1. Obliczenia

1. Obliczenia zapotrzebowania na wodę

Obliczanie zapotrzebowanie na wodę dla danej strefy (obszar przynależny do danego odcinka wodociągu) wykonujemy wg następującego schematu:

* wyznaczenie liczby mieszkańców w danej strefie należących do II i III klasy wyposażenia sanitarnego mieszkań (M^kl_II ; M^kl_Iii)

* obliczenie średniego dobowego zapotrzebowania na wodę dla mieszkańców II i III klasy wyposażenia sanitarnego mieszkań. Obliczenia przeprowadza się wg wzorów:

przyjęto współczynniki jednostkowego zużycia wody:

q_II = 0,25m³/M*d;

q_III = 0,20m³/M*d

* ze względu na to, że w danej strefie mamy usługi, to obliczamy średnie dobowe zapotrzebowanie wody na cele usług. To zapotrzebowanie jest liczone metodą współczynników scalonych:

q_U - jednostkowy scalony współczynnik zapotrzebowania wody na cele usług, przyjmujemy q_U = 0,06m³/M*d

* obliczamy maksymalne dobowe zapotrzebowane na wodę. To zapotrzebowanie oblicza się wg wzoru:

Żeby to obliczyć, należało by średnie dobowe zapotrzebowania na wodę dla II, III klasy wyposażenia sanitarnego mieszkań i usług pomnożyć przez dobowe współczynniki nierównomierności rozbioru, których wartości są różne od siebie. To by skomplikowało obliczenia. Dlatego też przyjmujemy średni dobowy współczynnik nierównomierności rozbioru N_d = 1,25; natomiast

* mając Q_maxd obliczamy Q_maxh ze wzoru:

, gdzie przyjmujemy N_h równy 1,5 wspólny dla

II i III klasy wyposażenia sanitarnego mieszkań oraz usług

* obliczenia dla poszczególnych stref zestawiamy w tabeli 1

Tab.1 Zestawienie zapotrzebowania na wodę dla dzielnicy miasta
	M^klII	M^klIII	Mieszkalnictwo		Usługi		Qmaxd[m^3/d] dla Nd=1,25	Qmaxh
						Qśrd[m^3/d] (IIkl)		Qśrd[m^3/d] (IIIkl)	Qśrd[m^3/d]	∑Qśrd[m^3/d]		[m^3/h]	[m^3/s]
1	200	130	50	26	19,8	95,8	119,8	7,5	0,0021
2	160	100	40	20	15,6	75,6	94,5	5,9	0,0016
3	80	50	20	10	7,8	37,8	47,3	3,0	0,0008
4	200	120	50	24	19,2	93,2	116,5	7,3	0,0020
5	160	100	40	20	15,6	75,6	94,5	5,9	0,0016
∑	800	500	200	100	78	378	472,5	29,5	0,0081

*)1 Współczynnik nierównomierności dobowej N_d przyjęto równy 1,25 wspólny dla II i III klasy wyposażenia sanitarnego

mieszkań oraz usług

*)2 Współczynnik nierównomierności godzinowej N_h przyjęto równy 1,5 wspólny dla

II i III klasy wyposażenia sanitarnego mieszkań oraz usług

2. Obliczenia hydrauliczne sieci rozdzielczej

* Celem obliczeń hydraulicznych jest wyznaczenie spadków ciśnienia na poszczególnych odcinkach sieci rozdzielczej. Żeby móc wyznaczyć te spadki potrzebna nam jest średnica przewodów (którą musimy dobrać) i ich długość, którą mamy podaną w założeniach.

* Średnicę przewodów poszczególnych odcinków dobieramy na przepływ początkowy danego odcinka. Średnicę będziemy dobierać na przepływy:

- odc. Nr 1:

- odc. Nr 2:

- odc. Nr 3:

- odc. Nr 4:

- odc. Nr 5:

gdzie Q₁, Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, są wydatkami poszczególnych odcinków.

