Проект комплексной механизации водоснабжения свиноводческого комплекса (стр. 3 из 5)

7. Линии водопровода,

а) l₁ = H_вс = 5,5 м; l₂ = 68 м.

б) l₃ = 73 м; l₄ = Н_н.

в) l₅ = 150 м; l₆ = 135 м; l₇ = 100 м; l₈ = 110 м; l₉ = 125 м.

8. Величина свободного напора в конечной точке водоразбора Н_свн = 4,8 м.

9. Насос центробежный (привод ременный).

10. Расход воды по часам суток в процентах от суточного:

24-1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16	16-17	17-18	18-19	19-20	20-21	21-22	22-23	23-24
0,5	2,5	1,5	2,0	3,0	6,0	5,0	4,5	3,0	6,0	6,0	11,5	5,0	5,5	5,5	5,5	5,5	4,5	4,0	7,0	2,0	1,0	1,5	1,5

Содержание работы и порядок ее выполнения

Под системой водоснабжения понимают весь комплекс сооружений и устройств на территории хозяйства, обеспечивающих все пункты потребления доброкачественной водой в требуемых количествах.

На животноводческих фермах вода расходуется на поение животных, а также на технологические, гигиенические, хозяйственные и противопожарные нужды. Расход воды на ферме зависит от вида животных, от выполняемых работ в течение суток и от времени года.

Согласно существующим нормам потребления воды различными группами животных и удовлетворения технологических нужд различных объектов фермы, рассчитывается средний суточный расход воды на ферме (комплексе) по формуле:

Q_{сут. ср. =} m₁ х q₁ + m₂ хq₂ +…+ q_nх m_n, (1)

где Q_{сут. ср.} - средний суточный расход воды на ферме, м^3/сут.;

q_1, q_2,…_,q_{n -} среднесуточная норма потребления воды одним потребителем, м³/сут.;

m_1, m_2,…_,m_n - число потребителей, имеющих одинаковую норму потребления (голов, единиц и далее);

1, 2,…,n - число групп потребителей.

Согласно норме водопотребления принимаем:

для свиней на откорме q= 15 л/сут.

Тогда, имея число потребителей:

свинарник - откормочник № 1 m₁ = 1200 голов

свинарник - откормочник № 2 m₂ = 1200 голов

свинарник - откормочник № 3 m₃ = 1200 голов

свинарник - откормочник № 4 m₄ = 1200 голов

определяем по формуле (1) средний суточный расход воды:

Q_{сут. ср.} = 15 х 4800 = 72 000 л/сут = 72 м³/сут

Среднесуточный расход воды летом выше, чем зимой. Неравномерность суточного водопотребления выражают коэффициентом суточной неравномерности. Тогда максимальный суточный расход воды на ферме или комплексе определяется по формуле:

Q_{сут. max}= Q_{сут. ср. х}k_{1, (}2)

где Q_{сут. max}- максимальный суточный расход, м³/сут.;

k_{1 -} коэффициент суточной неравномерности, k₁ = 1,3…1,5, принимаем k₁ = 1,5

Тогда

Q_{сут. max}= 72 х 1,5 = 108 м³/сут.

Для определения часовой потребности в воде необходимо учитывать, что в течение суток расход воды колеблется: в дневные часы он достигает максимума, а в ночное - минимума. При расчете максимального часового расхода воды принимается коэффициент k₂ = 2,5 и формула:

Q_{ч max}= Q_{сут max} х k_2/24 (3)

Тогда получим

Q_{ч max}= 108 х 2,5/24 = 11,24 м³/ч.

(Число 24 - количество часов в сутках)

Максимальный секундный расход рассчитывается по формуле

Q_{с max} = Q_{ч max}/ 3600, (4)

где Q_{с max} - максимальный секундный расход воды, м³/с.

(Число 3600 - количество секунд в одном часе).

Тогда

Q_{с max}= 11,24/3600 = 0,003 м³/с.

Расход воды на тушение пожара на ферме зависит от степени огнестойкости зданий и их объема. При расчетах его можно принять на фермах равным 2,5 л. Запас воды должен обеспечить тушение пожара в течение 2...3 часов.

Таблица 1 - Расчетные данные потребности в воде для исходной схемы водопотребления

Наименование одинаковых потребителей	Количество потребителей, mi	Суточная норма потребления воды qi, м3	Суточный расход воды Qсут. ср., м3	Максимальный суточный расход воды Qсут. max, м3	Максимальный часовой расход воды Qr. max, м3	Максимальный секундный расход воды
						Qc max, м3	Qc max, л
свинарник-откормочникП1	1200	0,015	18	27	2,81	0,00075	0,75
свинарник-откормочникП2	1200	0,015	18	27	2,81	0,00075	0,75
свинарник-Откормочник П3	1200	0,015	18	27	2,81	0,00075	0,75
свинарник-Откормочник П4	1200	0,015	18	27	2,81	0,00075	0,75
Итого	-	-	72	108	11,24	0,003	3,0

Для найденных Q_{ч max}и Q_{с max}рассчитывают диаметры трубопроводов разводящей сети по формуле:

Q_cmax=

где

- площадь круга, м²; p = 3,14; d- диаметр трубы, м. Тогда d = 1,13 х (5) где U- скорость движения воды в трубе; м/с;

U = 0,5 - 1,25 м/с. Принимаем U = 1 м/с.

