Министерство
образования Российской федерации
Московский
автомобильно-дорожный институт
(Государственный
технический университет)
Волжский филиал
Методическое пособие
по дисциплине
Инженерные сети и
оборудования.
КУРСОВАЯ РАБОТА
г. Чебоксары, 2003
Составитела: доцент, к.т.н.,
Методическое
пособие по дисциплине инженерные сети и оборудования.
Рисунков:
Таблиц:
Страниц:
Рассмотрен на заседании методического
совета ВФ МАДИ (ГТУ).
Протокол №__от_______________.
Председатель методического совета
Краткое описание объекта.
Район расположения объекта
находится в Кустанайской области. Плотность населения равна 100 чел/га,
площадь застройки – 54,58 га, количество населения – 5500 человек.
Здания оборудованными
местными водонагревателями. Проложены инженерные сети и сооружения
водоснабжения и канализации. Также имеется местная промышленность с
количеством выпускаемой продукции 400 единиц.
Населенный пункт расположен на возвышенности с
плавным понижением к реке.
Глубина промерзания грунта 200 см. по СНиП
2.01.01-82.
I.
Водоснабжение населенного пункта
1.1. Определение расчетных расходов воды на
хозяйственно питьевые нужды.
Таблица №1 Определения расчетного
количества населения.
№ квартала
|
Площадь квартала, м3
|
F, га
|
1
|
180∙320=28800
|
2,88
|
2
|
250∙140=35000
|
3,5
|
3
|
500∙150=37500
|
3,75
|
4
|
140∙70=4900
1402=19600
|
2,45
|
5
|
120∙70=4200
120∙230=27600
|
3,18
|
6
|
170∙320=54400
|
5,44
|
7
|
160∙40=3200
160∙290=46400
|
7,84
|
8
|
340∙140=47600
|
4,76
|
9
|
120∙340=40800
|
4,08
|
10
|
190∙160=30400
|
3,04
|
11
|
140∙290=40600
|
4,06
|
12
|
40∙150=3000
150∙300=45000
|
4,8
промпредприятие
|
13
|
160∙300=48000
|
4,8
|
∑ F
=54,58
1.
Определение расчетной
численности населения.
N=F·Р,
(чел) (1)
Где, F - общая площадь жилой застройки (га);
Р - плотность населения (чел/га).
N=100∙54,58=5458≈5500
чел.
2.
Определение среднего
расхода воды хозяйственно питьевого назначения.
Q= , (м3/сут)
(2)
Где, qж - удельная среднесуточная водопотребление за год на
1 жителя (л/сут), равное по таблице 1 СНиП 2.04.02-84
Q=200∙5500/1000=1100 м3/сут
3.
Определение расчетного
суточного максимального расхода воды в городе (в час пик).
Q=К · Q, (м3/сут)
(3)
Где, К =1,1÷1,3 -суточный коэффициент
неравномерности учитывающий: уклад жизни людей (для малых населенных
пунктов берется большее значение, т.к. мало развита промышленность; для
крупных городов берется меньшее значение); степень благоустройства
зданий.
Q=1,3∙1100=1430 м3/сут
4.
Определение расходов
воды на промышленном предприятие
Q =10%· Q, (м3/сут)
(4)
Q =0,1∙1430=143 м3/сут
Q =М·qудвв,
(м3/сут) (5)
Q =400·2=800 м3/сут
4.а. Определение неучтенных расходов для местной
промышленности.
Q=10%·Q, (м3/сут) (6)
Q=0,1∙1100=110 м3/сут
5.
Определение расхода
воды на поливку территории.
Q=3%· Q, (м3/сут)
(7)
Q=0,03∙1100=33 м3/сут
6.
Определение суммарный
расход воды в населенном пункте на хозяйственно питьевые нужды.
∑ Q= Q+ Q + Q + Q+ Q, (м3/сут) (8)
∑ Q= 1430+143+800+33+110=2505, м3/сут
7.