* Średnicę danego odcinka obliczmy ze wzoru:

; gdzie i =1,2,3,4,5 a prędkość v przyjmujemy w granicach 1m/s

Po obliczeniu średnicy d dobieramy średnicę rzeczywistą d_o.

Następnie, dla dobranej średnicy sprawdzamy czy prędkość mieści się w wymaganym przedziale.

* Straty ciśnienia na danym odcinku rurociągu będą liczone ze wzoru:
; gdzie Q_{obl_i} jest przepływem obliczeniowym na danym odcinku równomiernie wydatkującym wodę, który oblicza się wg wzoru:

Przepływy obliczeniowe dla poszczególnych odcinków będą wynosić:

- odc. Nr 1:

- odc. Nr 2:

- odc. Nr 3:

- odc. Nr 4:

- odc. Nr 5:

* Obliczenia hydrauliczne sieci rozdzielcze zestawiamy w tabeli 2.

Tab.2 Obliczenia hydrauliczne sieci rozdzielczej
	Qmaxh [m^3/s]	Przepływ [m3/s]	Przepływ obliczeniowy[m3/s]	θ[mm]	v[m/s]	C[s^2/m^6]	L[m]	K=C*L [s2/m5]	ΔH=K*Qobl^2[m]
1	0,0021	0,0021	0,0021	125	0,17	78,191	350	27366,9	0,12
2	0,0016	0,0016	0,0016	100	0,20	256,65	350	89827,5	0,23
3	0,0008	0,0045	0,0041	125	0,37	78,191	400	31276,4	0,54
4	0,0020	0,0020	0,0020	100	0,25	256,65	250	64162,5	0,26
5	0,0016	0,0081	0,0074	150	0,46	29,651	300	8895,3	0,48

Uwagi: Średnice rurociągów zostały zwiększone z uwagi na pożar

3. Obliczenie ciśnienia minimalnego p_min w hydroforze

Obliczenia ciśnienia minimalnego będziemy przeprowadzać przy najmniejszej ilości wody w hydroforze, czyli przy objętości martwej.

Ciśnienie minimalne obliczamy ze wzoru:

przyjmuję p_min = 28m

H_ge - geometryczna różnica wysokości zwierciadła wody w hydroforze i zaworu czerpalnego najbardziej niekorzystnie położonego

H_wyp - ciśnienie wypływu z zaworu czerpalnego

∑ΔH - strata ciśnienia w sieci rozdzielczej

∑Δh - strata ciśnienia na przyłączu i instalacji wewnętrznej budynku

1. Obliczenie wysokości geometrycznej

R₁ - rzędna terenu w węźle nr 1, R₁ = 203m.n.p.m.

H_zab - przeciętna wysokość zabudowy, H_zab = 16m

R_H - rzędna terenu w miejscu usytuowania hydroforni, R_H = 200m.n.p.m.

h - wzniesienie zwierciadła wody w hydroforze ponad teren przy ilości wody równej objętości martwej, h = 0,5m

2. Obliczenie strat ciśnienia w sieci rozdzielczej

ΔH₅ - strata ciśnienia na odcinku 5, ΔH₅ = 0,48m

ΔH₃ - strata ciśnienia na odcinku 3, ΔH₃ = 0,54m

ΔH₁ - strata ciśnienia na odcinku 1, ΔH₁ = 0,12m

3. Straty ciśnienia na przyłączu i w instalacji wewnętrznej

Przyjmuję, że straty na przyłączu i w instalacji nie przekroczą zaplanowanej przeze mnie nadwyżki ciśnienia na końcu sieci równej

∑Δh =2,5m.

