Расчет системы противопожарного водоснабжения объекта (стр. 2 из 5)

Расход воды на пожаротушение в диктующей точке Q^д.т._пож составит:

Q^д.т._пож = 2 ∙ (Q^нп_нар + Q^нп_вн),

где, Q^нп_нар – расчетный расход воды на наружное тушение одного пожара в населенном пункте; Q^нп_вн - расчетный расход воды на внутреннее тушение одного пожара в населенном пункте.

Q^д.т._пож = 2 ∙ (Q^нп_нар + Q^нп_вн) = 2 ∙ (25 + 0) = 50 (л/с)

Расход воды Q^уз.пр_пож в месте расположения предприятия составит:

Q^уз.пр_пож = Q_пож - Q^д.т._пож

Q^уз.пр_пож = Q_пож - Q^д.т._пож = 70 – 50 = 20 (л/с)

4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

4.1 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск хозяйственно-питьевого и производственного расхода воды

Основной задачей расчета проектируемого наружного водопровода является обеспечение подачи воды к каждому зданию и сооружению в необходимом количестве и под соответствующим напором. Расчет водопроводной сети ведется из условия минимизации затрат на строительство и эксплуатацию. Расчет водопровода необходим также не только для выбора диаметра труб и определения потерь напора в водопроводной сети, но и для установления напоров у насосной станции, подбора насосов, определения высоты водонапорной башни в зависимости от потерь напора в водопроводной сети при подаче расчетных расходов к местам отбора.

4.1.1 Определение удельного расхода воды

q_уд = Q^х.п._{сек.мах}/L

где, Q^х.п._{сек.мах} – максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта, л/с; L – длина магистральной линии, м.

L = l_1-2 + l_2-3 + l_3-4 + l_4-5 + l_5-6 + l_6-7 + l_7-1+ l_6-2

где, l_i – длина i-го участка водопроводной сети, м.

L = l_1-2 + l_2-3 + l_3-4 + l_4-5 + l_5-6 + l_6-7 + l_7-1+ l_6-2 = 300 + 275 + 215 + 195 + 295 + 200 + 210 + 150 = 1840 (м).

q_уд = Q^х.п._{сек.мах}/L = 113/1840 = 0,061(л/с)

4.1.2 Определение путевого расхода воды

q_{пут i} = q_уд ∙ l_i

где, q_уд – удельный расход воды, л/с; l_i – длина i-го участка водопроводной сети, м.

q_{пут 1-2} = q_уд ∙ l_1-2 = 0,0614 ∙ 300 = 18,4 (л/с)

q_{пут 2-3} = q_уд ∙ l_2-3 = 0,0614 ∙ 275 = 16,9 (л/с)

q_{пут 3-4} = q_уд ∙ l_3-4 = 0,0614 ∙ 215 = 13,2 (л/с)

q_{пут 4-5} = q_уд ∙ l_4-5 = 0,0614 ∙ 195 = 12,0 (л/с)

q_{пут 5-6} = q_уд ∙ l_5-6 = 0,0614 ∙ 295 = 18,1 (л/с)

q_{пут 6-7} = q_уд ∙ l_6-7 = 0,0614 ∙ 200 = 12,3 (л/с)

q_{пут 7-1} = q_уд ∙ l_7-1 = 0,0614 ∙ 210 = 12,9 (л/с)

q_{пут 6-2} = q_уд ∙ l_2-6 = 0,0614 ∙ 150 = 9,2 (л/с)

Проверим правильность выполненных вычислений:

Q^х.п._{сек.мах} = ∑ q_{пут i}=18,4+16,9+13,2+12,0+18,1+12,3+12,9+9,2=113 (л/с)

Путевые расходы по участкам сети.

