Максимальный часовой расход воды по сто. Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения. Формула расхода воды - пример расчета бытового водопотребления

> Определить расчетные расходы холодной воды (суточный, м3/сут; средний часовой, м3/час; максимальный расчетный секундный расход, л/с; максимальный часовой расход, м3/час) на вводе в здание и подберите водомер

> Начертить принципиальную схему водоснабжения населенного пункта. Описать назначение основных элементов системы

1.2.2 Определение расчетного расхода воды

1.2.3 Определение расчетного часового расхода воды

> Устройство водоснабжения населенного пункта

Среднечасовой расход горячей воды

Максимальный часовой расход горячей воды

Для скоростных водонагревателей определяется по формуле

Задача № 2

Расчёт затрат и тарифов на услуги

Водоснабжение и водоотведение (3)

Водоснабжение и водоотведение жилого дома (3)

Сети водоотведения города с населением 63010 жителей

Главная › Участок › Максимальный часовой расход воды по сто. Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения. Формула расхода воды - пример расчета бытового водопотребления

Средний за год суточный расход воды ,м 3 /сут, определяется по формуле

где

Т.к. для района А степень санитарно-технического оборудования зданий равна 5, то суточная норма водопотребления для этого района по равна 180 л/сут, а для района Б степень санитарно-технического оборудования зданий равна 6, следовательно, суточная норма водопотребления для этого района по равная 210 л/сут.

Расчетныйрасход воды в сутки наибольшего водопотребления ,м 3 /сут, определяют по формуле

где

С учётом всего выше перечисленного получаем

Расчетныйрасход воды в сутки наименьшего водопотребления ,м 3 /сут, определяют по формуле

С учётом всего выше перечисленного получаем

Максимальный и минимальный расчетный часовые расход воды , м 3 /ч и, м 3 /ч определяются по формулам

где

Коэффициенты часовой неравномерности к час. макс., к час. мин. определяются по формулам

	Коэффициенты, учитывающие степень санитарно-технического оборудования зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаем 1,3 и 0,5 соответственно;
	Коэффициенты, учитывающие количество жителей в населенном пункте, принимается по таблице 1 .

Расчет проектируемых систем водоснабжения коттеджа будем вести согласно СНиПу 2.04.01-85.

Системы холодного и горячего водоснабжения должны обеспечивать подачу воды соответствующую расчетному числу водопотребителей или установленных санитарно-технических приборов. Секундный расход воды q o (q o tot , q o h , q o c), л/с, водоразборной арматурой отнесенный к одному прибору для различных приборов обслуживающих одинаковых водопотребителей на участке тупиковой сети (что применимо к системе холодного ВС) следует определять согласно приложению 3. В нашем случае ближе всего категория “Жилые дома квартирного типа с водопроводом канализацией и ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, оборудованными душами“. Для данной категории: расход воды в средние сутки общий и горячей, соответственно 300 и 120– л; в час наибольшего водопотребления 15,6 и 10 л; и собственно основная искомая величина – секундный расход воды прибором: общий – 0,3 л/с, горячей или холодной 0,2 л/с.

Максимальный секундный расход на расчетном участке сети q (q tot , q h , q c), л/с, следует определять по формуле q=5 q o a.

Вероятность действия санитарно-технических приборов на участке сети P(P tot , P h , P c) определяем по формуле:

где q hr,u – норма расхода воды в час наибольшего водопотребления;

U– число водопотребителей;

N – число приборов на участке;

Вероятность использования с/т приборов для системы в целом находим по формуле

где q o, hr – часовой расход воды с/т прибором, принимаемый по прил. 3

Максимальный часовой расход воды q hr определяем по формуле, где a – коэффициент, определяемый согласно прил. 4 в зависимости от общего числа приборов, обслуживаемых системой и вероятности их использования.

Расчет водопроводной сети холодной воды

Гидравлический расчет данной сети необходимо производить по максимальному секундному расходу воды. При расчете должны быть обеспечены необходимые напоры воды у приборов (свободные напоры). Скорость воды не должна превышать 3 м/с.

Расчетная схема для системы ХВ представлена на рис. 4-2.

Рис. 4-2

Наиболее загруженная ветвь правая (6-10), соответственно она и будет диктующей. Участки нумеруем, начиная с последнего прибора (ванная). В скобках указано количество приборов на участке.

Расчет ведем следующим образом:

определяем вероятность действия санитарно-технических приборов P (определяется один раз для всей системы при одинаковых водопотребителях в здании);

Учитывая, что на последнем участке включается расход и на горячее водоснабжение, для него необходимо отдельно определить значение P изменив в формуле значение максимального часового и секундного расхода.

по номограмме 2 приложения 4 определяем максимальный расход воды на участке q с, который будет являться расчетным. Значение на последнем участке (водомерный узел) используется при подборе счетчика воды.

Подбор счетчика воды.

Максимальный расход через водомер q с =0,48 л/с = 1,728 м 3 /ч; расход воды в средние сутки q u,m tot =0,25 м 3 /ч

Принимаем счетчик воды СГВ 1,5-90, крыльчатого типа, со следующими характеристиками

минимальный расход 0,03 м 3 /ч;

эксплутационный расход 1,5 м 3 /ч;

максимальный расход 3 м 3 /ч;

порог чувствительности – не более 0,015 м 3 /ч;

максимальный объем воды в сутки 45 м 3 ;

гидравлическое сопротивление 14,5 м/(л/с) 2 ;

диаметр условного прохода – 15 мм.

Согласно СНиПу необходимо проверить, чтобы потери на счетчике при максимальном расчетном секундном расходе не превышали 5 м.

h=S*q 2 =14.5*0.48 2 =3.34 м. Значит, принимаем счетчик воды крыльчатого типа.

Гидравлический расчет.

При расчете непосредственно гидравлики будем пользоваться методом характеристик сопротивления S o , т.к. с помощью этого можно определить действительные значения расходов на участках, даже не уравнивая смежные ветви.

Алгоритм расчета:

по предварительно подобранным диаметрам труб (см. табл. 2-1) определяем скорость движения воды по участкам, контролируя, чтобы её значение не превышало 3 м/с, динамическое давление, затем число Re и коэффициент Дарси.

Коэф-т Дарси будем находить по формуле Альтшуля

где k э – коэф-т эквивалентной шероховатости, для меди 0,01 мм;

d – внутренний диаметр трубы, мм;

суммируем значения коэф-тов местного сопротивления Σ ζ на участке (приближено принимая их по приложению 5).

