ГОУ СПО Пожарно-спасательный колледж

"Санкт-Петербургский центр подготовки спасателей"

Н. И. Дмитриев, В. А. Шклярик

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению расчетной работы по дисциплине

«Противопожарное водоснабжение»

для студентов колледжа

Санкт-Петербург 2011

Расчетная работа

Произвести гидравлический расчет наружного водопровода текстильного комбината площадью 40 га (рис.1).

Водопровод объединенный высокого (низкого) давления, источник водоснабжения - река.

Характеристика основных зданий комбината для всех вариантов приводится в табл. 1_.

Число рабочих в смену и число рабочих, принимающих душ, приводится в таблице 2.

Расходы воды на производственные нужды приведены в таблице 3.

Таблица 1

№ п\п	Наименование здания	Степень огнестой-кости здания	Объём здания, м3	Высота здания, м	Высота расположения ПК, м
1. 2. 3. 4. 5.	Механический цех Прядильный цех Ткацкий цех Отделочный цех Котельная	II II II II II	30000 180000 40000 31000 14000	12 10 19 9 14	7 7,5 14 6 1,5

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ

Расчетная работа состоит из расчётной и графической частей. Работа выполняется на листах формата А4.

1. Расчетная часть.

При расчете объединенного водопровода необходимо:

• Определить расчетные расходы воды для режима работы водопровода «до пожара» и для режима «при пожаре» для каждого здания в отдельности и для текстильного комбината в целом.

• Произвести гидравлический расчет наружной водопроводной сети.

• Определить объем резервуара чистой воды и водонапорного бака, а также высоту расположения дна водонапорного бака. Произведя перечисленные расчеты, подобрать типовые проекты данных сооружений.

• Выбрать по каталогу хозяйственно-производственные и пожарные насосы, определить их число в соответствии со СНиП 2.04.02-84*.

• Расставить гидранты и задвижки на наружной сети водопровода в соответствий со СНиП 2.04.02-84*.

Образец оформления титульного листа расчетной работы приводится в приложении.

Таблица 2

	№ здания	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Число рабочих в смену	1 2 3 4 5	90 200 290 190 25	100 420 270 150 40	80 450 250 140 35	70 400 260 160 30	11О 300 220 170 40	120 350 240 180 45	125 290 300 150 50	130 320 280 130 30	85 360 220 150 50	95 290 250 145 45
Число рабочих, принимающих душ	1 2 3 4 5	75 190 280 95 25	85 390 260 140 40	75 435 230 130 35	65 385 250 150 30	100 290 210 160 40	11О 340 220 170 45	115 280 290 140 50	120 310 250 120 30	75 350 200 140 50	90 240 230 130 45

Таблица 3

	№ здания	Последняя цифра номера зачетной книжки
		0	9	8	7	6		5	4	3	2	1
		Водопровод низкого давления					Водопровод высокого давления
Расходы воды на производств. нужды, л/с.	1 2 3 4 5	4,5 6,0 3,5 4,5 8,0	4,1 6,5 3,7 4,2 7,1	4,8 6,3 3,8 4,0 6,4	4,0 7,0 4,0 4,5 7,5	3,4 7,4 4,1 5,0 6,6		4,3 6,0 3,9 6,0 8,1	4,5 6,6 4,0 6,4 6,2	5,0 7,0 3,3 5,1 6,0	4,7 6,0 3,4 5,0 7,0	4,0 6,5 4,1 5,3 7,9

2. Графическая часть

Вычертить генеральный план объекта с нанесенной наружной водопроводной сетью, задвижками и пожарными гидрантами. (Рис. 1)

При выполнении чертежа генерального плана необходимо пользоваться условными обозначениями ГОСТа 12.1.144-82 .

К олодец

Задвижка

Гидрант пожарный

Основной задачей расчета проектируемого наружного водопровода является обеспечение подачи воды к каждому зданию и сооружению в необходимом количестве и под соответствующим напором.

