Файл: Курсовая работа специальное водоснабжение Расчет системы противопожарного водоснабжения объекта.docx
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 955
Скачиваний: 37
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
2. Определение расчетных расходов воды на пожаротушение
3. Гидравлический расчет водопроводной сети населенного пункта
4. Определение режима работы НС - II
5. Гидравлический расчет водоводов
6. Определение высоты водонапорной башни
6.1. Определение емкости бака водонапорной башни
7. Расчет резервуаров чистой воды
2,3– двухступенчатый режим работы НС-II с подачей каждым насосом соответственно 2,5% и 3% в час от суточного водопотребления
Таблица 4.1. –Водопотребление и режим работы насосов
Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины столбца 6 и 10.
1 вариант: 2,08 + |-5,55| = 7,63 %.
2 вариант: 3,97 + |-3,61| = 7,58 %.
Окончательно выбираем режим работы НС-II по 2 варианту.
Цель гидравлического расчета водоводов – определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы, как и водопроводная сеть, рассчитываются на два режима работы: на пропуск хозяйственно-питьевых, производственных расходов воды в соответствии с режимом работы НС-II и на пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных расходов и расходов на пожаротушение с учетом требований п. 7 [5].
Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диаметров труб водопроводной сети. В данной работе задано, что водоводы проложены из стальных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием и длина водоводов от HC-II до водонапорной башни lвод = 600 м. Учитывая, что в примере принят неравномерный режим работы HC-II с максимальной подачей насосов Р = 3 + 3 = 6 % в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:
. (5.1)
Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход воды по одному водоводу равен:
При значении Э = 1 из прил. 5 [5] определяем диаметр водоводов dр = 0,26 м.
Скорость воды в водоводе определяется из выражения:
υ = Q/ω ,
,
При расходе Qвод = 37,11 л/с скорость движения воды в водоводе будет равна:
.
Потери напора определяются по формуле:
. (5.2)
,
где K, n и p – эмпирические коэффициенты приведенные в приложении B [4];
q – расход, м3/с;
d – диаметр трубопровода, м.
Тогда K = 1,486 × 10-3; p = 4,89; n = 1,85.
,
.
Общий расход воды в условиях пожаротушения в рассматриваемом примере равен Q”пос.пр = 119,41 л/с. Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения: Qвод.пож. = 119,41 / 2 = 59,71 л/с.
Тогда скорость движения воды в водоводе будет равна:
.
И потери напора при пожаре:
,
.
Высота водонапорной башни определяется по формуле:
Hв.б= 1,1·hс + Hсв+ zд.т – zв.б, (6.1)
где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях;
hс – потери напора в водопроводной сети при работе ее в обычное время;
zд.т, zв.б – геодезические отметки соответственно в диктующей точке и в месте установки башни.
Минимальный напор Нсв в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание, должен быть равен:
Hсв = 10 + 4 · (n – 1) = 10 + 4 · ( 3 - 1 ) = 18 м,
где n – число этажей.
Hв.б = 1,1 · 3,09 + 18 + 92 – 97,6 = 15,8 м.
Принимаем водонапорную башню высотой 17,5 м.
Регулирующий объем бака водонапорной башни составил 7,58 % от суточного расхода воды в поселке.
. (6.2)
Так как наибольший расчетный расход требуется на тушение одного пожара на предприятии, то:
. (6.3)
Согласно табл.1.1,
. (6.4)
Таким образом,
, (6.5)
Wн.з = 27 + 44,644 = 71,644 м3.
Wб = Wрег + Wн.з = 337,55 + 71,644 = 409,194 м3. (6.6)
По приложению 7 [5] принимаем водонапорную башню высотой 17,5 м с баком емкостью 500 м3 по ТП 901-5-12/70 .
Зная емкость бака определяем его диаметр и высоту:
.
.
Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций в I и II подъема и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения:
Wр.ч.в. = Wрег + Wн.з., (7.1)
Регулирующая емкость резервуаров чистой воды может быть определена на основе анализа работы насосных станций I и II подъема.
Режим работы HC-I обычно принимается равномерным, так как такой режим наиболее благоприятен для оборудования HC-I и сооружений для обработки воды. При этом HC-I, так же, как и НС-II, должна подать все 100 % суточного расхода воды в поселке. Следовательно, часовая подача воды HC-I составит 100/24 = 4,167 % от суточного расхода воды в поселке. Режим работы НС-II приведен в разд. 5.
Для определения Wрег воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы HC-I и НС-II (рис. 8.1). Регулирующий объем резервуаров чистой воды в процентах от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей «б».
Рис. 7.1. Режим работы НС-II и HC-I:
а – поступление воды в резервуар; б – убыль воды из резервуара
Wрег= (5 - 4,167) 16 = 13,3 % или
Wрег = (4,167 - 2,5) 5 + (4,167 - 2,5) 3 = 13,3 %
Wрег = (4453,21·13,3) / 100 = 592,277 м3.