После участка 11 сеть разделяется, поэтому потери на участке водомерного узла и в узле гидроаккумулятора не следует включать в общую сумму, а вынести отдельными пунктами. Причем потери на счетчике мы определили ранее в пункте ”Подбор счетчика воды”, поэтому в местные сопротивления их включать не следует. А определяя потери на ветке со стороны скважины, в учет берем только элементы между гидроаккумулятором и тройником, объединяющим две ветви, т.к. источником требуемого давления служит именно он. Потери на умягчителе воды по данным производителя при расходе 1,8 м 3 /ч составляют 7м.

Суммируем потери по обеим ветвям, к полученному числу прибавляя 10% на неучтенные местные сопротивления; полученное значение и составляет гидравлические потери в системе для снабжения с наружных сетей и от скважины, соответственно H tot нс и H tot скв м. вод. ст.

Результаты расчета сведены в таблицу 4-1.

Требуемый напор на вводе в здание:

H тр =H tot +H geom +H f ; м. вод. ст.

где H geom – геометрическая разница высот между точкой ввода воды в здание и наиболее удаленным потребителем; 8 м.

H f – величина свободного напора на диктующем с/т приборе, для ванной H f = 3 м.

H тр нс =17,9+8+3=28,9 м. вод. ст.

H тр скв =13,9+8+3=24,9 м. вод. ст.

Оценка результатов:

Давление на входе в здание равно 3 атм. ≈ 30 м. вод. ст., то есть его будет вполне достаточно для обеспечения необходимых расходов.

На регулирующем клапане гидроаккумулятора необходимо установить значение 2,5 атм. Помимо этого теперь известна величина напора, который должен развивать погружной насос:

H тр н = H тр скв +H п +Δh=24,9+1,32+13=39,20 м

Выбираем насос ЭВПБ 0,26-40-У харьковского предприятия АО «ИМТ» с напором 40 м. вд. ст.

Вывод: данная система холодного водоснабжения при запроектированных диаметрах сможет обеспечить расчетные расходы воды.

Расчет циркуляционной сети горячего водоснабжения выполнять не обязательно т.к. ввиду того, что сеть закольцована двумя параллельными кольцами её сопротивление при тех же диаметрах будет меньше сопротивления сети холодного водопровода. К тому же все циркуляционное кольцо кроме специально обозначенного участка имеет диаметр 22 мм.

Коэффициенты местных сопротивлений

№ участка
	1+1,53+3=8,5*

	1+1,5*4=7
	1+1,5*2=4

	1+1,5*4+3=10



	1,5+7*1,5=12
	13+22+2*1+10=19
Водомерный узел	21+13+10+21+24=25
Участок от Г.А.	1,52+21+12+10+22=21

Из неё, при известной протяжённости участка, можно найти путевой расход:

q пут = q уд · l уч л/сек

Но нужно учесть также расходы воды на участке, лежащего выше рассчитываемого, а также поступление от боковых присоединений (qтранз), - транзитных для него. Тогда полный расчётный расход для конкретного линейного участка

q расч = q пут + q транз.

Если на участке присутствуют здания общественного или производственного назначения, расходующие относительно много воды (прачечные, мойки, бани и т. д.), их расходы нужно рассчитывать по отдельности. Они принимаются как сосредоточенные объекты. Такой подход целесообразен и к редкой застройке.

Для каждого сооружения или здания определяется так называемый сосредоточенный расход qсоср. Это максимальная величина для данного объекта. Расчётный на линейном участке расход будет равен сумме всех сосредоточенных на этом отрезке сети.

И в том и в другом случае считается, что весь расход будет поступать в верхнюю часть расчётного участка сети (в самое его начало). Принятое постоянство расхода стоков на данном участке сети делает проще его расчёт.

Определить секундный и часовой расходы воды для жилого дома с централизованным горячим водоснабжением с числом квартир n кв = 30 и средней заселённостью V o = 4,5 чел/м 2 , число потребителей U = V o n кв = 4,5 30 = 135 чел. В каждой квартире установлены следующие санитарно-технические приборы: ванны, длиной 1700 мм, умывальник, унитаз, мойка.

1. Устанавливаем число водоразборных приборов в здании

N tot = N = 4*30 = 120;

2. В соответствии с прил. 3 СНиП 2.04.01-85* нормы расхода воды на одного потребителя в час наибольшего водопотребления составляет:

q tot hr,u = 15,6 л/ч; - общий

q h hr,u = 10 л/ч; - горячей воды

q c hr,u = 15,6 - 10 = 5,6 л/ч. - холодной воды

3. По той же таблице норма расхода воды санитарно-техническим прибором:

q tot o = 0,3 л/с (q tot o,hr = 300 л/ч); - общий

q c o = 0,2 л/с (q c o,hr = 200 л/ч); - холодной воды

4. Определяем секундную вероятность действия приборов по формуле:

5. Находим значение произведения NP и по приложению 4 СНиП 2.04.01-85* значения коэффициентов б. Промежуточные значения б находить точной интерполяцией.

N c P c = 135*0,0078 =1,053 б c = 0,99656;

NP = 1,05 б = 0,995

NP = 1,10 б = 1,021

6. Определяем максимальный секундный расход холодной воды:

q c = 5*q c o ? б c =5?0,2? 0,99656= 0,99656 л/с;

7. Определим часовую вероятность действия приборов по формуле:

8. Находим значение произведения NP hr и по приложению 4 СНиП 2.04.01-85* значения коэффициентов б hr . Промежуточные значения б hr находить точной интерполяцией.

N c P c hr = 135*0,028 = 3,78; б c hr = 2,102288;

NP hr = 3,7 б = 2,102

NP hr = 3,8 б = 2,138

9. Определяем максимальный часовой расход холодный воды в м3/ч по формуле:

q с hr = 0,005*q с o,hr ? б с hr =0,005?200?2,102288 = 2,102288 м 3 /ч

10. Из приложения 3 СНиП 2.04.01-85* можно найти:

300 - 120 = 180 л. в сутки наибольшего потребления.

11. Средний часовой расход холодной волы, м3/ч, за период (сутки, смена) максимального водопотребления Т, ч, определяют по формуле:

q T = = = 1,0125 м 3 /ч

Для водоснабжения населенных пунктов используют воду из открытых водоемов (рек, озер) или из подземных источников. Вода из открытых водоемов содержит болезнетворные бактерии и различные примеси, поэтому требует очистки и обеззараживания. Подземные воды обычно такой обработки не требуют. При проектировании систем водоснабжения учитывают и предъявляемые к ней технические и экономические требования: 1) обеспечение нужд населенного пункта в воде в часы максимального ее потребления; 2) устройство магистральных и внутриквартальных водопроводных сетей , обеспечивающих снабжение водой всех вводимых в эксплуатацию объектов; 3) низкую стоимость воды, поступающей к потребителям; 4) создание эксплуатационной службы, задачей которой является обеспечение требуемого санитарно-гигиенического и технического уровня водоснабжения населенного пункта.