1

18

Рис. 1 Схема хозяйственно-производственно-противопожарного водопровода предприятия.

1- водоприемник; 2- самотечные линии; 3- береговой колодец; 4- насосная станция первого подъема; 5- очистные сооружения; 6- резервуар чистой воды; 7- насосная станция второго подъема; 8- водоводы; 9- водонапорная башня; 10- водопроводная сеть.

В производимом расчете необходимо привести обоснование принятой схемы водоснабжения объекта.

Определение расчетных расходов воды.

Первоочередной задачей при проектировании и расчете водопроводных систем является определение количества потребляемой воды на различные нужды, т.е. определение расчетных расходов.

Расчетные расходы воды можно разделить на три основные группы: хозяйственно-питьевые, производственные и расходы на пожаротушение.

При расчете объединенных водопроводов расчетные расходы воды для промышленных предприятий определяются:

до пожара Q_расч=Q_{макс.х-п}+Q_душ+Q_пр

при пожаре Q_{макс.х-п}+Q_пр+Q_пож

где:

Q_{макс.х-п} - максимальный хозяйственно-питьевой расход воды, л/с

Q_пр - производственный расход воды, л/с

Q_душ - душевой расход воды, л/с

Q_пож - расход воды на пожаротушение (наружное и внутреннее), л/с

Q_пож=Q_н.п.т.+Q_вн.п.т.

Максимальный хозяйственно-питьевой расход воды будет равен:

Q_{макс.х-п}=K Q_ср.х-п

где K - коэффициент неравномерности водопотребления.

Q_ср.х-п - средний хозяйственно-питьевой расход воды, л/с

Q_ср.х-п=

Где q₁₍₂₎ - норма водопотребления на 1 человека в смену в «горячих» и «холодных» цехах;

t - время работы смены, час;

N₁- число рабочих в цехах;

Расход воды на душевые установки определяется по формуле:

где q₃ - часовой расход воды на 1душевую сетку, л/час;

N₂ - количество человек, принимающих душ;

14. количество человек на 1 душевую сетку.

Примечания:

Значение величин K, q₁₍₂₎, q₃ определяются в соответствии со СНиП 2.04.02-84* и СНиП 2.04.01-85*:

1. К «горячим» относятся цехи с тепловыделением более 80 кДж (20 ккал) на 1 м³ /ч, при этом норма расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену для таких цехов составляет 45 л, а коэффициент неравномерности водопотребления - 2,5. Для всех остальных («холодных») цехов данная норма составляет 25 л , а коэффициент неравномерности водопотребления – 3. Часовой расход на одну душевую сетку равен 500 л.

2. Количество человек на одну душевую сетку необходимо принимать:

для прядильного и ткацкого цехов - 15;

для механического цеха - 7;

для котельной и отделочного цеха - 5.

Расход воды на производственные нужды зависит от характера производства от типа применяемого оборудования и аппаратуры, от схемы технологического процесса и определяется на основе технологических расчетов.

Расход воды на пожарные нужды равен сумме расходов воды на наружное и внутреннее пожаротушение

Q_пож=Q_н.п.т..+Q_вн.п.т.

Расход воды на наружное пожаротушение определяется по СНиП 2.04.02-84*. Расход воды на внутреннее пожаротушение определяется по СНиП 2.04.01-85*.

Гидравлический расчет наружной водопроводной сети

Гидравлический расчет наружной водопроводной сети производится для двух режимов работы водопровода: «до пожара» и «при пожаре». Основной расчет производится на пропуск воды в режиме «до пожара».

Задачами основного расчета являются:

- выбор диаметров труб для каждого участка сети;

- определение потерь напора в сети.

В режиме работы сети «при пожаре» производится проверочный расчет, цели которого:

- проверить выбранные в результате основного расчета («до пожара») диаметры труб на пропуск воды при пожаре;

- определить потери напора в сети в режиме работы «при пожаре».

