Расчет водопровода хозяйственно - питьевой воды

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ХВОСТОВОЕ ХОЗЯЙСТВО

Расчет системы оборотного водоснабжения

Водоснабжение ОФ заключается в подаче к местам потребления необходимого количества воды требуемого качества с необходимым напором, для чего устраиваются системы водоснабжения – водопроводы. На рудообогатительных фабриках вода расходуется на хозяйственно- питьевые нужды, промывку руды, приготовление пульпы и растворов, для транспортирования продуктов обогащения, охлаждения подшипников оборудования, в аспирационных системах, в системах пылеподавления, на мокрую уборку помещений. В зависимости от функций, выполняемых водой, водоснабжение осуществляется по нескольким сетям: производственной свежей воды; хозяйственно- противопожарной воды; оборотной воды с прудом - осветителем (хвостохранилищем).

Для проектируемой фабрики предусматриваем две водонапорные башни. В одной устанавливаем два бака: для оборотного и технического водоснабжения. Другую используем для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Исходные данные для расчета:

– расстояние от НСОВ до резервуаров оборотной воды –– 1000м;

– геодезическая отметка НСОВ – 345м, резервуара – 370м, главного корпуса – 370м;

– расстояние от резервуара до главного корпуса – 500м;

– расход оборотной воды –509,8 м³/ч.

 

	Н

                                                 1       

 

 

Рисунок 2.1 -Схема трассировки оборотного водоснабжения:

Н – насосная станция; Р – резервуар оборотной воды ; 1 – главный корпус   

Оборотная вода насосной станцией подается в резервуар, из которого поступает потребителю - в главный корпус.

                  Расчет

1.Свободные напоры аппаратов определяются по формуле:

Н_св=Н_геод+h_пот+h_св.изл ,

где Н_геод – расстояние от земли до наиболее высоко установленного аппарата, потребляющего оборотную воду, м;

h_пот- потери напора на участке от точки подвода воды к зданию до точки излива в аппарат, м. 

h_пот=3-4м;

h_св.изл – величина напора, с которой вода поступает в аппарат, м. h_св.изл= 5-10м

Н_св=Н_геод+h_пот+h_св.изл=15+3+5=23 м

2. По расходу оборотной воды Q_ОБ.В, м³/с, рассчитывается ориентировочно диаметр D, м водовода по приближенной формуле:

D=                                                 (2.1)

D=                  

Принимаем стандартный диаметр трубы D=400мм   

3. Истинная (фактическая) скорость движения воды в трубе принятого диаметра V_факт, м/с определяется по формуле:

V_факт=                                                          (2.2)

V_факт=

 

Фактическая скорость входит в рекомендуемые скорости движения воды в трубопроводах

( 1,0-1,4 м/с)

4. Определяются потери напора на трение h_тр, м на участке НСОВ – резервуара оборотной воды:

h_тр= 1,1·i·L,                                              (2.3)

где i - удельные потери напора в трубопроводе длиной 1м (гидравлический уклон), м/м;

L – длина трубопровода ( участка ), м

Гидравлический уклон:

i= А·q²,                                                    (2.4)

где А – удельное сопротивление трубопровода, зависящее от диаметра и шероховатости внутренней поверхности труб, м [11, табл. 2]

А= 0,2232м ( для чугунных труб)

 

i= А·q² = 0,2232·0,14²= 4,3·10^-3;

h_тр= 1,1· i · L =1,1·4,3·10^-3·990= 4,7 м.

Определим потери напора на трение h_{рез-гл.к}, м на участке резервуар оборотной воды – главный корпус:

                                h_{рез-гл.к}= 1,1 · i· L

 

h_{рез-гл.к}= 1,1·4,3·10^-3· 10 = 0,04 м.

5. Определим требуемый напор в сети резервуар оборотной воды - главный корпус:

Н_{рез.-гл.к}= Z_гл.к- Z_рез + h_{рез-гл.к} + Н_св,

где Z_гл.к и Z_рез – геодезические отметки главного корпуса и места расположения резервуара, м;

Н_{рез.-гл.к}=370-370+0,04+23=23,04 м.

Т.к. Н_{рез.-гл.к}  30м, то для обеспечения требуемого напора в сети резервуар с оборотной водой необходимо разместить на высоте 23,04 м. над поверхностью земли. В этом случае резервуар будет выполнять роль водонапорной башни. Высота водонапорной башни

Н_в.б.= Н_{рез.-гл.к}= 23 м.