Забор воды из реки обычно осуществляется выше (считая по течению реки) населенных пунктов или промышленных предприятий , что уменьшает загрязнение поступающей в водоприемник воды. Затем она по самотечному трубопроводу 2 поступает в береговой колодец 3 и насосами первого подъема 4 направляется в отстойники 5, где из воды выпадает большая часть содержащихся в ней взвешенных веществ. Ускорения процесса осаждения взве сей достигают добавлением в воду коагулянтов -- химических веществ, которые вступают в реакцию с содержащимися в воде солями, в результате чего образуются хлопья. Последние быстро осаждаются в воде и увлекают за собой взвешенные частицы. Далее вода самотеком поступает на очистные сооружения 6, где сначала фильтруется через слой зернистого материала (кварцевого песка) в фильтрах, а затем обеззараживается -- добавлением в нее жидкого хлора.

Для этой цели применяют озонаторные установки, которые оказывают большее бактерицидное действие и придают воде более высокие вкусовые качества, чем ее хлорирование (озон получают из воздуха посредством электрических раз рядов).

Очищенная и обеззараженная вода стекает в запасные резервуары 7, откуда насосы второго подъема 8 нагнетают воду в магистральные водоводы 9, водонапорную башню 10 и далее через магистральные 11 и распределительные 12 трубопроводы вода поступает в здания к потребителям.

Для забора из водоносных пластов устраивают трубчатые колод цы -- скважины, закрепленные колонной стальных труб.

Над колодцем делают надстройку в виде павильона. В ниж ней части колодца устраивают фильтр, через который по ступает вода. Подъем воды обычно осуществляют центро бежными насосами, которые подают ее в сборные резервуары или непосредственно в водопроводную сеть.

Водопроводные сети устраивают из стальных, напорных, чугунных, железобетонных и асбестоцементных труб. Оборудованием этих сетей являются задвижки, слу жащие для выключения отдельных участков сети на случай ремонта или аварии; пожарные гидранты, служащие для получения через них воды для тушения пожаров, и водо разборные колонки.

Хозяйственно-питьевые водопроводы при диаметре труб не более 100 мм допускается устраивать тупиковыми (в виде ряда отдельных ответвлений). При больших диаметрах сети ее устраивают кольцевой, состоящей из нескольких замк нутых колец (Приложение 1); кольцевая сеть обеспечивает бесперебойное снабжение водой всех потребителей и при повреждении ее в какой-либо точке.

вентиляция здание водоснабжение канализационный

Задание 3. Опишите устройства внутренней канализационной сети, её конструктивные элементы , их назначение. Укажите соединительные фасонные части канализационных сетей

Расчет минимальных расходов воды на неизученных реках или в случае, когда имеющийся фактический материал не пригоден для использования в расчетах по статистическим формулам, производится в основном двумя способами: по картам изолиний минимального стока и по эмпирическим зависимостям.

Карты изолиний используются при расчетах минимального 30-дневного стока средних рек, с площадью водосбора от 1000 – 2000 (критическая площадь) до 75 000 км 2 . Реки с площадью водосбора, меньшей критической, относятся к малым рекам.

Они имеют величину модуля минимального стока, отличную от аналогичной характеристики средних рек. Способ определения минимального стока на малых реках излагается ниже. Критическая площадь показывает величину площади бассейна, начиная с которой на реках данного района практически не наблюдается изменение модуля минимального 30-дневного стока (М 30) с ростом площади бассейна (F). Она определяется путем построения зависимости M 30 =f(F) на двуосной логарифмической клетчатке, на которой критической площади будет со ответствовать точка перегиба кривой при переходе ее в прямую, близкую к горизонтальной линии.

На территории России выделено 11 районов в зимний сезон и 14 районов в летне-осенний, в которых реки имеют близкие по размеру критические площади бассейнов. Их величина изменяется от 800 до 10 000 км 2 . Поэтому для ее определения в данном районе может быть использована карта районов (рис. 4.3., 4.4.) для определения минимальных 30-дневных расходов воды на малых реках и таблица наибольших (критических) площадей бассейнов малых рек (табл. 4.3).

Таблица 4.3.

Наибольшие критические площади бассейнов (км 2 ) малых рек

Индекс района по карте	Летне-осенний сезон	Зимний сезон	Индекс района по карте	Летне-осенний сезон	Зимний сезон
А			Д
Б			Е
В			Ж
Г

Способ определения минимального 30-дневного стока по картам изолиний аналогичен методу вычисления годового стока. Карты изолиний минимального стока не применяются для озерных рек и рек, расположенных в карстовых районах.

Минимальный 30-дневный сток на малых реках, с площадью водосбора не менее 50 км 2 , для увлажненных районов и 100 км 2 для районов недостаточного увлажнения, рассчитывается по эмпирической зависимости вида

где – минимальный 30-дневный расход воды, средний за многолетний период, для зимнего или летне-осеннего сезонов;

F – площадь бассейна реки в км 2 ;

а, n, с - параметры, определяемые в зависимости от географического местоположения реки, устанавливаются по таблице и картам районов для определения минимального 30-дневного стока на малых реках (табл. 4.4).

1 – граница и индекс района для определения наибольшего значения (критической) площади бассейна малой реки; 2 – граница и номер района для определения минимальных 30 – дневных расходов воды на малых рек; 3 – номер района и индекс подрайона для определения минимальных 30 – дневных расходов воды на малых реках; 4 – расчетные створы

Рис. 4.3. Выкопировки из карт районов для определения минимальных 30 – дневных расходов воды на малых реках в летне-осенний сезон.

1 – граница и номер района для определения коэффициента изменчивости; 2 – граница и номер района для определения минимального среднего суточного расхода воды;

Рис. 4.4. Выкопировка из карты районов для определения минимального среднего суточного расхода воды и коэффициента изменчивости 30-дневного стока в летне-осенний сезон.

Таблица 4.4.

