Пример гидравлического расчета внутренних водопроводов

Рассчитать объединенный хозяйственно-противопожарный водопровод двухэтажного производственного здания 2 степени огнестойкости с категорией производства В с высотой помещения 12,2 м и размерами в плане 2562 м (объем 37 820м3).

На хозяйственно-питьевые нужды вода подается по двум стоякам, на которых установлено 8 смывных бачков, 4 лабораторных моек, 4 питьевых фонтанчиков, 8 писсуаров, 8 умывальников, 14 гигиенических душа.

В здании работает 100 человек. Норма расхода одним водопотребителем Qч = 14,1л/ч (СНиП 2.04.01−85 приложение 3). Гарантированный напор в наружной сети 25 м.

1. Определим нормативный расход и число пожарных струй по СНиП 2.04.01−85 табл.2.

На внутреннее пожаротушение в производственном здании высотой до 50 м требуется 2 струи по 5л/с:

Qвн. = 2· 5 =10л/с.

2. Определим требуемый радиус компактной части струи при угле наклона струи = 600.

м.

По СНиП 2.04.01−85 табл.3 определим действительный расход пожарной струи и требуемый напор у пожарного крана. Так как расход одной пожарной струи 5 л/с, то водопроводная сеть должна оборудоваться пожарными кранами d = 65 мм со стволами, имеющими насадки 19 мм и рукавами длиной 20 м. При этом, в соответствии с таблицей, действительный расход струи будет 5,2 л/с, напор у пожарного крана 19,9 м, а компактная часть струи Rк =12м.

3. Определим расстояние между пожарными кранами из условия орошения каждой точки помещения двумя струями:

м При таком расстоянии требуется установить на каждом этаже по 8 пожарных кранов (рис. 4.1). Так как общее количество пожарных кранов более 12, то магистральная сеть должна быть кольцевой и питаться двумя вводами.

4. Составим аксонометрическую схему водопроводной сети (рис. 4.2), наметив на ней расчетные участки.

За расчетное направление необходимо принять направление от точки 0 до ПК-16 (расчет проводится при отключений второго ввода).

5. Вычислим расход воды на хозяйственно-питьевые нужды.

По СНиП 2.04.01−85 приложения 2 находим максимальный расход одним прибором, он будет равен qо = 0,2л/с Определим вероятность действия приборов по формуле:

По приложению 4, таблице 2 СНиП 2.04.01−85 находим значение = 0,276.

Определим максимальный расход воды по формуле:

q =5 · qо · = 5 · 0,2 · 0,276 = 0,276л/с.

Сосредоточим полученные величины расходов в точках присоединения хозяйственных стояков к магистральной сети, т. е.

q1 = q4 = q/2 = 0,276/2 = 0,138 л/с.

6. Распределим сосредоточенные расходы по участкам магистральной сети, принимая за точку схода точку 3 (рис. 4.2).

В точку 3 вода поступает по двум направлениям и получается 2 полукольца:

• 1 полукольцо: 0−1-2−3
• 2 полукольцо: 0−4-3

Определим расход воды на участках в каждом полукольце.

1 полукольцо Участок 0−1 q0−1 = Q/2 = 14,½ = 7,05 л/с.

Участок 1−2 q1−2 = q0−1 — q1 = 7,05 — 0,138 = 6,912 л/с.

Участок 2−3 q2−3 = q1−2 — q3 = 6,912 — 5,2 = 1,712 л/с.

2 полукольцо Участок 0−4 q0−4 = 7,05 л/с Участок 4−3 q4−3 = q0−4 — q4 = 7,05 — 0,138 = 6,912 л/с.

7. Определим диаметры труб.

Для определения диаметров труб магистральной сети воспользуемся формулой:

где v =1,5м/с Диаметр труб на участке 0−1 с максимальным расходом 7,05 л/с будет:

м = 77 мм Диаметр труб для вводов.

dвв == 0,109 м =109 мм Принимаем трубы стальные диаметром 80 мм для магистральной сети и трубы чугунные диаметром 100 мм для вводов.

8. Производим расчет кольцевой магистральной сети.

Потери напора определяем по формуле:

h =A · L · Q2,.

где, А — удельное сопротивление, оно определяет потери напора, приходящиеся на 1 м трубопровода при единичном расходе. Значения, А для стальных и чугунных труб приведены в табл. 4 стр. 42 [6].

Сопротивление по всей длине трубопровода составит:

S =A· L.

Тогда формула для определения потерь напора по длине примет вид:

h = S· Q2.

Значения, А даны для Q, м3/с при скорости движения воды v 1,2 м/с. При v 1,2 м/с необходимо ввести поправочный коэффициент Кп величина которого зависит от средней скорости движения воды в трубе. Значения поправочного коэффициента Кп приведены в таблице 5 стр. 42 [6].

h1 =4,49 м.

h2 =4,35 м В графе 1 — приведены направление воды (полукольцо);

В графе 2 — участки водопроводной сети;

В графе 3 — длина участка;

В графе 4 — диаметр труб по участкам;

В графе 5 — удельное сопротивление, который определяется по табл.4 стр. 42 [6];

В графе 6 — сопротивление трубопровода S=A*L;

В графе 7 — расход по участкам;

В графе 8 — сопротивление трубопровода с учетом расхода воды;

В графе 9 — определяем потери напора по формуле h=S*Q2;

В графе10 — определяем скорость движения воды по формуле v=Q/, где =0,785d2;

В графе11 приведены поправочные коэффициенты Кп, которые определяются по таблице 5, страницы 42 [6];

В графе 12 — определение потери напора с учетом поправочного коэффициента.

Средние потери напора в сети:

м.

9. Определим потери напора в пожарном стояке и на вводе:

hст.= А80 · Lст. · Q2c = 1168 · 13,55 · (5,2 · 10−3)2 = 0,43 м, где Lст = 12,2 + 1,35 = 13,55 м;

hвв = А100 · Lвв · Q2расч. = 339,1 · 42,5 · (14,1 · 10−3)2 = 2,9 м;

Тогда потери напора в сети на расчетном направлении 0- ПК-16:

hс = hср. + hст. = 4,42 + 0,43 = 4,85 м.

10. Определим требуемый напор на вводе:

Нтр.пож. =1,2hс + hвв + Нпк + z,.

где z = 2,5 + 12,2 + 1,35 = 16,05 м Нтр.пож. = 1,2 · 4,42 + 2,9 + 24,3 + 16,05 = 48,55 м.

Так, как величина гарантированного напора равная 25 м, меньше величины требуемого, то необходимо установить насос, обеспечивающий создание напора:

Нн = Нтр. пож — Нг = 48,55 — 25 = 23,55 м при подаче Qрасч.= 14,1 · 10−3 м3/с Принимаем по каталогу насос марки 3К-9 с рабочими параметрами:

Qн = 15 · 10−3 м3/с; Нн = 27 м.