Определение максимального
часового расхода води в населенном пункте.
q=∑ Q· К /24, (м3/сут)
(9)
Коэффициент часовой
равномерности
К = αmax ·
βmax
(10)
Где, α max = 1,2÷1,4 – учитывает степень
благоустройства зданий режим работы предприятия;
β max - учитывает число жителей по таблице 2 СНиП
2.04.02-84
К =1,4∙1,4=1,96 ≈2
q=2505∙2/24=208,75 м3/сут
8.
Определение
максимального секундного расхода воды в населенном пункте.
q= =, (л/сек) (11)
q==
57,986 ≈58 л/сек
1.2.
Гидравлический
расчет в магистральных линий в водопроводной сети.
Составление схемы отбора воды из
водопроводной сети.
1.
Намекаем наиболее
удаленную точку (критическую точку) водоразбора от НС II подъема.
2.
Направляем поток воды
от ВБ и НС II подъема к критической точки водоразбора.
1.
Определим равномерно распределенный расход воды по сети
qо
=q- q,
(л/с) (13)
гдеq-сосредоточенные расходы для промышленных
предприятий
q = , (м3/ч)
(14)
q=,
(л/с) (14*)
q = =10,914 л/с
qо =57,986-10,914=47,072 л/с
2.
Определим удельный расход воды приходящий на 1 м длины водопроводной сети.
Q уд= , (л/с)
(15)
Где ∑l – суммарная длина магистральных линий, в
м.
l1-2 =600
м l2-3 =450 м l3-4 =210 м
l4-5 =670
м l5-6 =230 м l6-7 =120 м
l7-1 =390
м
∑l=600+450+210+670+230+120+390=2670 м
Q уд= =0,0176 л/с,
3.
Определение путевых расходов и расчет сводим в таблице.
qпут = qуд·
lуч-ка
(13)
q1-2пут= qуд·l1-2=0,0176
·600=10,56 л/с q2-3пут= qуд·l2-3=0,0176
·450=7,92 л/с
q3-4пут= qуд·l3-4=0,0176 ·210=3,7 л/с q4-5пут= qуд·l4-5=0,0176 ·670=11,79 л/с
q5-6пут= qуд·l5-6=0,0176 ·230=4,05 л/с q6-7пут= qуд·l6-7=0,0176 ·120=2,11 л/с
q7-1пут= qуд·l7-1=0,0176 ·390=6,87 л/с
Таблица № 2
Путевых расходов.
№ участка
|
lучастка
,м
|
qуд , л/сут
|
qпут
|
1-2
|
600
|
0,0176
|
10,56
|
2-3
|
450
|
7,92
|
3-4
|
210
|
3,7
|
4-5
|
670
|
11,79
|
5-6
|
230
|
4,05
|
6-7
|
120
|
2,11
|
7-1
|
390
|
6,87
|
∑ qпут =47,00
4. Определим узловые расходы.
Таблица № 3
Узловых расходов.
№ узла
|
№ участков
|
qпут
|
qузл=1/2(∑ qпут).
|
1
|
1-2
1-7
|
10,56
6,87
|
8,715
|
2
|
2-1
2-3
|
10,56
7,92
|
9,24
|
3
|
3-2
3-4
|
7,92
3,7
|
5,81
|
4
|
4-3
4-5
|
3,7
11,79
|
7,745
|
5
|
5-4
5-6
|
11,79
4,05
|
7,92
|
6
|
6-5
6-7
|
4,05
2,11
|
3,08
|
7
|
7-6
7-1
|
2,11
6,87
|
4,49
|
∑
qузл =47,00
5. Узловые расходы выписываем на схему.
Путь от
водонапорной башни поступает в сеть 20%
qВБ==0,2∙58 =11,6
л/с (14)
От НС II подъема до ВБ.
qВБ== q- qВБ= 58 – 11,6= 46,4
л/с
(15)
Каждый водовод рассчитывается на 70 % подачи qнс
qводов=70%∙ qВБ=0,7∙47=32,9
л/с
(16)
по таблице Шевелева определяем
d=200
мм, от ВБ до сети.
qводов=70%∙ qВБ=0,7∙11,6=8,12 (17)
d= 100
мм
Составим схему
отбора воды в час максимального водопотребления.
