цонный колодец КК – контрольный кана- лиционный колодец. ГКК – городской канали- зационный колодец Основным назначением гидравлического расчета сети дворовой канализации является выбор наименьшего уклона трубы, при котором обеспечивается прохождение расчетного расхода сточной жидкости со скоростью не менее 0,7 Желательно, чтобы дворовая сеть имела один и тот же уклон на всем протяжении. Наименьший уклон труб диаметром 150 мм составляет 0,008. Наибольший уклон труб канализационной сети не должен превышать 0,15. при этом наполнение труб должно быть не менее 0,3 диаметра. Допустимое максимальное наполнение труб диаметром 150 – 300 мм не более 0,6. Гидравлический расчет следует производить по таблицам , назначая скорость движения жидкости v, м
/с
и наполнение h
/d
таким образом, чтобы на всех участках было выполнено условие:
v Номер расчетного участка Длина участка, м Количество санитарных приборов на данном участке N, шт. NPtot
Общий расход холодной и горячей воды на расчетном участке qtot
л/с Расход сточной жидкости на расчетном участке qs
л/с Диаметр труб d, мм Уклон труб, i Скорость течения сточной жидкости, v, м/с Наполнение трубы, h/d
v Отметка лотков трубы на участках, м. Разность отметок лотков на участке, м В начале В конце 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 25 96 0,95 0,942 1,41 3,01 150 0,014 0,72 0,28 0,4 49 48,65 0,35 2 8 192 1,9 1,394 2,1 3,7 150 0,03 1,01 0,26 0,5 48,65 48,41 0,24 3 13 192 1,9 1,394 2,1 3,7 150 0,03 1,01 0,26 0,5 48,41 48 0,41 Для участков величина р
tot
определяют по формуле
где U
– число водопотребителей: Для первого участка: NPtot
= 96∙0,00993= 0,95 α=0,942
q q Для второго и третьего участка: NPtot
= 192∙0,00993= 1,9 α=1,394
q q Максимальный секундный расход сточных вод
qs
л/с, на расчетном участке
q q Для первого участка: q Для второго и третьего участка: q
|