Значения параметров а, n, с

Номер района по карте	Зминий сезон	Летне – осенний сезон
а 10 3	n	с	а 10 3	n	с
	2,50	1,08		1,40	1,27
	1,60	1,05		0,94	1,24
	1,00	1,14		0,64	1,22
…
	0,012	1,30		0,0034	1,12	-500
	0,72	0,74	-300	0,15	1,05	-200
	0,24	0,90	-500	0,00013	1,93	-200
	1,10	0,85	-1000	0,053	1,06	-500
	0,87	0,84	-160	0,065	1,09

Для расчета минимальных 30-дневных расходов воды различной обеспеченности коэффициент изменчивости Сv определяется в зависимости от величины среднего многолетнего минимального 30-днсвного модуля стока за зимний или летне-осенний сезон для данного района. В качестве вспомогательного материала используется карта районов для определения коэффициентов изменчивости и таблица значений C v (табл. 4.5.). Коэффициент асимметрии принимается по аналогии с окружающими изученными реками или назначается по соотношению C S = 2C v для увлажненных районов и C s =1,0-1,5 C v для районов недостаточного увлажнения.

Таблица 4.5.

Значения C v в зависимости от величины модуля минимального 30- дневного стока за летний и зимний сезоны

Номер района по карте	М зим. мес л/сек с 1 км 2	С v зим. мес	М лет. мес л/сек с 1 км 2	С v лет. мес
	0,5-3	0,3-0,2	3-12	0,5-0,3
	0-1	0,4-0,3	4-7	0,6-0,3
		__	2-4	0,6-0,4
	1,5-6	0,3-0,2	3-12	0,4-0,3
	1-5	0,4-0,2	1-7	0,5-0,3
	0,5-3	0,4-0,2	6-7	0,6-0,3
	1-5	0,7-0,3	1-5	0,6-0,3

Минимальные расходы воды малых рек могут быть получены по зависимости минимального 30-дневного модуля стока обеспеченностью 97% от отметки тальвега русла реки в замыкающем створе, выраженной в абс. м. для районов с одинаковыми гидрогеологическими условиями питания реки.

Величина минимального среднего суточного стока устанавливается по его соотношению с минимальным 30-дневным модулем стока по зависимости

М сут = аМ мес - b, (4.2)

где М сут - минимальный средний суточный модуль стока в л/сек с 1 км 2 . М мес - минимальный 30-дневный модуль стока; а , b - параметры, определяемые в зависимости от местоположения реки (табл. 4.6.).

Таблица 4.6.

Значения параметров а и b для определения минимального среднего суточного модуля стока

Номер района по карте	Зминий сезон	Летне – осенний сезон
а	b	а	b
	0,94	0,1	0,82	0,4
	0,86	0,1	0,74	0,1
	0,80	0,3	0,83
	0,70	0,4	0,72
	0,70	0,2	0,42
	0,75	0,1	0,47	0,1

Пример 4.3. Определить минимальные 30-дневные и средние суточные расходы воды 90%-ной обеспеченности в летне-осенний сезон р. Ура у ст. Ура-Губа (Кольский п-ов).

1. Устанавливаем, что площадь бассейна реки до замыкающего створа составляет 1020 км2.

2. Исходя из местоположения речного бассейна на карте (рис. 4.3), определяем индекс района и по табл. 4.6 устанавливаем величину площади бассейна, до которой река считается малой (критическую площадь). Величина критической площади для района А, в котором находится бассейн р. Ура, составляет 1400 км2. Следовательно, расчет необходимо производить по схеме, применяемой для определения минимального стока на малых реках.

3. По той же карте находим, что номер района для определения минимального стока малой реки. По табл. 4.4 определяем значения параметров расчетной формулы для района 1, которые равны а = 0,0014, n = 1,27, С=95. Подставив все расчетные параметры в формулу 4.1 получаем, что величина среднего многолетнего минимального 30-дневного расхода воды в летне-осенний сезон составляет 9,85 м3/сек, или 9,65 л/сек с 1 км2.

4. Для определения коэффициента изменчивости Cv по карте (рис. 4.4) устанавливаем, что бассейн р. Ура расположен в районе 1. По табл. 4.5 находим, что в районе 1 величине модуля 9,65 л/сек с 1 км2 соответствует значение коэффициента изменчивости Cv, равное 0,34 (величина Cv определена путем интерполяции с учетом того, что большему значению модуля соответствует меньшая величина Cv).

5. Величина коэффициента асимметрии Cs принимается в соответствии с рекомендацией для увлажненных районов равной 2 Cv

6. По установленным параметрам Q = 9,85 м3/сек, Cv = 0,34 и Cs =2 Cv определяем, что расчетное значение минимального 30-дневного расхода воды 90%-ной обеспеченности равно 5,3 мг/сек.

7. Для расчета минимального среднего суточного расхода воды по уравнению используется карта, показанная на рис. 4.4, по которой устанавливается, что р. Ура расположена в районе 1, для которого районные параметры а и b равны соответственно 0,82 и 0,4 (значения параметров определены по табл. 4.6). В качестве параметра Ммес подставляется величина М 90% ,равная 5,2 л/сек с 1 км 2 . В результате расчета получаем, что искомая величина минимального среднего суточного расхода воды (после перевода модуля в расход воды) 90%-ной обеспеченности составляет 3,94 м3/сек.

Пример 4.4. Определить минимальные 30-дневные и средние суточные расходы воды 75%-ной обеспеченности в летне-осенний сезон река на Кольском п-ове в зоне 3 (рис. 4.3). Устанавливаем, что площадь бассейна реки до замыкающего створа составляет 920 км 2 .

Пример 4.5. Определить минимальные 30-дневные и средние суточные расходы воды 25%-ной обеспеченности в летне-осенний сезон река на Кольском п-ове в зоне 2 (рис. 4.3). Устанавливаем, что площадь бассейна реки до замыкающего створа составляет 1020 км2.

Максимальные расходы воды

Под максимальными расходами воды рек и малых водотоков понимаются наибольшие в году значения мгновенных или срочных расходов, наблюдаемые во время весеннего половодья или дождевых паводков.

На малых водотоках со значительным внутрисуточным изменением уровней и расходов, особенно в период дождевых паводков, пик паводка может пройти между установленными сроками наблюдений. Поэтому срочные максимальные расходы бывают меньше мгновенных. В свою очередь средний суточный максимум меньше срочного. Эта разница бывает значительной на очень малых водотоках и уменьшается с возрастанием площади водосбора реки. Расчеты следует производить для мгновенных максимальных расходов воды.

По генетическому признаку, или происхождению, максимальные расходы воды подразделяются на:

а) образующиеся в основном от таяния снегов на равнинах,

б) от таяния снегов в горах и ледников,

в) от дождей,

г) от совместного действия снеготаяния и дождей – смешанные максимумы.

К максимумам смешанного происхождения относятся максимальные расходы воды, в образовании которых невозможно установить превалирующую роль талых или дождевых вод.

При анализе и расчетах максимальных расходов воды с применением методов математической статистики максимумы различного генетического происхождения рассматриваются раздельно.