1.3. Определим экономически выгодного диаметров
труб для пропуска расчетных расходов.
Таблица №4 Гидравлического
расчета водопроводной сети.
№ участка
|
l
участка
|
d,
мм
|
qрасч л/с
|
V,
м/с
|
1000i
|
Потери напора h, м
|
|
1-2
|
600
|
150
|
18,92
|
1,04
|
13,7
|
8,22
|
+
|
2-3
|
450
|
125
|
9,68
|
0,763
|
9,73
|
4,38
|
+
|
3-4
|
210
|
100
|
3,87
|
0,47
|
5,62
|
1,18
|
+
|
4-5
|
670
|
100
|
3,875
|
0,47
|
5,62
|
3,77
|
+
|
5-6
|
230
|
100
|
11,795
|
1,44
|
43,0
|
9,89
|
-
|
6-7
|
120
|
125
|
14,875
|
1,16
|
21,2
|
2,54
|
-
|
7-1
|
390
|
150
|
19,365
|
1,07
|
14,4
|
5,61
|
-
|
1. Путь напора воды определяем по формуле.
h= (18)
2.
Определение потерь
напора в сети, которые необходимы для определения высоты ВБ(НВБ)
и ННС (напора насосной станции). По второму закону Кирхгофа
потери напора на участках принимаем со знаком «+» если вода течет по
часовой стрелке, и наоборот.
+ h=17,55
- h=18,04
Δh=17,55-18,04= -0,49
Если невязка
в сети будит Δh<<0,5, то расход не исправляем.
2. Расчетные
расходы сточных вод.
1. От населенных кварталов в канализационную сеть
поступают равномерные распределенные расходы. Определяем их по модулю стока
(удельному расходу).
qуд= (л/с на
га) (19)
где Р- плотность населения (чел/га)
qуд==
0,2315 (л/с на га)
Таблица № 5 Среднесекундные расход сточных
вод с жилой территории.
№ площади стока
|
F, га
|
qуд
|
q
|
1
|
2,88
|
0,2315
|
0,67
|
2
|
3,50
|
0,81
|
3
|
3,75
|
0,87
|
4
|
2,45
|
0,57
|
5
|
3,18
|
0,74
|
6
|
5,44
|
1,26
|
7
|
7,84
|
1,82
|
8
|
4,76
|
1,10
|
9
|
4,08
|
0,94
|
10
|
3,04
|
0,70
|
11
|
4,06
|
0,94
|
12
|
4,80
|
1,11
|
13
|
4,80
|
1,11
|
∑=54,58
∑ q=12,64
Путевой расход. Q=qуд∙F
(20)
2. От промышленных предприятий
Хозяйственно-фекальный (бытовой) расход.
Q=Q=143 м3/сут
Часовой: q==5,958 м3/ч
Секундный: Q===1,66 л/с
Промышленные стоки.
Суточные: q=q∙М= 2∙400=800 м3/сут
Часовые: q=
(21)
Т - продолжительность работы предприятия.
Задается Т=8 часов (смена).
q=
=100 м3/ч
qсоср= q+ q (22)
q====27,78
л/с
qсоср=1,66+27,78=29,44 л/с
2.2. Расчетный расход сточных вод на
расчетном участке сети.
Бытовая сеть канализации населенного пункта
принимает стоки: от населенных кварталов; от промышленных предприятий
(бытовые и промышленные от выпускаемой продукции).
Для удобства расчетов принято считать, что
расчетные расходы поступают в верхнюю точку участка и представляют собой
сумму путевых, транзитных, боковых и сосредоточенных от промышленного
предприятия расходов.
q= qпут + qтранз + qбоков + qсоср (23)
где: qпут – расход с кварталов по пути участка
qтранз – расход поступающий от выше лежащих участков
(кварталов)
qбоков – расход поступающий от присоединенных боковых
линий
qсоср - расход от промышленных предприятий
Таблица № 6 Расчетных
расходов на расчетном участке сети.