Расчет диаметра труб для различных участков определяется по формуле (5) и округляется до стандартных величин.

Тогда для участка l₅d= 1,13 х

= 0,061 м.

Принимаем d_5,6,7,8,9 = 75 мм.

Для участка l_6,7,8,9 d= 1,13 х

= 0,03051 м.

Принимаем d_6,7,8,9 = 50 мм.

Выбор водоподъемника

При выборе водоподъемника должно быть известно:

Источник воды с определенным дебитом Д, м³/ч.

Напорно-регулирующее устройство.

Максимальный часовой расход воды Q_rmax, м³/ч.

Величина свободного напора в конечной точке водоразбора Н_свн, м

Длина трассы всех участков водопроводной сети l_j, м.

Условия для выбора насоса (водоподъемника)

1. Суточная производительность насоса должно быть равна или больше максимального суточного расхода Q_{сут. насоса}

Q_{сут. max}.

2. Часовая производительность насоса должна быть выбрана в зависимости от продолжительности работы водоподъемника и определяется по формуле

Q_{ч. насоса} =

,

где Т - продолжительность работы насосной станции, ч

(по исходным данным Т = 13 часов).

Тогда Q _{ч. насоса} =

= 8,31 м³/ч.

Секундная производительность насоса определяется по формуле

Q _{с. насоса} = Q_{ч насоса} / 3600.

Тогда

Q _{с насоса} =

= 0,0023 м³/с = 2,3 л/с

3. Диаметр трубопровода для всасывающей (l₁иl₂) и нагнетательной (l₃иl₄) линии (условно, ввиду малого расстояния, принимаем их равными по диаметру) определяется как

d_насоса = 1,13 х

. Тогда d_насоса = 1,13 х = 0,054 м.

Принимаем диаметр трубопровода всасывающей (l₁иl₂) и нагнетательной (l₃иl₄) линии d_насоса = 75 мм.

После определения часовой производительности насоса должно соблюдаться условие Д

Q _{ч. насоса}

4. Напор, создаваемый насосом. Определяется по формуле

Н _насоса

Н_вс + Н_н + Н_б +Sh, (6)

где Н _насоса - напор, создаваемый насосом, м;

Н_вс - высота всасывания, м;

Н_н - высота нагнетания, м;

Н_б - высота бака, м;

Sh - сумма потерь напора на всасывающей и нагнетательной линиях, м;

Sh = Sh′+Sh″,

где Sh′ - сумма потерь напора по длине всасывающего и нагнетательного трубопровода, м, Sh″ - местные потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м.

Высота нагнетания водонапорного бака (резервуара) выбирается из расчета

Н _н

Н _свн +Sh₁ ± Н _г, (7)

где Н _свн - величина свободного напора, м:

Н_г - геометрическая разность нивелирных отметок, м;

Sh₁ - сумма потерь напора в разводящем трубопроводе, м;

Sh₁ =Sh′₁+Sh″₁

где Sh′₁ - сумма потерь напора по длине разводящего трубопровода, м;

Sh″₁ - сумма местных потерь напора в разводящем трубопровода, м.

Местные потери напора в сети составляют 5…10% от величины потерь на трение по длине (эти данные используются в практических расчетах), а потери напора по длине определяются по формуле

h_j= i ∙ l_{j (}8)

где h_j - потери напора на конкретном участке, м;

l_j- длина конкретного участка, м;

i - гидравлический уклон в метрах (потери напора на 1 м длины трубопровода).

Данные по i выбираем из таблицы.

Выбранные данные вместе с рассчитанным (принятым) диаметром трубопроводов и секундным расходом заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Значения диаметров, секундного расхода, 100 j и j для трубопроводов

Трубопроводы	Диаметр трубопровода dмм	Секундный расход Qcmax л/с	100 i, м	i, м
l5	75	3	1,32	0,0132
l6	50	0,75	0,72	0,0072
l7	50	0,75	0,72	0,0072
l8	50	0,75	0,72	0,0072
l9	50	0,75	0,72	0,0072
l1, 12,l3,l4	75	2,3	0,74	0,0074

Тогда величина потерь напора по длине определяется по формуле (8), а местные потери напора в данном расчете принимаются 10% от потерь по длине.