Номер участка	Расчетная формула	Расчетные величины	Расход, л/с
			точный	округл.
1-2	qпут 1-2 = qуд ∙ l1-2	0,0614 ∙ 300	18,420	18,4
2-3	qпут 2-3 = qуд ∙ l2-3	0,0614 ∙ 275	16,885	16,9
3-4	qпут 3-4 = qуд ∙ l3-4	0,0614 ∙ 215	13,201	13,2
4-5	qпут 4-5 = qуд ∙ l4-5	0,0614 ∙ 195	11,973	12,0
5-6	qпут 5-6 = qуд ∙ l5-6	0,0614 ∙ 295	18,113	18,1
6-7	qпут 6-7 = qуд ∙ l6-7	0,0614 ∙ 200	12,28	12,3
7-1	qпут 7-1 = qуд ∙ l7-1	0,0614 ∙ 210	12,894	12,9
6-2	qпут 6-2 = qуд ∙ l6-2	0,0614 ∙ 150	9,21	9,2

4.1.3 Определение узлового расхода воды

q^._{узл n} = 0,5 ∙ ∑ q_{пут i}

где, q_{пут i} – сумма путевых расходов на участках прилегающих к n - му узлу, л/с.

q₁ = (q_1-7 + q_1-2)/2 = (12,9 + 18,4)/2 = 15,65

q₂ = (q_1-2 + q_2-3 + q_2-6)/2 = (18,4 + 16,9 + 9,2)/2 = 22,25

q₃ = (q_2-3 + q_3-4)/2 = (16,9 + 13,2)/2 = 15,05

q₄ = (q_4-5 + q_3-4)/2 = (12,0 + 13,2)/2 = 12,6

q₅ = (q_4-5 + q_5-6)/2 = (12,0 + 18,1)/2 = 15,05

q₆ = (q_5-6+ q_6-7 + q_2-6)/2 = (18,1 + 12,3 + 9,2)/2 = 19,8

q₇ = (q_1-7 + q_6-7)/2 = (12,9 + 12,3)/2 = 12,6

Узловые расходы

№	Расчетная формула	Расчетные величины	Расход, л/с
			точный	округл.
1	q1 = (q1-7 + q1-2)/2	(12,9 + 18,4)/2	15,65	15,7
2	q2 = (q2-6 + q1-2 + q2-3)/2	(9,2 + 18,4 + 16,9)/2	22,25	22,2
3	q3 = (q2-3 + q3-4 )/2	(16,9 + 13,2)/2	15,05	15,1
4	q4 = (q4-5 + q3-4)/2	(12,0 + 13,2)/2	12,6	12,6
5	q5 = (q4-5 + q5-6)/2	12,0 + 18,1)/2	15,05	15,1
6	q6 = (q5-6+ q6-7 + q2-6)/2	(18,1 + 12,3 + 9,2)/2	19,8	19,8
7	q7 = (q1-7 + q6-7)/2	(12,9 + 12,3)/2	12,6	12,6

4.1.4 Подобрать диаметры труб водопроводных линий

Для объединенного противопожарного водопровода в населенных пунктах и на промышленных предприятиях применяются трубы стандартного диаметра от 100 мм и более (2, п.8.4.6).

Полученные значения сводим в таблицу 4.

4.1.5 Определим потери на участках

h_i = 1000i ∙ l_i/1000,

где 1000i - коэффициент Шевелева

h_i = A_i ∙ l_i ∙ q² ∙ K_n.

A – удельное сопротивление труб;

K_n – поправочный коэффициент

При V > 1.2 м/с K_n = 1.

V = 1,03 м/с K_n = 1,03.

V = 1,19 м/с K_n = 1.

Диаметры труб на участках сети подбираем в зависимости от расхода воды на этом участке с использованием «Таблиц для гидравлического расчета водопроводных труб» Ф.А. Шевелева. Принимаем, что трубы выполнены из чугуна.

Полученные значения указаны в таблице 4.