6. Определяем манометрический напор насоса станции оборотного водоснабжения Н_м, м для подачи оборотной воды в бак водонапорной башни на промплощадке фабрики:

Н_м= Z_рез – Z_НСОВ + h_тр + Н_в.б+ h_Б + h_вс + h_св.изл ,

где Z_рез и Z_НСОВ – геодезические отметки резервуара оборотной воды (водонапорной башни) и насосной станции оборотного водоснабжения;

 h_тр – потери напора на участке НСОВ – резервуар, м;

Н_в.б – высота водонапорной башни от поверхности земли до дна бака, м;

h_Б – высота воды в резервуаре или баке водонапорной башни, h_Б = 4-5м;

 h_вс – сумма потерь напора во всасывающем и напорном трубопроводах в здании насосной станции; h_вс = 3-5м;

h_св.изл – напор свободного излива на конце трубопровода, h_св.изл = 0,5-1,5м.

 

Н_м = 370-345+4,7+23,04+4+4+1=61,74 м.

7. По расходу оборотной воды Q_ОБ.В.= 509,8 м³/ч и манометрическому напору

Н_м = 61,74 м выбираем насос станции оборотного водоснабжения для подачи оборотной воды в бак водонапорной башни на промплощадке фабрики Д 630-90.

 

Расчет водопровода хозяйственно - питьевой воды

Основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения является Самарский водозабор, расположенный в 15км от промплощадки, соединенный двумя водоводами диаметром 400мм с рабочим давлением 120-140м.

Шесть водозаборных скважин размещены по правому берегу реки Бузавлык и оборудованными артезианскими насосами 20А-18х производительностью 600м³/час с напором 280м.

При насосных станциях первого подъема скважины подают воду по трубопроводам диаметром 200мм, длиной 600метров в две емкости насосной станции 2-го подъема на 300м³ каждая.

Вода из емкостей насосных станций 2-го подъема насосами 3В200*4 по двум водопроводам диаметром 400мм подается на насосную станцию третьего подъема, откуда насосами перекачивается в водонапрную башню.

 Трассировка трубопровода для хозяйственно – питьевой воды представлена на рис. 2.2.

Н

                                         2                                     5             

                             7               9         10                   6

                                       8                                   11

                               1               3      4                         

 

Рисунок 2.2 – Трассировка водопровода хозяйственно-питьевой воды:

1 – Инженерный корпус; 2 – Управление; 3 – ККД; 4 – Перегрузочный узел;

5 – Главный корпус; 6 – Известково-реагентное отделение.

 

Исходные данные для расчета:

1.Геодезические отметки: водонапорной башни – 382м; инженерный корпус – 380м; управление – 380м; ККД- 375м; перегрузочный узел – 372м; главный корпус – 370м; Известково-реагентное отделение – 370м.

2. Число людей, работающих в каждом здании в смену:

Инженерный корпус – 50 человек;

Управление – 15 человек;

ККД- 3 человека;

Перегрузочный узел – 4 человек;

Известково-реагентное отделение – 3 человека;

Главный корпус – 20 человек.

3. Трассировка трубопровода хозяйственно-питьевой воды и длины всех участков:

L_Н-Б=15000м, L_Б-7=100м, L_7-8=5м, L_7-1=30м, L_8-2=30м, L_8-9=140м, L_9-3=20м, L_9-10=20м,

L_10-4=20м, L_10-11=5м, L_11-5=40м, L_11-6=35м.

4. Свободные напоры в точках провода воды к зданиям:

 Н_{св 1}=Н_геод+h_пот+h_св.изл =14+3+5=22м,

 Н_{св 2}=Н_геод+h_пот+h_св.изл = 14+3+5=22м,

 Н_{св 3}=Н_геод+h_пот+h_св.изл = 10+3+5=18м,

 Н_{св 4}=Н_геод+h_пот+h_св.изл =10+3+5=18м,

 Н_{св 5}=Н_геод+h_пот+h_св.изл = 10+3+5=18 м,

 Н_{св 6}=Н_геод+h_пот+h_св.изл = 10+3+5=18м,

          Расчет:

1. Определим расход воды в смену по зданиям Q, л/смену:

                                               Q = К_ч·n·N,                                                     (2.5)

где К_ч – коэффициент часовой неравномерности;

     n – норма расхода воды на одного человека, 25л/смену;

     N- число трудящихся в здании в смену.

Q₁=3·50·25=3750л/смену,

Q₂=3·15·25=1125л/смену,

Q₃=3·3·25=225л/смену,

Q₄=3·4·25=300л/смену,

Q₅=3·20·25=1500л/смену,

Q₆=3·3·25=225л/смену,

 

2. Определим число людей, пользующихся душем:

N^’=0,85·N_сп,                                                                             (2.6)

где N_сп – списочное число трудящихся в смену.

N^’=0,85·(50+15+3+4+20+3)=0,85·95=81.

Тогда необходимое количество душевых сеток:

n_сет= N^’/N₀,                                                           (2.7)

где - N₀=3-5 – число человек, моющихся под одним душем.