4. Obliczenia ciśnienia maksymalnego w hydroforze

- Ciśnienie maksymalne oblicza się ze wzoru:

- Dla wybranej sprężyny nr1 wyłącznika ciśnieniowego mamy Δp = 15m

-

5. Obliczenie objętości i dobór hydroforu

Objętość całkowitą hydroforu liczymy ze wzoru:

-

- Przyjmujemy 6 cyklów pracy pompy w ciągu godziny, więc t_p = 10min

Dobieramy zbiornik Nr 13 o pojemności całkowitej 5000dm³ firmy „Instalacje Przemysłowe Budowy Nowej Huty”

Parametry hydroforu:

Nr	Pojemność[dm^3]	H	D	h	s	s1	Dnw	dnom	dnom1	h1	h2	h3	Ciężar[kg]
13	5000	3700	1400	2650	10	11	400	80	32	1325	1325	425	1600

6. Obliczenia hydrauliczne sieci rozdzielczej przy rozbiorze Q_maxh+poż

Sieć powinna być tak zaprojektowana aby ciśnienie p_H w hydrancie umieszczonym na jej końcu wynosiło co najmniej 6mH₂O.

Tab.3 Obliczenia hydrauliczne sieci rozdzielczej prz przepływie Qmax+poż.
	Qmaxh [m^3/s]	Przepływ [m3/s]	Przepływ obliczeniowy[m3/s]	θ[mm]	v[m/s]	C[s^2/m^6]	L[m]	K=C*L [s2/m5]	ΔH=K*Qobl^2[m]
1	0,0021	0,0181	0,0181	125	1,47	78,191	350	27366,9	8,97
2	0,0016	0,0016	0,0016	100	0,20	256,65	350	89827,5	0,23
3	0,0008	0,0145	0,0141	125	1,18	78,191	400	31276,4	6,25
4	0,0020	0,0020	0,0020	100	0,25	256,65	250	64162,5	0,26
5	0,0016	0,0181	0,0174	150	1,02	29,651	300	8895,3	2,69

Ciśnie p_H w hydrancie umieszczonym na końcu odcinka nr 1 wynosi:

- Przy p_max

- Przy p_min

ΔR = 3m - różnica wysokości terenu w miejscu lokalizacji hydrantu i hydroforu.

7. Zbiornik pośredni

Nasz zbiornik pośredni jest zbiornikiem bezciśnieniowym o wymiarach takich jak hydrofor.

1. Obliczanie objętości zbiornika pośredniego

Odczytana wartość wynosi V_zp = 5000dm³

2. Obliczenie objętości użytecznej zbiornika hydroforowego

-

- Przyjmujemy 6 cyklów pracy pompy w ciągu godziny, więc t_p = 10min

3. Sprawdzenie ile objętości użytecznych mieści się w zbiorniku hydroforowym

4. Sprawdzenie na jaką wysokość nad posadzkę wzniesie się zwierciadło wody w zbiorniku pośrednim przy maksymalnym wypełnieniu

8. Obliczenia hydrauliczne instalacji hydroforowej

1. Obliczenie średnicy rurociągu tłocznego i ssącego

U nas rurociąg ssący jest pod napływem, więc będziemy przyjmować dla niego takie prędkości jak dla rurociągu tłocznego.

Średnica jest liczona ze wzoru:

Dla założonej prędkości przepływu v =1,6m/s otrzymujemy średnicę przewodu równą średnicy króćca wlotowego i wylotowego.

2. Obliczanie oporności odcinków na rurociągu ssącym i tłocznym

• Oporność rurociągu ssącego

L_s = 2m

d_s = 80mm

C_s = 844,43 s²/m⁶

• Oporność rurociągu tłocznego

L_t = 2m

d_t = 80mm

C_t = 844,43 s²/m⁶

1. Charakterystyka instalacji

• przy pracującej jednej pompie

• przy pracujących dwóch pompach

1. Dobór pompy

Na podstawie wykresu dobieramy pompę typu 65PJM180 firmy Leszczyńskie Fabryki Pomp

3. p

1. p

2. p

3. p

4. p

2. p

3. p

---