Nуч-ка
|
Номер площади стока
|
Средний расход с квартала л/с
|
Кобщее
|
Расчетный расход qрас л/с
|
путев
|
бок
|
транз
|
путев
|
бок
|
Транз
|
∑
|
С кварт
|
сосред
|
Общей суммы
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
Главный колектор
|
1-2
|
3,
4,
8,
9
|
-
|
-
|
0,87
0,57
1,10
0,94
|
-
|
-
|
3,48
|
2,5
|
8,7
|
-
|
8,7
|
2-3
|
13
|
-
|
-
|
1,11
|
-
|
3,48
|
4,59
|
2,5
|
11,48
|
18,27
|
29,75
|
3-ГКНС
|
-
|
-
|
1,2,3,4,5,6,7,8,
9,10,11,13
|
-
|
6,94
|
4,59
|
11,53
|
2,07
|
23,87
|
18,27
|
42,14
|
Боковой колектор
|
3-4
|
1,
2,
5,
6,
7,
10,
11
|
-
|
-
|
0,67
0,81
0,74
1,26
1,82
0,70
0,94
|
-
|
-
|
6,94
|
2,89
|
20,06
|
-
|
20,06
|
2. 3.
Гидравлический расчет канализационной сети.
Последовательность расчета канализационной
сети по таблицам Карелина
По заданному расчетному расходу (qрас) по приложению 1 стр. 5.2 принимаем
диаметры и уклон стр 12-19, затем по приложению II. 1,
соблюдая технические условия определяют V. Интерполируют и уточняют
уклон i с интерполяцией, если qрас
отличаются от табличного
значения.
Определим начальной глубины заложения
уличной сети.
Hнач= hmin + iкв(L+l) – (zкв- zул) + Δ,
м (24)
Где: L-длина квартала (дворовой) сети до красной
линии
l- длина соединенной линии от красной линии
до колодца уличной сети (измеренной по генплану)
zкв – отметка
поверхности земли у колодца квартальной сети
zул – отметка
поверхности земли у колодца уличной сети
Δ- разница между d
уличной и d квартальной сети
hmin=hp –
0,3 (м), но не менее 0,7 до верха трубы
hmin=2,00 – 0,3=1,7 м
iкв =0,005 , d= 160 мм
Для точки 1
Hнач=1,7+ 0,005∙150- (86,9-87,1)+0,04 = 2,74 м
Для точки 2
Hнач=1,7+0,005∙60
– (87,29-87,12)+0,065=1,895 м
Таблица гидравлического расчета канализационной
сети
№ участков
|
qрасч,
л/с
|
lуч, м
|
i
|
Падение i×l, м
|
d,
мм
|
V,
м/с
|
Наполнение
|
|
h/d
|
Глубина воды h, м
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
1-2
|
8,7
|
1150
|
0,007
|
8,05
|
200
|
1,06
|
0,34
|
0,068
|
|
2-3
|
29,75
|
390
|
0,0044
|
1,716
|
250
|
1,14
|
0,60
|
0,15
|
|
3-ГКНС
|
42,14
|
480
|
0,004
|
1,92
|
280
|
1,16
|
0,65
|
0,182
|
|
4-3
|
20,06
|
1540
|
0,004
|
6,776
|
225
|
0,99
|
0,58
|
0,131
|
|
Отметки, м
|
Глубина заложения
|
Земли
|
Поверхности воды
|
лотка
|
В начале
|
В конце
|
средняя
|
В начале
|
В конце
|
В начале
|
В конце
|
В начале
|
В конце
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
87,1
|
85,0
|
84,408
|
76,358
|
84,36
|
76,39
|
2,74
|
8,689
|
5,725
|
85,0
|
84,75
|
76,358
|
74,642
|
76,208
|
74,492
|
8,792
|
10,258
|
9,525
|
84,75
|
84,5
|
74,642
|
72,723
|
74,46
|
72,341
|
10,290
|
11,959
|
11,125
|
87,12
|
84,75
|
85,126
|
78,409
|
85,055
|
78,279
|
2,235
|
6,471
|
4,353
|
Для заметок
|