ĆWICZENIA PROJEKTOWE Z PRZEDMIOTU
„Wodociągi i systemy zaopatrzenia w wodę”
TEMAT
„Projekt sieci wodociągowej, magistralnej, dwupierścieniowej”
Prowadzący projekty: Wykonał: Wiktor Furtek
dr inż. Krzysztof Boryczko
Rok akademicki 2014/2015
Cel i zakres projektu:
Celem projektu jest zaprojektowanie magistralnej sieci wodociągowej dostarczającej wodę do miasta.
Zakres projektu to:
Obliczenie zużycia wody i wyznaczenie charakterystycznych przepływów
Dobór średnic przewodów
Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej metodą Crossa
Obliczenie wymiarów zbiornika
Wyznaczenie wymaganej wysokości ciśnienia
Opis techniczny
Za pośrednictwem sieci magistralnej, a następnie sieci rozdzielczej woda rozprowadzana jest
do poszczególnych odbiorców. Sieć przesyłowa musi być tak zaprojektowana by w czasie maksymalnego zużycia zapewnić ciągłość dostaw wody i wymagane ciśnienie wypływu we wszystkich punktach poboru.Projektowana sieć składa się z dwóch pierścieni zapewniających ciągłość dostawy wody we wszystkich punktach. Przewody magistralne rozprowadzają wodę po obszarze zasilania i zasilają przewody sieci rozdzielczej. Przewody magistralne tworzą szkielet sieci wodociągowej za pomocą rur o zróżnicowanych średnicach.
Uzbrojenie, czyli armatura sieci wodociągowej pozwala na korzystnie z niej zgodnie z przeznaczeniem, zapewnia kontrolę i jej właściwą eksploatację.
Elementy uzbrojenia dzielą się na:
regulujące przepływy wody
zasuwy
klapy zwrotne
czerpalne
hydranty
zdroje uliczne
zabezpieczające
zawory napowietrzająco-odpowietrzające
zawory regulacyjne
pomiarowe
przepływomierze
wodomierze
manometry
Zasuwy służą do zamykania przepływu wody w rurociągu. Konstrukcja zasuwy nie pozwala na nagłe zamknięcie przepływu wody, mogące wywołać uderzenie wodne.
Klapy zwrotne regulują przepływ w jednym ustalonym kierunku. Otwierają się przy przepływie prawidłowym, zamykają się zaś samoczynnie przy przepływie odwrotnym.
Hydranty pożarowe służą do czerpania wody z rurociągów w razie pożaru, ale również mogą być wykorzystane do innych celów np. jako odpowietrzniki lub odwodnienia sieci. Hydranty występują jako podziemne lub nadziemne.
Projektowana sieć wodociągowa wyposażona jest w zbiornik wody. Jego głównym zadaniem jest wyrównanie dostawy wody w czasie zmiennych rozbiorów (dzień) oraz gromadzenie wody przy małych rozbiorach (noc). W zbiorniku powinien znajdować się zapas wody na cele przeciwpożarowe. Zbiornik zaprojektowano
na końcu sieci i umiejscowiono na wzgórzu. Jest on wyniesiony ponad poziom gruntu na wysokość 21,22 m. Wysokość zbiornika wynosi 5,58 m, a średnica 29,77 m.
