Расчёт системы противопожарного водоснабжения объекта

Подготовку к гидравлическому  расчёту начинаем с распределения хозяйственно-питьевого расхода воды по узлам отбора.

        Определяем удельный расход воды  для рассчитываемой сети:

 

,

 

 

где  L - общая длина рассчитываемой сети, м.

 

=160 + 340 + 120 +160 +400 +310 +250 + 290 = 2030м.

 

 

Путевые расходы  по участкам сети

                                                                                                                                               Таблица 2

Номера участков	Расчётная формула	Расчётные  величины	Путевой  расход, л/с
1	2	3	4
1-2		0,035´160	5,6
2-3		0,035´340	12,0
3-4		0,035´120	4,2
4-5		0,035´160	5,6
5-6		0,035´400	14,0
6-7		0,035´310	10,6
7-1		0,035´250	8,6
2-6		0,035´290	10,2

 

Проверка: Q^х.п._{сек.макс} 5,6+12,0+4,2+5,6+14,0+10,6+8,6+10,2=70,8 л/с

 

 

 

Определяем узловые  расходы.

      Распределение их по участкам водопроводной сети, т.е. по участкам, заключенным между соседними узлами, производим соблюдая обязательное условие: то количество воды, которое ушло из узла, должно быть равно тому количеству, которое должно дойти до участков, прилегающих к этому узлу.

 

Узловые расходы

                                                                                                                                             Таблица 3

Номер узла	Расчётная формула	Расчётные величины	Узловой расход
1	2	3	4
1			7,1
2			13,9
3			8,1
4			4,9
5			9,8
6			17,4
7			9,6

 

Проверка: 7,1+13,9+8,1+4,9+9,8+17,4+9,6=70,8 л/с

 

 

         Расход  воды на предприятии (14,0 л/с)  отбирается в узле №3.

Из схемы водопроводной сети видно, что в наиболее трудных  условиях будет работать узел №5. Этот узел наиболее удален от ввода (L=l_1-7+l_6-7+l_6-7=250+310+400=960м).  Поэтому узел №5 будем считать диктующей точкой сети (точкой схода воды).

 

Из точки ввода в сеть (узел №1) в диктующую точку (узел №5) вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям, а именно:

I.    1 – 2 – 6 – 5

II.   1 – 2 – 3 – 4 – 5

III.  1 – 7 – 6 – 5

 

 

Эти направления по схеме обозначаем стрелками. Производим предварительное  распределение расчетных расходов в сети, начиная с диктующей  точки №5.

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1 Схема предварительного распределения

хозяйственно-питьевых и производственных расходов в сети

 

       Расчет  кольцевой водопроводной сети  производим методом последовательного приближения. 

       Определяем расход воды на участках разветвленной сети.                                                      Его величина складывается из расхода, используемого потребителем в конечной точке данного участка, и расхода воды, проходящего по данному участку к более отдаленным потребителям.           Определение расходов по участкам  начинаем от точки, наиболее удаленной от точки питания (диктующей точки №5).                                    

По величине расходов определяем диаметры труб, пользуясь  таблицами Ф.А. Шевелева [4].    Для проверки правильности распределения расходов используем первое основное условие гидравлического расчета сети, т.е. сумма расходов, притекающих к точке равна сумме расходов уходящих от этой точки плюс расход в самой точке.

       Для  объединенного противопожарного водопровода в населенных пунктах и на промышленных предприятиях применяются трубы стандартного диаметра от 100 мм и более      (п.10.4[1]).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) Расчет при нормальных условиях (в обычное время).

       По  предварительно распределенным расходам и экономически целесообразным скоростям определяем потери напора на всех участках.                                                                                    Затем подсчитываем суммарные потери напора (h_i)  по направлениям движения потоков воды     по 1-му и 2-му кольцу. Условно считаем, что положительные величины потерь напора в линиях, где вода идет по часовой стрелке, и отрицательными в линиях, где вода идет против часовой стрелки.

