Расчёт напорно-регулирующих сооружений

Использование напорно-регулирующих емкостей и водонапорных башен или гидроколонн обеспечивает значительное повышение надёжности систем водоснабжения.

Правильный выбор объёма напорно-регулирующих емкостей, их числа и места расположения в системе водоснабжения имеет также и большое экономическое значение.

Расчет водопроводной башни

Водонапорные башни предназначаются для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного запаса воды и создания (поддержания) требуемого напора в водопроводной сети.

Водонапорная башня располагается между НС-II подъёма и сетью (в обычной схеме водоснабжения) или в конце сети (в схеме с контррезервуаром).

Емкость бака водопроводной башни согласно п. 9.1. 1 должна быть равна:

Где:

— регулирующий объем бака (п. 9.2. 1);

— неприкосновенный запас воды (п. 9.3. 1).

Определение регулирующего объема (Wр).

Отбор воды на хозяйственно-питьевые цели из водопроводной сети в течение суток производится неравномерно, колебания расхода по часам суток определяются графиком водопотребления, который рассчитывается в зависимости от коэффициента часовой неравномерности водопотребления. Нами для расчета найден К = 1,66. Если установить на насосной станции насосы, по производительности обеспечивающие расход в час максимального водопотребления, то все оставшееся время насосная станция будет работать с нагрузкой, что экономически невыгодно.

Ниже рассматриваются два варианта совместной работы насосной станции и водопроводной сети:

• — равномерный
• — неравномерный (ступенчатый).

График подачи воды в сеть не совпадает с графиком ее отбора из сети. Это значит, что при подаче воды насосами в отдельные часы суток количество поданной воды в сеть не будет совпадать с количеством отбираемой воды из сети. Восполнение недостающего количества в часы, когда расход воды из сети меньше подачи ее насосами.

Предположим, что насосная станция имеет равномерный режим подачи воды, подавая за час 4,17% суточного расхода. При помощи совмещенных графиков водопотребления и водоотдачи можно определить расчетную регулирующую емкость бака водонапорной башни. Результаты вычислений сведем в таблицу, где значения расходов даны в процентах от суточного расхода.

Таблица 2.1. Определение регулирующего объема бака водопроводной башни при равномерном режиме (К = 1,66).

Регулирующий объем воды в водонапорной башни при равномерном режиме подачи составит:

Рассмотрим неравномерный (ступенчатый) режим работы НС-II Результаты расчета сведем в таблицу. Таблица ступенчатой работы насосов заполняется аналогично.

Таблица 2.2 Определение регулирующего объема бака водонапорной башни при ступенчатой работе насосов НС — II (К =).

В этом случае регулирующий объём воды составит:

Расчёт показывает, что использование даже простейшего графика ступенчатой работы насосов позволяет значительно уменьшить регулирующий объём бака.

Определение неприкосновенного запаса воды Пожарный объём воды в баках водонапорных башен должен рассчитываться, согласно (1) п. 9.5, десятиминутную продолжительность тушения одного внутреннего пожара при одновременном наибольшем расходе на другие нужды.

Объём воды на наружное пожаротушение:

Объём воды на внутреннее пожаротушение:

Объём воды на хозяйственно питьевые нужды:

Объем воды на производственные нужды:

Объем воды неприкосновенного запаса водонапорной башни должен быть Таким образом, суммарный объем воды в баке водонапорной башни будет равен:

На основании расчетов принимают типовой бак вместимостью 1100 м³ .

Определение основных параметров водонапорной башни Зная емкость бака, определим его диаметр и высоту:

Высота водонапорной башни определяется по формуле:

Где:

_ потери напора в водопроводной сети при работе её в обычном режиме;

1,05 — коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления.

_ свободный напор в диктующей точке. При двухэтажной застройке;

Требуемый минимальный свободный напор при многоэтажной застройке при максимальном часовом расходе определяется по формуле:

.

Где:

n — количество этажей в здании.

По приложению принимаем типовую водонапорную башню высотой 35 м.