Для расчета водопроводной сети составляется расчетная схема отбора воды, на которой указываются точки отбора и количество отбираемой воды, а также длины участков. Диаметры труб подбирают по скорости движения воды, которая определяется экономическими факторами (стоимость труб, затраты на их укладку, эксплутационные затраты, расчетный срок службы и др.). Такие скорости получили название экономические.

Экономические скорости при нормальном режиме работы водопровода составляют 0,7÷1,2 м/с для труб малых диаметров и 1,0÷1,5 м/с для труб больших диаметров.

При пропуске пожарных расходов воды скорость движения воды может быть принята 2,0÷2,5 м/с. Практически диаметры труб подбирают по расходу и экономической обоснованности скорости. В приложении 8 выделены значения этих скоростей для труб различных диаметров.

Подбор диаметров труб можно производить по предельным экономически обоснованным расходам, значение которых приводятся в таблице 4.

Таблица 4

Диаметры труб, м	Предельные экономические расходы, л/с
	мин	макс.
100	-	8,2
125	7	14
150	12,7	21,8
200	21,8	40
250	40	65
300	65	94
400	133	178

При гидравлическом расчете кольцевой водопроводной сети в начале устанавливают направление потоков воды и предварительное распределение расходов по отдельным участкам. Дальнейшая задача расчета кольцевой сети сводится к определению действительного распределения потоков и расходов воды по всей сети (увязка сети).

Рассмотрим водопроводную сеть состоящую из одного кольца (рис. 2)

6

Q_расч

q₁

Рис.2 Расчетная схема

Точки 1,2,3,4,5,6 - точки (узлы) отбора воды. Вода в точку 1 поступает в количестве Q_расч и движется по кольцу в двух направлениях. Точка, где встретятся потоки воды (например, точка 4) называется диктующей точкой или точкой водораздела. Условно принимаем, что с участка 3-4 в точку 4 поступает вода в количестве 0,5 Q_расч и с участка 5-4 поступает такое же количество воды. Расход воды на участке определяется как сумма узлового, отбираемого в конце участка, и транзитного.

Определяем расходы воды на участках полукольца 1-2-3-4:

участок 4-3

участок 3-2 Q_3-2= Q_4-3+q₃

участок 2-1 Q_2-1= Q_3-2+

Расходы воды на участках полукольца 1-6-5-4 определяются по формулам:

участок 4-5

участок 5-6 Q_5-6= Q_4-5+

участок 6-1 Q_6-1= Q_5-6+

Проверка Q_расч= Q_2-1+Q_6-1

После определения расходов на участках водопроводной сети подбираются диаметры труб на этих участках и рассчитываются потери напора.

Для кольцевой водопроводной сети потери напора рассчитывают на участках и в полукольцах. При этом суммы потерь напора в полукольцах должны быть равными, т.е. Σh_I=Σh_II.

Практически добиться равенства потерь напора в полукольцах очень сложно, поэтому при расчете кольцевой сети возможна погрешность Δh, называемая невязкой сети.

Σh_I - Σh_II = ± Δh

При расчете сети на пропуск воды до пожара допускается невязка сети не более 0,5 м, а при пожаре - не более 1 м.

Если при расчете невязка получилась больше допустимой, то необходимо перераспределить потоки на величину поправочного расхода.

Поправочный расход может быть определён по методу предложенному проф. Лобачевым В.Г. по формуле:

где Δq- поправочный расход, который отнимается от расходов перегруженных участков одного полукольца и прибавляется к недогруженным участкам другого полукольца.

Δh- невязка сети, м;

S_i - сопротивление участка;

Q_i - расход воды на участке, л/с.

Увязку сети заканчивают после получения допустимого значения невязки.

Окончательно потери напора в сети определятся как полусумма потерь напора в полукольцах

С учетом местных потерь, общие потери напора в сети определяются по формуле:

h_{общ.сети}=1,1h_cети