Część obliczeniowa:
Nd | 1,58 | |
---|---|---|
Nh | 2,01 | |
Hzab | 12 | m |
%min | 0,95 | % |
Qśrd | 15500 | m3/d |
Qmaxd | 24490 | m3/d |
Qmaxh | 2051,04 | m3/h |
Qminh | 147,25 | m3/h |
Qśrh | 1020,42 | m3/h |
QPminh | 918,38 | m3/h |
QPmaxh | 1122,46 | m3/h |
Obliczenia zużycia wody w poszczególnych węzłach i na odcinkach, obliczenia średnic przewodów
węzeł / odcinek | % zużycia wody | Zużycie Qminh [dm3/s] |
Zużycie Qmaxh [dm3/s] | Qobl [dm3/s] | dobl [m] | d [mm] | Vrz [m/s] |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 10 | 4,09 | 56,97 | ||||
2 | 6 | 2,45 | 34,18 | ||||
3 | 4 | 1,64 | 22,79 | ||||
4 | 6 | 2,45 | 34,18 | ||||
5 | 9 | 3,68 | 51,28 | ||||
6 | 8 | 3,27 | 45,58 | ||||
1 -> 2 | 7 | 2,86 | 39,88 | 128,71 | 0,405 | 350 | 1,34 |
2 -> 3 | 8 | 3,27 | 45,58 | 98,53 | 0,354 | 350 | 1,02 |
3 -> 4 | 6 | 2,45 | 34,18 | 93,99 | 0,346 | 300 | 1,33 |
4 -> 5 | 9 | 3,68 | 51,28 | 126,05 | 0,401 | 350 | 1,31 |
5 -> 6 | 9 | 3,68 | 51,28 | 133,41 | 0,412 | 350 | 1,39 |
6 -> 1 | 10 | 4,09 | 56,97 | 119,17 | 0,390 | 350 | 1,24 |
2 -> 6 | 8 | 3,27 | 45,58 | 23,22 | 0,172 | 200 | 0,74 |
40,88 | 569,73 |
Obliczenia dotyczące zbiornika terenowego
godz. | wydajność pompowni | zużycie wody | przybywa do zbiornika | wypływa ze zbiornika | jest w zbiorniku |
---|---|---|---|---|---|
od | do | [%] | [%] | [%] | [%] |
0 | 1 | 4,16 | 2,20 | 1,96 | |
1 | 2 | 4,16 | 2,00 | 2,16 | |
2 | 3 | 4,16 | 0,95 | 3,21 | |
3 | 4 | 4,16 | 2,00 | 2,16 | |
4 | 5 | 4,16 | 3,00 | 1,16 | |
5 | 6 | 4,16 | 3,80 | 0,36 | |
6 | 7 | 4,16 | 4,50 | 0,34 | |
7 | 8 | 4,16 | 5,20 | 1,04 | |
8 | 9 | 4,17 | 6,10 | 1,93 | |
9 | 10 | 4,17 | 8,38 | 4,21 | |
10 | 11 | 4,17 | 5,95 | 1,78 | |
11 | 12 | 4,17 | 5,10 | 0,93 | |
12 | 13 | 4,17 | 4,60 | 0,43 | |
13 | 14 | 4,17 | 4,45 | 0,28 | |
14 | 15 | 4,17 | 4,70 | 0,53 | |
15 | 16 | 4,17 | 5,00 | 0,83 | |
16 | 17 | 4,17 | 5,02 | 0,85 | |
17 | 18 | 4,17 | 4,80 | 0,63 | |
18 | 19 | 4,17 | 4,70 | 0,53 | |
19 | 20 | 4,17 | 4,40 | 0,23 | |
20 | 21 | 4,17 | 3,95 | 0,22 | |
21 | 22 | 4,17 | 3,70 | 0,47 | |
22 | 23 | 4,17 | 3,20 | 0,97 | |
23 | 24 | 4,17 | 2,30 | 1,87 |
Qmaxd | 24490 | m3/d |
---|---|---|
Vwyr | 3477,58 | m3/d |
hwyr | 5 | m |
dzb | 29,77 | m |
Vpoż | 400,00 | m3/d |
hpoż | 0,58 | m |
hzb | 5,58 | m |
Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej metodą Crossa - Qminh
Odcinek | Qw | Qk | Qobl | d | C | L | K | znak | Qobl | ∆h | |KQ| |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
dm3/s | dm3/s | dm3/s | mm | s2/m6 | m | s2/m5 | dm3/s | m | |||
1 -> 2 | 2,86 | 127,14 | 128,71 | 350 | 0,33615 | 450 | 151,27 | 1 | 128,71 | 2,51 | 19,47 |
1 -> 6 | 4,09 | 116,92 | 119,17 | 350 | 0,33615 | 550 | 184,88 | -1 | -119,17 | -2,63 | 22,03 |
6 -> 2 | 3,27 | 21,42 | 23,22 | 200 | 6,4586 | 320 | 2066,75 | 1 | 23,22 | 1,11 | 47,99 |