N_сет=81/3=27.

3. Рассчитаем расход воды на все душевые сетки Q_душа, л/смену:

Q_душа= n_сет*q*k_т,                                                  (2.8)

где q – расход воды на одну душевую сетку, q=500л/ч;

  k_т – продолжительность пользования душем, k_т=0,75ч.

 

 Q_душа = 27*500*0,75=10125 л/смену;

Полученное количество воды добавляется к количеству воды, поступающей в АБК на хозяйственно- питьевые нужды Q^’_АБКх-п, л/смену, тогда:

 Q^’_АБКх-п = Q_АБКх-п + Q_душа = 1125+10125=11250 л/смену;

4. Рассчитаем удельный расход воды во всех зданиях обогатительной фабрики q л/с

,                                                        (2.9)

где- Q – расход воды в л/смену;

   t – продолжительность смены, час.

,

,

,

,

,

.

5. Определяем расходы воды на отдельных участках сети как сумма расходов всех ответвлений плюс расход, сосредоточенный в конце данного участка. Расчет ведется от конечных точек сети.

q_11-6 = q₆ = 0,005 л/с,

q_11-5 = q₅ = 0,03 л/с,

q_11-10 = q₅ + q₆ = 0,03+0,005=0,035 л/с,

q_10-4 = q₄ = 0,0069 л/с,

q_10-9 = q₄ + q₅ + q₆ = 0,0069+0,03+0,005=0,042 л/с,

q_9-3= q₃ = 0,005 л/с,

q_9-8 = q₃ + q₄ + q₅ + q₆ = 0,005+0,0069+0,03+0,005 = 0,05 л/с,

q_8-2 =q₂ = 0,39 л/с,

q_7-8 = q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆ = 0,39 + 0,005+0,0069+0,03+0,005 = 0,44 л/с,

q_7-1 = q₁ = 0,013 л/с,

q_Б-7 = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆ = 0,013+0,39+ 0,005+0,0069+0,03+0,005 =0,45 л/с.

 

6. По расчетным расходам воды определяем фактические диаметры труб для каждого участка.

По количеству воды, протекающей по данному участку, по положению 1[11] устанавливаем диаметры труб для каждого участка при экономическом факторе Э=075, согласно принятому сортаменту и материалу труб.

Выбираем стальные трубы:

на участке 11-6 диаметр трубы d=20мм,

на участке 11-5 диаметр трубы d=20мм,

на участке 11-10 диаметр трубы d=20мм,

на участке 10-4 диаметр трубы d=20мм,

на участке 9-3 диаметр трубы d=20мм,

на участке 10-9 диаметр трубы d=20мм,

на участке 8-2 диаметр трубы d=20мм,

на участке 9-8 диаметр трубы d= 20мм,

на участке 7-1 диаметр трубы d= 20мм,

на участке 7-Б диаметр трубы d=32мм,

 

7. Определим потери напора h(м) на трение в водопроводных трубах. Они складываются из потерь на прямых участках трубопровода и из местных потерь в арматуре, фасонных частях, изгибах и сужениях водного потока и т.п.

Потери напора на прямых участках трубопроводов h_тр(м):

h_тр =i·L,

где i - удельные потери напора в трубопроводе длиной 1м, м/м;

  L- длина трубопровода (участка), м.

Гидравлический уклон определим по формуле:

i = А·q²,

где А – удельное сопротивление трубопровода, зависящее от диаметра и шероховатости внутренней поверхности труб, м [11,табл.1] .

i_11-6= 8809000* (0,005/1000)²= 2,2*10^-3м/м;         h_{тр 11-6}=2,2*10^-3*35=0,08м

i_11-5= 329500000*(0,03/1000)²=2,9 *10^-3м/м;         h_{тр 11-5}=2,9*10^-3*40=0,12м

i_11-10=8809000 * (0,035/1000) ²=7,2*10^-3м/м;      h_{тр 11-10}=7,2*10^-3*35=0,25м

i_10-9=8809000 *(0,042/1000)²=17,2*10^-3м/м;          h_{тр 10-9}=17,2*10^-3*5=0,09м

i_10-4=8809000* (0,0069/1000) ² =0,4*10^-3м/м;       h_{тр 10-4}=0,4*10^-3*20=0,008м

i_9-3=329500000* (0,005/1000) ²=13,7*10^-3м/м;       h_{тр 9-3}=13,7*10^-3*20=0,26м

i_9-8= 8809000 *(0,05/1000) ²=22*10^-3м/м;           h_{тр 9-8}=22*10^-3*140=3м

i_8-2= 8809000* (0,39/1000) ²=1340*10^-3м/м;         h_{тр 8-2}=1340*10^-3*30=39м

i_8-7= 1643000* (0,44/1000) ²=318*10^-3м/м;          h_{тр 8-7}=318*10^-3*5=1,5м

i_7-1= 8809000 *(0,013/1000) ²=2,9*10^-3м/м;          h_{тр 7-1}=2,9*10^-3*30=0,09м

i_Б-7= 1643000 *(0,45/1000) ²=333*10^-3м/м;         h_{тр Б-7}=333*10^-3*20=6,66м