Практическая важность вопроса определяется тем, что многие элементы половодья или паводков необходимо учитывать при строительстве гидротехнических сооружений. Особенно важно знать максимальные расходы воды весеннего половодья и дождевых паводков, от величины которых зависят размеры наиболее массовых сооружений – мостовых переходов через реки и малые водотоки, большое количество которых ежегодно строится на автомобильных и железных дорогах, а также размеры водосбросных и водопропускных отверстий других сооружений.

От правильного определения максимальных расходов воды и работы водосбросных отверстий зависит бесперебойность работы сооружения или дороги, безопасность пли судьба всего сооружения и прилегающих к реке объектов, а также, и стоимость сооружения. Завышенные максимальные расходы воды повысят общую стоимость сооружения, что снизит его экономическую эффективность. Занижение максимальных расходов приведет к разрушению сооружения, затоплению прилегающей к реке местности, материальному убытку и человеческим жертвам.

Расчетные ежегодные вероятности превышения, или обеспеченности, максимальных расходов воды определяются в зависимости от класса капитальности сооружения и нормируются общими техническими указаниями, рекомендуемыми или обязательными для проектных организаций.

Все гидротехнические сооружения по своей капитальности делятся на несколько классов. Сооружения высоких классов капитальности должны служить несколько сот лет. Чтобы они работали бесперебойно, их водосбросные отверстия нужно рассчитывать на пропуск максимальных расходов воды очень редкой повторяемости. Временные гидротехнические сооружения рассчитываются на максимальные расходы воды более частой повторяемости.

Строительными нормами и правилами [СНиП II–И 7–65] установлены следующие расчетные ежегодные вероятности превышения, или обеспеченности, максимальных расходов воды в зависимости от класса капитальности сооружения:

Класс сооружения ……..I II III IV

Р °/о……………………0,01 0,1 0,5 1

Временные гидротехнические сооружения V класса рассчитываются на пропуск максимальных расходов 10%-ной обеспеченности.

Постоянные водопропускные сооружения на автомобильных дорогах рассчитываются на максимальные расходы воды следующих обеспеченностей:

Бровка насыпи……………………………1,0 2,0

Отверстия мостов, труб…………………1,0 2,0

Ответвленные водоотводы………….....…2,0 4,0

Обвалование населенных пунктов,

вход в шахты, тоннели и пр.……………. 0,1 0,1

При этом если наблюденный максимальный расход имеет обеспеченность меньше 1%, то он принимается в качестве расчетного.

Технические условия проектирования железных дорог предусматривают расчеты отверстий мостов и труб на пропуск следующих расходов:

а) наибольшего обеспеченностью 0,33% для больших и средних мостов и 0,2% для малых мостов и труб;

б) расчетного обеспеченностью, указанной ниже:

Класс сооружения по степени капитальности I I и II II

Обеспеченность расхода, %............................1 (для труб 2) 1 (для труб2) 2

В зависимости от степени достаточности (длительности) ряда наблюдений и надежности исходных данных применяются следующие методы расчета максимальных расходов воды:

а) при наличии длительного ряда гидрометрических наблюдений строится эмпирическая кривая обеспеченности, и верхняя часть экстраполируется за пределы наблюдений до заданных обеспеченностей с помощью теоретической кривой обеспеченности;

Б) при наличии короткого ряда наблюдений, недостаточного для построения кривых обеспеченности, но достаточного для приведения его к длительному ряду, имеющийся короткий ряд приводится к длительному ряду и по последнему строятся кривые обеспеченности;

в) при наличии короткого ряда наблюдений, недостаточного для приведения его к длительному периоду, а также при отсутствии наблюдений по расчетному створу расчет производится косвенными методами – по методу аналогии или по формулам с обеспеченными параметрами.

Здание оборудовано централизованной системой горячего водоснабжения с приготовлением горячей воды в водонагревателе, расположенном в подвале.

Исходные данные:

Количество этажей n эт =8;

Средняя заселенность квартир U=2,5чел./кв.;

Нормы потребления воды:

общая (холодная и горячая), в сутки наибольшего водопотребления
q u tot =300 л/сут;

общая, в час наибольшего водопотребления л/ч;

Холодная
л/ч;

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;

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 и уровня земли в месте присоединения ввода к уличной водопроводной сети () =1,2 м;

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
норма расхода холодной воды потребителями в час наибольшего водопотребления;

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 n пр – 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 общая норма расхода воды, л/ч;

общий нормативный расход воды одним прибором, л/с.

Определяем расход воды на каждом участке по формуле:

где q 0 – нормативный расход воды прибором;

α – безразмерный коэффициент, зависящий от количества водоразбор-
ных приборов на данном участке и вероятности их действия.

Пользуясь приложением 1. определяем величину α для каждого расчетного участка по произведению NP и соответствующий ей максимальный расход воды q c или q tot .

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.

h B -1 =360,5∙2,1/1000=0,757м;

h 1-2 =360,5∙0,8/1000=0,288м;

h 2-3 =368,5∙1,4 /1000=0,516м;

h 3-4 =412,5∙0,5/1000=0,206м;

h 4-5 =412,5∙2,9/1000=1,196м;

h 5-6 =114,1∙2,9/1000=0,331м;

h 6-7 =142∙2,9/1000=0,412м

h 7-8 =170,4∙2,9/1000=0,494м;

h 8-9 =196,1∙2,9/1000=0,569м;

h 9-10 =221,8∙2,9/1000=0,643м;

h 10-11 =245,5∙2,9/1000=0,712м;

h 11-12 =274,1∙4,3/1000=1,179;

h 12-13 =129,5∙6,7/1000=0,868;

h 13-14 =55,7∙7/1000=0,390м;

h 14-15 =82,3∙6,7/1000=0,551м;

h 15-16 =110,6∙7/1000=0,774м;

h 16-17 =61,6∙9/1000=0,554м;

h вв =61,6∙17/1000=1,047м.

Весь расчет внутреннего водопровода сводят в расчетную таблицу

Гидравлический расчет внутреннего водопровода

Номер расчетного
участка

Количество водоразборных приборов на данном участке, N , шт.

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 h l , м

Сумма потерь напора по длине

7,024 м

h вв =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 (м 3 /сут) на нужды холодного и горячего водоснабжения определяют по формуле

где q u t о t - общая норма расхода воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л;

U – число водопотребителей.

Средний часовой расход воды
, м 3 /ч, за сутки максимального водопотребления

Максимальный часовой расход воды , м 3 /ч, на нужды холодного и горячего водоснабжения:

где
- общий расход воды, л/ч, санитарно-техническим прибором;

- коэффициент, определяемый по прил. 1 в зависимости от значения произведения NP hr (N – общее число санитарно – технических приборов, обслуживаемых проектируемой системой, P hr – вероятность их использования).