Неприкосновенный запас воды Wн.з в соответствии с п. 9.3 [1], определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов (пп. 5.1-5.9, 5.12-5.15, 6.1-6.3 [1])и (4.1.1 и 4.1.2 [2]), а также из специальных средств пожаротушения (спринклеров, дренчеров и других аппаратов, не имеющих собственных резервуаров), согласно пп. 5.10 и 5.11 [1], и обеспечения максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожаротушения с учетом требований п. 5.13 [1].
Таким образом, Wн.з = Wн.з.пож + Wн.з.х-п.
При определении объема неприкосновенного запаса воды в резервуарах допускается учитывать пополнение их водой во время тушения пожара, если подача воды в резервуары осуществляется системами водоснабжения I и II категории по степени обеспеченности подачи воды, т.е.
Wн.з = (Wн.з.пож + Wн.з.х-п) – Wн.с-1. (7.2)
, (7.3)
где τ = 3 ч – расчетная продолжительность тушения.
При определении Qпос.пр не учитываются расходы на поливку территории, прием душа, мытье полов и мойку технического оборудования на промышленном предприятии, а также расходы воды на поливку растений в теплицах, т. е. если эти расходы воды попали в час максимального водопотребления, то их следует вычесть из общего расхода воды. Если при этом
Таблица 4.1. –Водопотребление и режим работы насосов
| Время суток | Часовое водо-потребление (см. табл. 1.1, графа 13) | I вариант | II вариант | ||||||
| Подача насосов | Поступление в бак | Расход из бака | Остаток в баке | Подача насосов | Поступление в бак | Расход из бака | Остаток в баке | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 0-1 | 2,06 | 2,5 | 0,44 | | 0,44 | 3 | 0,94 | | 0,94 |
| 1-2 | 1,68 | 2,5 | 0,82 | | 1,26 | 3 | 1,32 | | 2,26 |
| 2-3 | 1,68 | 2,5 | 0,82 | | 2,08 | 3 | 1,32 | | 3,58 |
| 3-4 | 2,61 | 2,5 | | 0,11 | 1,97 | 3 | 0,39 | | 3,97 |
| Продолжение таблицы 4.1 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 4-5 | 3,55 | 2,5 | | 1,05 | 0,92 | 3 | | 0,55 | 3,42 |
| 5-6 | 4,36 | 5 | 0,64 | | 1,56 | 3 | | 1,36 | 2,06 |
| 6-7 | 5,28 | 5 | | 0,28 | 1,28 | 3 | | 2,28 | -0,22 |
| 7-8 | 5,98 | 5 | | 0,98 | 0,3 | 3 | | 2,98 | -3,2 |
| 8-9 | 6,39 | 5 | | 1,39 | -1,09 | 6 | | 0,39 | -3,59 |
| 9-10 | 6,02 | 5 | | 1,02 | -2,11 | 6 | | 0,02 | -3,61 |
| 10-11 | 5,98 | 5 | | 0,98 | -3,09 | 6 | 0,02 | | -3,59 |
| 11-12 | 4,94 | 5 | 0,06 | | -3,03 | 6 | 1,06 | | -2,53 |
| 12-13 | 5 | 5 | | 0 | -3,03 | 6 | 1 | | -1,53 |
| 13-14 | 5,31 | 5 | | 0,31 | -3,34 | 6 | 0,69 | | -0,84 |
| 14-15 | 5,74 | 5 | | 0,74 | -4,08 | 6 | 0,26 | | -0,58 |
| 15-16 | 5,79 | 5 | | 0,79 | -4,87 | 6 | 0,21 | | -0,37 |
| 16-17 | 5,68 | 5 | | 0,68 | -5,55 | 6 | 0,32 | | -0,05 |
| 17-18 | 4,87 | 5 | 0,13 | | -5,42 | 4 | | 0,87 | -0,92 |
| 18-19 | 4,41 | 5 | 0,59 | | -4,83 | 3 | | 1,41 | -2,33 |
| 19-20 | 3,99 | 5 | 1,01 | | -3,82 | 3 | | 0,99 | -3,32 |
| 20-21 | 3,13 | 5 | 1,87 | | -1,95 | 3 | | 0,13 | -3,45 |
| 21-22 | 2,14 | 2,5 | 0,36 | | -1,59 | 3 | 0,86 | | -2,59 |
| 22-23 | 1,71 | 2,5 | 0,79 | | -0,8 | 3 | 1,29 | | -1,3 |
| 23-24 | 1,7 | 2,5 | 0,8 | | 0 | 3 | 1,3 | | 0 |
| Всего | 100 | 100 | | | | 100 | | | |
Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины столбца 6 и 10.
1 вариант: 2,08 + |-5,55| = 7,63 %.
2 вариант: 3,97 + |-3,61| = 7,58 %.
Окончательно выбираем режим работы НС-II по 2 варианту.
5. Гидравлический расчет водоводов
Цель гидравлического расчета водоводов – определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы, как и водопроводная сеть, рассчитываются на два режима работы: на пропуск хозяйственно-питьевых, производственных расходов воды в соответствии с режимом работы НС-II и на пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных расходов и расходов на пожаротушение с учетом требований п. 7 [5].
Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диаметров труб водопроводной сети. В данной работе задано, что водоводы проложены из стальных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием и длина водоводов от HC-II до водонапорной башни lвод = 600 м. Учитывая, что в примере принят неравномерный режим работы HC-II с максимальной подачей насосов Р = 3 + 3 = 6 % в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:
. (5.1)Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход воды по одному водоводу равен:
При значении Э = 1 из прил. 5 [5] определяем диаметр водоводов dр = 0,26 м.
Скорость воды в водоводе определяется из выражения:
υ = Q/ω ,
,При расходе Qвод = 37,11 л/с скорость движения воды в водоводе будет равна:
.Потери напора определяются по формуле:
. (5.2) ,где K, n и p – эмпирические коэффициенты приведенные в приложении B [4];
q – расход, м3/с;
d – диаметр трубопровода, м.
Тогда K = 1,486 × 10-3; p = 4,89; n = 1,85.
, .Общий расход воды в условиях пожаротушения в рассматриваемом примере равен Q”пос.пр = 119,41 л/с. Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения: Qвод.пож. = 119,41 / 2 = 59,71 л/с.
Тогда скорость движения воды в водоводе будет равна:
.
И потери напора при пожаре:
, .6. Определение высоты водонапорной башни
Высота водонапорной башни определяется по формуле:
Hв.б= 1,1·hс + Hсв+ zд.т – zв.б, (6.1)
где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях;
hс – потери напора в водопроводной сети при работе ее в обычное время;
zд.т, zв.б – геодезические отметки соответственно в диктующей точке и в месте установки башни.
Минимальный напор Нсв в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание, должен быть равен:
Hсв = 10 + 4 · (n – 1) = 10 + 4 · ( 3 - 1 ) = 18 м,
где n – число этажей.
Hв.б = 1,1 · 3,09 + 18 + 92 – 97,6 = 15,8 м.
Принимаем водонапорную башню высотой 17,5 м.
6.1. Определение емкости бака водонапорной башни
Регулирующий объем бака водонапорной башни составил 7,58 % от суточного расхода воды в поселке.
. (6.2)Так как наибольший расчетный расход требуется на тушение одного пожара на предприятии, то:
. (6.3)Согласно табл.1.1,
. (6.4)Таким образом,
, (6.5)Wн.з = 27 + 44,644 = 71,644 м3.
Wб = Wрег + Wн.з = 337,55 + 71,644 = 409,194 м3. (6.6)
По приложению 7 [5] принимаем водонапорную башню высотой 17,5 м с баком емкостью 500 м3 по ТП 901-5-12/70 .
Зная емкость бака определяем его диаметр и высоту:
. .7. Расчет резервуаров чистой воды
Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций в I и II подъема и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения:
Wр.ч.в. = Wрег + Wн.з., (7.1)
Регулирующая емкость резервуаров чистой воды может быть определена на основе анализа работы насосных станций I и II подъема.
Режим работы HC-I обычно принимается равномерным, так как такой режим наиболее благоприятен для оборудования HC-I и сооружений для обработки воды. При этом HC-I, так же, как и НС-II, должна подать все 100 % суточного расхода воды в поселке. Следовательно, часовая подача воды HC-I составит 100/24 = 4,167 % от суточного расхода воды в поселке. Режим работы НС-II приведен в разд. 5.
Для определения Wрег воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы HC-I и НС-II (рис. 8.1). Регулирующий объем резервуаров чистой воды в процентах от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей «б».
Рис. 7.1. Режим работы НС-II и HC-I:
а – поступление воды в резервуар; б – убыль воды из резервуара
Wрег= (5 - 4,167) 16 = 13,3 % или
Wрег = (4,167 - 2,5) 5 + (4,167 - 2,5) 3 = 13,3 %
Wрег = (4453,21·13,3) / 100 = 592,277 м3.
Неприкосновенный запас воды Wн.з в соответствии с п. 9.3 [1], определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов (пп. 5.1-5.9, 5.12-5.15, 6.1-6.3 [1])и (4.1.1 и 4.1.2 [2]), а также из специальных средств пожаротушения (спринклеров, дренчеров и других аппаратов, не имеющих собственных резервуаров), согласно пп. 5.10 и 5.11 [1], и обеспечения максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожаротушения с учетом требований п. 5.13 [1].
Таким образом, Wн.з = Wн.з.пож + Wн.з.х-п.
При определении объема неприкосновенного запаса воды в резервуарах допускается учитывать пополнение их водой во время тушения пожара, если подача воды в резервуары осуществляется системами водоснабжения I и II категории по степени обеспеченности подачи воды, т.е.
Wн.з = (Wн.з.пож + Wн.з.х-п) – Wн.с-1. (7.2)
, (7.3)где τ = 3 ч – расчетная продолжительность тушения.
При определении Qпос.пр не учитываются расходы на поливку территории, прием душа, мытье полов и мойку технического оборудования на промышленном предприятии, а также расходы воды на поливку растений в теплицах, т. е. если эти расходы воды попали в час максимального водопотребления, то их следует вычесть из общего расхода воды. Если при этом