 

Потери напора в местных сопротивлениях принимаются равными 5-10% потерь на прямых участках, тогда суммарные потери напора на участках с учетом местных сопротивлений h (м) равны:

h = 1,1· h_тр

 

h_11-6= 1,1·0,08=0,088м;            h_9-3= 1,1· 0,26 =0,286м ;

h_11-5= 1,1· 0,12 = 0,132м;        h_11-10= 1,1*0,25= 0,275м; 

 h_9-8= 1,1· 3=3,4м ;

h_10-9= 1,1·0,09=0,099м;               h_8-2= 1,1· 39= 43м ;

h_10-4= 1,1·0,008 = 0,0088м;

h_8-7= 1,1·1,5 = 1,65м;

h_7-1= 1,1·0,09= 0,099м;

h_Б-7= 1,1·6,66= 7,3м.

8. Определим суммарные потери напора от каждого потребителя (точки 1,2,3,4,5,6) до водонапорной башни:

Н_Б-6 = h_11-6 +h_11-10 +h_10-9+h_9-8+h_8-7+h_Б-7=0,088+0,275+0,099+3,4+1,65+7,3=12,82 м;

Н_Б-5 = h_11-5+h_11-10+h_10-9+h_9-8+ h_8-7 +h_Б-7=0,132+0,275+0,099+3,4+1,65+7,3=12,86 м;

Н_Б-4 = h_10-4+h_10-9+h_9-8+ h_8-7 +h_Б-7=0,0088+0,099+3,4+1,65+7,3=12,46м;

Н_Б-3 = h_9-3+ h_10-9+h_9-8+h_Б-7=0,286+3,4+1,65+7,3=12,63м;

Н_Б-2 = h_8-2+ h_9-8+h_Б-7=43+1,65+7,3=52м;

Н_Б-1 = h_7-1+ h_Б-7=0,099+7,3=7,4м.

9. Рассчитаем необходимую высоту водонапорной башни для каждой точки (1,2,3,4,5,6)

Для точки 1 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₁ – Z_Б+Н_Б-1+Н_св.1 = 380-382+7,4+22=27,4м.

Для точки 2 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₂ – Z_Б+Н_Б-2+Н_св.2= 380-382+52+22=72м.

Для точки 3 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₃ – Z_Б+Н_Б-3+Н_св.3= 375-382+12,63+18=23,63м.

Для точки 4 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₄ – Z_Б+Н_Б-4+Н_св.4= 372-382+12,46+18=20,46м.

Для точки 5 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₅ – Z_Б+Н_Б-5+Н_св.5= 368-382+12,86+18=16,86м.

Для точки 6 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₆ – Z_Б+Н_Б-6+Н_св.6= 370-382+12,82+18=18,82м.

 

 

Таблица 2.1 –                      Расчет высоты водонапорной башни

Обозначение участка	Расход воды на участке q, л/с	Длина участка l, м	Диаметр трубы D, мм	Гидравлический уклон i * 10-3, м/м	Потери напора на участке hтр, м	Потери напора на участке с учетом местных сопротивлений h, м	Обозначение потребителей	Суммарные потери напора от потребителя до башни НБ-К , м	Разность геодезических отметок ZБ-ZК, м	Свободный напор Нсв., м.вод.ст.	Высота водонапорной башни НБ, м
11-6	0,005	35	20	2,2	0,08	0,088	1	7,4	2	22	18,82
11-5	0,03	40	20	2,9	0,12	0,132
11-10	0,035	5	20	7,2	0,25	0,275	2	52	2	22	16,86
10-4	0,0069	20	20	17,2	0,008	0,0088
10-9	0,042	20	20	0,4	0,09	0,099	3	12,63	7	18	20,46
9-3	0,005	20	20	13,7	0,26	0,286
9-8	0,05	140	20	22	3	3,4	4	12,46	10	18	23,63
8-2	0,39	30	20	1340	39	43
8-7	0,44	5	20	318	1,5	1,65	5	12,86	14	18	72
7-1	0,013	30	20	2,9	0,09	0,099	6	12,82	12	18	27,4
7-Б	0,45	20	32	333	6,66	7,3

 

Высоту водонапорной башни принимаем по максимальному значению Н =72м.

---

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 105; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!