Вероятность использования санитарно – технических приборов для системы в целом определяют по формуле

NP hr =256∙0,032=8,192;

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∙1,49 2 =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 Н г – геометрическая высота подачи воды от точки присоединения ввода к наружной сети до диктующего водоразборного устройства:

где Н эт – 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;

Сумма потерь напора по длине расчетных участков;

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;

Н р – рабочий нормативный напор у диктующего водоразборного устройства (для ванны со смесителем Н р =3 м).

Н г =2,9(8-1)+1,2+2,1=23,6 м;

Н тр =23,6+0,306+1,13+1,3∙7,024+3=3,167 м.

Н тр =37,167 м < Н г =38 м, следовательно, повысительная насосная установка не требуется.

Определить максимальный расчетный расход холодной воды q c , л/с, в системе хозяйственно-питьевого водопровода промышленного предприятия, в едином блоке, которого имеются:

а) цех с тепловыделениями менее 84 кДж на 1 м 3 /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:

Решение:

Определим вероятности действия приборов в каждой группе водопотребителей: Р с I , P c II , P c III . Для II группы потребителей (сетки душевые) примем P c II =1 , т. к. все душевые установки могут быть включены одновременно после окончания смены в цехе. Величины Р с I и P c III определяем по формуле

где
- норма расхода воды в час наибольшего водопотребления потребителем группы i (принять по табл. 2);

U i - количество потребителей в группе i (исходные данные);

- секундный расход холодной воды, л/с, водоразборной арматурой для каждой группы водопотребителей (принять по табл. 2);

N i – 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
( определяемой по формуле)

N =53+40+14=107;

NP =107∙0,4=42,8 => α=12,6.

Определим максимальный расчетный расход холодной воды по формуле

q c = 5 q c o α = 5 ∙ 0,1385 ∙ 12,6 = 8,73 л/с.

Ответ: q c = 8,73 л/с.

Задача №3

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:

q = 0.3 л/с q =300 л/ч

q= 0,2 л/с q= 200 л/ч

Исходные данные:

Число однотипных зданий n зд
Число этажей n эт
Число квартир на этаже n кв
Средняя заселенность квартир U чел/кв
Норма расхода воды в сутки наибольшего водопотребления: Общая q , л Горячая q , л
Норма расхода воды в час наибольшего водопотребления: Общая q , л Горячая q , л
Начальные температуры теплоносителя, С конечные температуры теплоносителя С

Решение задачи.

Максимальное суточное потребление воды теплоузлом на нужды холодного и горячего водоснабжения зданий определяется по формуле:

Q =0,001 q U где,

Число водопотребителей U= u n кв n эт n зд

u - средняя заселенность квартир

n кв - число квартир

n эт - число этажей

n зд - число зданий

U = 3,0 ∙ 4 ∙ 6 ∙ 6 = 432

Q = 0,001 ∙300 ∙ 432 = 129,6 м 3 / сут

Средний часовой расход воды за сутки максимального водопотребления определяется по формуле:

q = Q /24

q = 129,6/24 =5,4 м 3 / ч

Максимальный часовой расход воды на нужды холодного и горячего водоснабжения:

q = 0,005 q ∙
где

q- общий расход воды л/ч, санитарно-техничиским прибором;

Коэффициент определяемый из приложения 1 (рабочий программы и задания на контрольную работу 23/10/2) в зависимости от значения произведения N P (N - общее число санитарно-технических приборов, обслуживаемых проектируемой системой, P -вероятность их использования).

P hr =
для общих участков величину P определяют по формуле

P =
,

Где q-общая норма расхода воды (холодной и горячей), л, потребителем в час наибольшего водопотребления.

q- общий нормативный расход воды одним потребителем, л/с.

N = n пр n эт n зд n кв

Здесь n пр - число водоразборных приборов в одной квартире

N= 4 ∙ 6 ∙ 6 ∙ 4= 576

P = =0,0108

P hr =
=0,0389

N P = 576 ∙ 0,0389 = 22,4

7,5 из приложения 1

q = 0,005 ∙ 300 ∙ 7,5 = 11,25 м 3 /ч

По вычисленным значениям расчетных расходов воды, руководствуясь приложением 4 (23/10/2),

следует подобрать марку водомера

Общий максимальный секундный расход воды группой зданий q

=5∙ ,

где,
- коэффициент, определяемый по приложению 1 в зависимости от значения произведения N P

N P = 576∙0,0108 = 6,22

= 2,962

5∙0,3∙2,962= 4,44 л/с

вычисляем потери напора в водомере

где s- гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое по приложению 4 (23/10/2)

q- расход воды, протекающий через водомер л/с

h = 0,142 ∙ 4,44 2 = 2,8 м,

где - норма расхода горячей воды, л, потребителем в сутки наибольшего водопотребления

U – количество потребителей горячей воды

T – количество часов в сутках (Т = 24ч).

q
= 2,16м 3 /ч

q = 0,005 q ∙

где q - нормативный расход горячей воды водоразборным устройством

Коэффициент, определяемый по прил.1 в зависимости от значения произведения N P (N - общее число санитарно-технических приборов, обслуживаемых системой горячего водоснабжения, P - вероятность их использования).

P hr =

где - вероятность действия санитарно-технических приборов в системе горячего водоснабжения

- нормативный расход горячей воды, л/с, санитарно-техническим прибором.

где - нормативный расход горячей воды, л, потребителем в час наибольшего водопотребления

N – количество водоразборных приборов, обслуживающих систему горячего водоснабжения

N = n пр n эт n зд n кв

= 0,0104

P hr =
= 0,0374

N P = 576 ∙ 0,0374 = 21,54

q = 0,005 ∙ 200 ∙ 7,282 = 7,282 м 3 /ч

Расчетный расход тепла для приготовления горячей воды в течении часа максимального водопотребления

Q = 1,16 q (55- t )+ Q

где t - температура холодной воды, о С, в сети водопровода (принимаем равной 5 о С)

Q - потери тепла падающими и циркуляционными трубопроводами системы горячего водоснабжения

Потери тепла можно учесть приближенно по формуле

Q = Qk ,

где Q - среднечасовой расходтепла, на нужды горячего водоснабжения

k – коэффициент, учитывающий потери тепла трубопроводами (принимаем k= 0,35)

125,28 кВт,

Q= 125,28 ∙ 0,35 = 43,85 кВт

Q= 1,16 ∙ 7,282 (55-5)+43,85 = 466,206 кВт

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 v н.в. в приделах 0,5-2 м/с, определяем требуемую площадь сечения трубок водонагревателя f mp , исходя из максимального часового расхода горячей воды q

f mp =

Принимаю v н.в. = 1,5 м/с

f mp =
= 0,00135 м 2

пользуясь прил.6, подбираем водонагреватель, по ближайшему к вычисленному значению площади сечения трубок.

f mp =0,00185 м 2

после чего для выбранной марки водонагревателя вычислим скорости движения нагреваемой v н.в. и греющей v гв воды.