 

h_i = 1000i ∙ l_i/1000,

 

где 1000i - коэффициент Шевелева

 

                                                                                                                                                 Таблица 4

Номер кольца	Номер участка	Длина участка l,м	Расход на участке q, л/с	Диаметр труб d, мм	Скорость воды V, м/с	1000i	Потери напора h, м
1	2	3	4	5	6	7	8
I	1-2	160	54,9	250	1,09	7,76	+ 1,24
	2-6	290	9,0	125	0,71	8,48	+ 2,46
	6-7	310	13,2	150	0,726	6,972	- 2,16
	7-1	250	22,8	200	0,706	4,618	- 1,16
Δh = + 0,38
II	2-3	340	32,0	200	0,99	8,64	+2,94
	3-4	120	9,9	125	0,78	10,1	+1,21
	4-5	160	5,0	100	0,61	8,65	+1,38
	2-6	290	9,0	125	0,71	8,48	- 2,46
	6-5	400	4,8	100	0,59	8,03	- 3,21
Δh = - 0,14

 

Расчетная величина невязки (погрешность) Δh<±0,5 м.  Увязка водопроводной сети выполнена правильно.

 

        Увязанная  водопроводная сеть на пропуск  хозяйственно-питьевого и производственного  расхода совпадает с первоначальной и представлена на рис.1.

 

       Далее определяются потери напора в сети по направлениям питания (от ввода к диктующей точке).

                               h _I = h _1-2 + h _2-6 + h _6-5  = 24+2,46+3,21 = 6,91м

h _II = h _1-2 + h _2-3 + h _3-4 + h _4-5 = 1,24+2,94+1,21+1,38 = 6,77м

                               h _III = h _1-7 + h _7-6 + h _6-5 = 1,16+2,16+3,21 = 6,53м

 

 

Средние потери напора в  сети определяются:

 

  

 

 

5. Гидравлический  расчет водопроводной сети на пропуск расхода на             пожаротушение (в час максимального водопотребления)

 

 

        б) Расчет водопроводной сети при пропуске расхода на пожаротушение (в час максимального водопотребления).

При отборе из сети расхода на пожаротушение общий расход воды составит:

                     Q _общ. = Q _{полн.мах.} + Q _н.туш. = 84,8 + 80 = 164,8 л/с

Привязку расходов воды на тушение пожаров к узлам  производим с учетом количества одновременных  пожаров и места тушения. Поэтому  расходы на пожаротушение на расчетной схеме наносим следующим образом:

-  узел  №3 – 80 л/с на  наружное тушение на производственном  предприятии.

Составляем схему предварительного распределения водопроводной сети.

 

 

 

Рис.2     Схема  предварительного распределения

расхода на пожаротушение.

 

 

 

 

 

 

 

 

      С учетом изменений,  внесенных в схему, производим  распределение расходов по потокам  с соблюдением баланса в узлах,  после чего составляем расчетную  схему и таблицу гидравлического расчета.

       Проверочным расчетом  определяем, могут ли трубы принятых  диаметров пропустить дополнительное  количество воды для тушения  пожара с учетом максимального  расхода на другие нужды. При  этом скорость движения воды  по трубам не должна превышать 2,5 м/с.

       При больших  скоростях на данных участках, заменяем имеющиеся трубы, на  трубы большего диаметра. В отдельных  случаях, при больших потерях  напора на каком либо из  расчетных участков,  увеличиваем  диаметры труб даже при скоростях меньше допустимой.

Проверочный расчет ведется в том  же порядке, что и основной.

 

                  

 

                                                                                                                                                Таблица 5

Номер кольца	Номер участка	Длина участка l,м	Расход на участке q, л/с	Диаметр труб d, мм	Скорость воды V, м/с	1000i	Потери напора h, м
1	2	3	4	5	6	7	8
I	1-2	160	134,9	300	1,854	17,23	+ 2,76
	2-6	290	9,0	100	1,1	25,6	+ 7,424
	6-7	310	13,2	125	1,036	17,18	- 5,325
	7-1	250	22,8	150	1,248	19,28	- 4,82
Δh = + 0,039
II	2-3	340	112,0	300	1,54	11,9	+4,046
	3-4	120	9,9	100	1,21	30,5	+3,66
	4-5	160	5,0	125	0,39	2,92	+0,467
	2-6	290	9,0	100	1,1	25,6	- 7,424
	6-5	400	4,8	125	0,38	2,71	- 1,084
Δh = - 0,335