Гидравлический расчет на пропуск воды в обычное время

Номер кольца	Номер участка	Длина участка,м	Расход на участке, л/с	Диаметр труб, мм	Скорость воды, м/с	1000 i	Расчетная формула потерь напора	Расчетные величины	Потери напора, м	Увязка сети Δh, м
1	2-3	275	20,7	200	0,64	3,80	h = 1000i ∙ lI /1000	3,80 ∙ 275/1000	1,06	-0,11
	3-4	215	5,6	100	0,69	10,6		10,6 ∙ 215/1000	2,28
	4-5	195	7,0	125	0,55	5,36		5,36 ∙ 195/1000	-1,06
	5-6	295	72,1	300	0,99	5,06		5,06 ∙ 295/1000	-1,49
	6-2	150	4,1	100	0,5	6,03		6,03 ∙ 150/1000	-0,90
2	1-2	300	47,0	250	0,93	5,79		5,79 ∙ 300/1000	1,74	0,23
	2-6	150	4,1	100	0,5	6,03		6,03 ∙ 150/1000	0,90
	6-7	200	87,8	300	1,21	7,34		7,34 ∙ 200/1000	-1,47
	7-1	210	100,4	350	1,03	4,47		4,47 ∙ 210/1000	-0,94

4.1.6 Увязка сети

Для каждого кольца выберем условно – положительное направление – по часовой стрелке (приложение 1). Т.к. оба кольца сети удовлетворяют условию - 0,5 < Δh < 0,5, Следовательно сеть увязана.

4.1.7 Определить потери напора в сети по наиболее вероятным направлениям

Из точки ввода – узел № 1 – в диктующую точку вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям: I – 1-2-3-4; II – 1-7-6-5-4; III – 1-2-6-5-4:

I: h_I = h_1-2 + h_2-3 + h_3-4 = 1,74+1,06+2,28 = 5,08 (м)

II: h_II = h_1-7 + h_7-6 + h_6-5 + h_5-4 = 0,94+1,47+1,49+1,06 = 4,96 (м)

III: h_III = h_1-2 + h_2-6 + h_6-5 + h_5-4 = 1,74+0,90+1,49+1,06 = 5,19 (м)

Определяем средние потери напора сети в обычное время:

h_сети =( h_I+ h_II+ h_III)/3 = (5,08+4,96+5,19)/3 = 5,08 (м)

4.2 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск расхода воды во время пожара

4.2.1 Определить общий расход воды в час максимального водопотребления при пожаре

Q_Σ = Q_{сек. макс.} + Q_{пожара.}

Q_Σ = 163 + 70 = 233 л/с

4.2.2 Проверочный расчет сети

Определить диаметр труб и скорость движения воды по ним.

Скорость движения воды по трубам не должно превышать 2,5 м/с

Полученные значения сводим в таблицу 5.

Гидравлический расчет на пропуск воды во время пожара

Номер кольца	Номер участка	Длина участка,м	Расход на участке, л/с	Диаметр труб, мм	Скорость воды, м/с	1000 i	Расчетная формула потерь напора	Расчетные величины	Потери напора, м	Увязка сети Δh, м
1	2-3	275	65,1	250	1,29	10,7	h = 1000i ∙ lI /1000	10,7∙ 275/1000	2,94	0,72
	3-4	215	50,0	250	1,01	6,74		6,74∙ 215/1000	1,45
	4-5	195	12,6	150	0,69	6,31		6,31∙ 195/1000	-1,23
	5-6	295	97,7	350	1,00	4,30		4,30 ∙ 295/1000	-1,27
	6-2	150	14,1	150	0,77	7,77		7,77 ∙ 150/1000	-1,17
2	1-2	300	101,4	350	1,05	4,64		4,64 ∙ 300/1000	1,39	0,36
	2-6	150	14,1	150	0,77	7,77		7,77 ∙ 150/1000	1,17
	6-7	200	103,4	350	1,07	4,81		4,81 ∙ 200/1000	-0,96
	7-1	210	116,0	350	1,19	5,90		5,90 ∙ 210/1000	-1,24

Т.к. оба кольца сети удовлетворяют условию -1 < Δh < 1, следовательно сеть увязана.