где
- площадь сечения межтрубного пространства, по которому течет греющая вода

t н, t к – начальная и конечная температуры теплоносителя

- плотность воды (= 1000кг/м 3)

С – теплоемкость воды (С=4,19 кДж/кг град)

0,00287 м 2 - исходя из прил. 6

Вычисляем скорость движения нагреваемой воды

=1,093 м/с

Скорость движения греющей воды

=1,292 м/с

По вычисленным значениям v н.в и v гв, пользуясь приложением 7 находим величину коэффициента теплопередачи нагревательной поверхности (К) При достаточном напоре в наружной сети скоростной нагреватель считается плохо подобран, если К 1700 Вт/м 2 град В этом случае следует взять более мелкий нагреватель, у которого будет большие скорости протекания нагреваемой и греющей воды, а следовательно, и большее значение К.

К= 1943,2

Необходимую поверхность нагрева водонагревателей определяют по вычисленному часовому расходу тепла и коэффициента теплопередачи.

где - поправочный коэффициент, учитывающий наличие накипи на трубах подогревателя (=0,6 – для стальных трубок, =0,75 – для латунных трубок)

- расчетная разность температур теплоносителя и нагреваемой воды

где б, м – большая и меньшая разность температур между теплоносителями и нагреваемой водой на концах водонагревателя.

Чаще всего скоростной водонагреватель работает по противоточной схеме (холодная вода встречает остывший теплоноситель, а нагретая – горячий).

Б = t н – t г (или t к –t х)

М = t к – t х (или t н – t г)

где t н и t к - начальная и конечная температура теплоносителя

t г и t х начальная и конечная температура нагреваемой воды (t х = 5, t г = 75
)

М = 90-75=15

Определим необходимую поверхность нагрева водонагревателей

= 666,4 м 2

Вычисляем величину требуемой поверхности нагрева водонагревателя, определяют требуемое число секций нагревателя

где - требуемое число секций принятого водонагревателя (округляется до целого числа секций в большую сторону)

- площадь поверхности нагрева одной секции (берем из прил. 6)

=298 секц.

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
Исходные данные
Вариант генплана дворовой канализации
*Число водоразборных приборов в здании N
*Число жителей U
*норма расхода холодной и горячей воды в час наибольшего водопотребления q л
Отметка поверхности земли
Отметка лотка трубы дворовой канализационной сети в первом колодце
Отметка лотка трубы городской канализации
Длинны участков:

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 (скорость самоочищения). При скорости меньшей 0,7 возможно отложение твердой взвести и засорение канализационной линии.

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
0,6

Номер расчетного участка

Длина участка, м

Количество санитарных приборов на данном участке N, шт.

Общий расход холодной и горячей воды на расчетном участке q tot л/с

Расход сточной жидкости на расчетном участке q s л/с

Диаметр труб d, мм

Уклон труб, i

Скорость течения сточной жидкости, v, м/с

Наполнение трубы, h/d

Отметка лотков трубы на участках, м.

Разность отметок лотков на участке, м

q Расчёт населения города 2. Расчет... показателем правильности выбора их диаметров. Сеть...

Курсовая работа >> Экономика

... (тарифов) на услуги водоснабжения и водоотведения Тарифы (цены) на услуги водоснабжения и водоотведения разрабатываются на предприятиях... общей схеме водоснабжения . Последовательность расположения отдельных сооружений системы водоснабжения и их состав могут...

Реферат >> Геология

Санитарно-защитной полосы (СЗП), соответственно их назначению, устанавливается специальный режим и определяется... качества воды. Расчёт ЗСО Расчёт поясов зависит от конкретного источника водоснабжения , гидрогеологических условий...

Реферат >> Строительство

... водоснабжения здания 5 Ввод водопровода 5 Водомерный узел 5 Особенности устройства внутренних водопроводных сетей 5 2 Расчёт ... при условии возможности их совместного транспортирования и... в местах, удобных для их обслуживания. На подземных трубопроводах...

условного

счетчика,

Расход воды, м 3 /ч

Порог чувст-

вительности

Максимальный

объем воды

Гидравлическое

сопротивление

счетчика

Курсовая работа >> Строительство

Энергетического строительства Кафедра «Водоснабжение и водоотведение» Пояснительная записка к курсовому... от величин расходов, их значения определяются для... расчёту хозяйственно-бытовой: ; С этого пункта расчёт ведем в табличной форме таблица 4. Расчёт ...

Определение стока маловодных лет и минимальных расходов весьма важно как при использовании рек в естественном состоянии так и при регулировании рек для ряда отраслей водного хозяйства-гидроэнергетики, судоходства, водоснабжения и орошения.

Для определения минимальных расходов воды рек используются данные наблюдений по стоку за зимний и летне-осенний сезоны. При этом под летне-осенним сезоном понимается период от конца весеннего половодья до начала ледовых явлении на реках рассматриваемой территории; за зимний сезон принимается период от начала появления ледовых явлений на реках до начала весеннего половодья. В случае отсутствия ледовых явлений за зимний сезон принимается период от средней даты устойчивого перехода температуры воздуха через 0° в сторону понижения до начала весеннего половодья.

Основной расчетной характеристикой является минимальный средний месячный расход воды, наблюдающийся в меженный период зимнего или летне-осеннего сезона. В случае если меженный период является коротким (меньшим двух месяцев) или прерывистым (состоит из нескольких периодов, разделенных паводками), вместо среднего месячного расхода воды используется средний расход воды за 30 суток с наименьшим стоком (не календарный месяц).

Он определяется следующим образом: строятся гидрографы стока исследуемой реки за каждый год за весь период наблюдений (необходимость такого построения определяется сложностью режима стока реки, что устанавливается путем анализа таблиц ежедневных расходов воды); на гидрографе определяется участок с наименьшими расходами воды в данном сезоне продолжительностью 30 суток и по таблицам ежедневных расходов воды производится подсчет среднего расхода воды за выбранный период.

В случае если для рек данного района характерно наличие длительного меженного периода, прерываемого только в многоводные годы значительными паводками, т.е. когда меженный период является коротким, вместо 30-дневного периода в такие годы используется и более короткий период, но не менее 25-23 суток, чтобы исключить влияние паводков. Если длительные беспаводочные периоды наблюдаются редко, в расчет вводится величина минимального стока, определенная за 23-30 суток с наименьшим стоком. Такой режим характерен для рек с коротким и неустойчивым меженным периодом. Длительность периода минимального стока определяется величиной паводков, предшествующих периоду наименьшего стока и следующих за ним.

Средний за период наблюдений минимальный расход воды определяется как среднее арифметическое из имеющегося ряда фактических данных о стоке. При этом в случае определения минимального 30-дневного расхода воды средняя величина рассчитывается независимо от того, имеются в ряду наблюдений только 30-дневные величины или с сокращенным периодом - 25-23-дневные. Средняя многолетняя величина минимального стока считается достаточно надежной, если ее средняя квадратическая ошибка σ n , определяемая по формуле , составляет не более ±15%. Если значение σ n превышает допустимую величину, необходимо удлинить ряд наблюдений методом аналогии. При выборе реки-аналога используются гидрогеологические описания и карты изучаемого района, а также карты районов для определения минимального стока на малых реках. При отсутствии аналога расчет производится по методу определения минимального стока на реках с отсутствием гидрометрических наблюдений.

Наиболее обоснованными являются карты Л. Н. Попова (рис 4.1 и 4.2), составленные им для среднемесячных минимальных летних и зимних модулей стока. Картами можно пользоваться при предварительных расчетах для площадей бассейнов более 2000 км 2 . Средняя ошибка при определении минимального стока, по мнению автора, равна ±12,0-14%. При сложных геологических условиях эта ошибка может оказаться значительно большей.

При достаточном ряде наблюдений можно составить кривые обеспеченности. Для пересыхающих рек М. Э. Шевелев рекомендует принимать C s min =0 (для рек южной полосы и рек малых бассейнов), а для бассейнов, покрытых растительностью, C s min = =2 C υ min . Для пересыхающих рек рекомендуется принимать C s min от 2C υ min до ЗC υ min . В зависимости от величины C υ годового стока C s min принимают от 1,5 C v до 2 C v .

При недостаточном ряде наблюдений производят удлинение этого ряда по реке-аналогу. При кратковременных наблюдениях (один -два года) в правильности выбора аналога убеждаются определением в хронологическом порядке отношения расходов грунтового питания Q a реки-аналога и расходов Q рассматриваемой реки:

(4.1)

Если в течение нескольких месяцев эти отношения постоянны или близки между собой, то условия грунтового питания обеих рек считают одинаковыми.

Рис. 4.1. Изолинии среднемесячных минимальных модулей стока за летний период, л/сек·см ² (по Л. Н. Попову)

Тогда при определении минимумов расчетной обеспеченности поступают следующим образом:

1) для тех месяцев, у которых определялись указанные коэффициенты К, определяют средний из среднемесячных для расчетного створа расход Q p и средний расход Q a реки-аналога;

вычисляют по Q cp , C v и C s минимальные месячные расходы расчетной обеспеченности реки-аналога, например, Q 95% и Q 97% ;

берут отношения

и
(4.2)

Расчетные минимальные месячные расходы в рассматриваемом створе определяют при помощи полученных величин Qp и коэффициентов С 95% и C 97% :

(4.3)

(4.4)

Рис. 4.2. Изолинии среднемесячных минимальных модулей стока за зимний период, л/сек·км 2 (по Л. Н. Попову)

Если по расчетному створу имеется два-три года наблюдений над минимальным стоком, то указанным способом определяют Q 95% и Q 97% для каждого года в отдельности и в качестве расчетного для каждой обеспеченности принимают средний из расходов, установленных за эти годы.

Минимальные расходы воды расчетной обеспеченности определяются методом, аналогичным определению средних годовых расходов. Построение кривых обеспеченности производится отдельно для зимнего и летне-осеннего периодов. Если в составе ряда минимальных расходов воды имеются нулевые значения вследствие пересыхания или промерзания реки, величина C v определяется графо-аналитическим способом по эмпирической кривой обеспеченности.

Пример 4.1. Определить минимальные средние месячные расходы воды на р. Печа у д. Падун (Кольский полуостров) в зимний и летне-осенний сезоны, обеспеченные на 90%. Сведения о стоке исследуемой реки имеются с 1933 по 1965 г. Анализ водного режима реки показывает, что в зимний сезон меженный период является продолжительным и устойчивым, в то время как в летне-осенний сезон он довольно часто нарушается дождевыми паводками, являясь прерывистым или коротким. Поэтому в зимний сезон используется величина минимального расхода воды, среднего за календарный месяц, а в летне-осенний сезон в многоводные годы производится сдвижка по времени и, вместо календарного среднего месячного, используется средний расход воды за 30 суток с наименьшим стоком. Результаты произведенной выборкиминимальных средних месячных (30-дневных) расходов воды за зимний и летне-осенний сезоны приведены в таблица 4.1.

Таблица 4.1

Минимальные средние месячные (30-дневные) расходы воды р. Печау д. Падун

* Расход воды, определенный со сдвижкой по времени, т. е. за период наименьшего стока продолжительностью 30–23 дня.

Исходя из данных этой таблицы, для зимнего сезона получаем следующие параметры, необходимые для построения кривой обеспеченности: Q=3,45 м³/сек, Cv=0,23 при σ n =4,8%. Эмпирическим точкам соответствует теоретическая кривая при Cs = 2Cv. Тогда искомая величина Q 90% будет равна 2,4 м 3 /сек.

В летне-осенний сезон величина среднего многолетнего минимального 30-дневного расхода воды составляет 13,3 м 3 /сек, что на 14% меньше величины, определенной по календарным месяцам без сдвижки по времени. Значения других параметров следующие: Сv = 0,41; σ n =7,1%, т.е. в пределах допустимой ошибки. Эмпирической кривой, построенной на клетчатке вероятности, наиболее соответствует теоретическая биномиальная кривая при Сs = 2Сv. Искомая величина минимального 30-дневного расхода воды обеспеченностью 90% составляет 6,94 м 3 /сек.

Пример 4.2.

Определить минимальные средние месячные расходы воды в зимний и летне-осенний сезоны, обеспеченные на 5, 15, 25, 75, 90, 99 %. Сведения о стоке исследуемой реки имеются с 1963 по 1995 г. Результаты произведенной выборки минимальных средних месячных (30-дневных) расходов воды за зимний и летне-осенний сезоны приведены в таблица 4.2.

Таблица 4.2

Минимальные средние месячные (30-дневные) расходы воды реки