∑= | 0,99 | 89,49 | |||||||||
6 -> 2 | 3,27 | 21,42 | 23,22 | 200 | 6,4586 | 320 | 2066,75 | -1 | -23,22 | -1,11 | 47,99 |
2 -> 3 | 3,27 | 96,73 | 98,53 | 350 | 0,33615 | 325 | 109,25 | 1 | 98,53 | 1,06 | 10,76 |
3 -> 4 | 2,45 | 92,64 | 93,99 | 300 | 0,75761 | 390 | 295,47 | 1 | 93,99 | 2,61 | 27,77 |
4 -> 5 | 3,68 | 124,03 | 126,05 | 350 | 0,33615 | 365 | 122,69 | -1 | -126,05 | -1,95 | 15,47 |
5 -> 6 | 3,68 | 131,39 | 133,41 | 350 | 0,33615 | 365 | 122,69 | -1 | -133,41 | -2,18 | 16,37 |
∑= | -1,57 | 118,36 | |||||||||
I poprawka | II poprawka | III poprawka | IV poprawka | V poprawka | |||||||
Q1 | ∆h1 | |KQ1| | Q2 | ∆h2 | |KQ2| | Q3 | ∆h3 | |KQ3| | Q4 | ∆h4 | |KQ4| |
dm3/s | m | dm3/s | m | dm3/s | m | dm3/s | m | ||||
123,18 | 2,30 | 18,63 | 125,66 | 2,39 | 19,01 | 125,12 | 2,37 | 18,93 | 125,42 | 2,38 | 18,97 |
-124,70 | -2,87 | 23,05 | -122,22 | -2,76 | 22,60 | -122,76 | -2,79 | 22,70 | -122,46 | -2,77 | 22,64 |
11,06 | 0,25 | 22,86 | 14,76 | 0,45 | 30,51 | 13,50 | 0,38 | 27,90 | 13,95 | 0,40 | 28,83 |
-0,32 | 64,55 | 0,08 | 72,11 | -0,04 | 69,52 | 0,01 | 70,44 | ||||
-11,06 | -0,25 | 22,86 | -14,76 | -0,45 | 30,51 | -13,50 | -0,38 | 27,90 | -13,95 | -0,40 | 28,83 |
105,16 | 1,21 | 11,49 | 103,94 | 1,18 | 11,36 | 104,66 | 1,20 | 11,43 | 104,51 | 1,19 | 11,42 |
100,62 | 2,99 | 29,73 | 99,40 | 2,92 | 29,37 | 100,12 | 2,96 | 29,58 | 99,97 | 2,95 | 29,54 |
-119,42 | -1,75 | 14,65 | -120,64 | -1,79 | 14,80 | -119,92 | -1,76 | 14,71 | -120,07 | -1,77 | 14,73 |
-126,78 | -1,97 | 15,55 | -128,00 | -2,01 | 15,70 | -127,28 | -1,99 | 15,62 | -127,43 | -1,99 | 15,63 |
0,23 | 94,28 | -0,15 | 101,74 | 0,03 | 99,25 | -0,02 | 100,15 |
I poprawka | II poprawka | III poprawka | IV poprawka | V poprawka | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
∆Q1 | -0,00553 | ∆Q1 | 0,00248 | ∆Q1 | -0,00054 | |||
∆Q2 | 0,00663 | ∆Q2 | -0,00122 | ∆Q2 | 0,00072 | |||
∆Q1wsp | -0,01216 | ∆Q1wsp | 0,00370 | ∆Q1wsp | -0,00126 | |||
∆Q2wsp | 0,01216 | ∆Q2wsp | -0,00370 | ∆Q2wsp | 0,00126 |
schemat sieci: Qminh
Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej metodą Crossa - Qmaxh
Odcinek | Qw | Qk | Qobl | d | C | L | K | znak | Qobl | ∆h | |KQ| |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
dm3/s | dm3/s | dm3/s | mm | s2/m6 | m | s2/m5 | dm3/s | m | |||
1 -> 2 | 39,88 | 64,94 | 86,87 | 350 | 0,33615 | 450 | 151,27 | 1 | 86,87 | 1,14 | 13,14 |
1 -> 6 | 56,97 | 93,03 | 124,36 | 350 | 0,33615 | 550 | 184,88 | -1 | -124,36 | -2,86 | 22,99 |
6 -> 2 | 45,58 | 14,82 | 39,89 | 200 | 6,4586 | 320 | 2066,75 | -1 | -39,89 | -3,29 | 82,44 |
∑= | -5,01 | 118,57 | |||||||||
6 -> 2 | 45,58 | 14,82 | 39,89 | 200 | 6,4586 | 320 | 2066,75 | 1 | 39,89 | 3,29 | 82,44 |
2 -> 3 | 45,58 | 0,00 | 25,07 | 350 | 0,33615 | 325 | 109,25 | 1 | 25,07 | 0,07 | 2,74 |
3 -> 4 | 34,18 | 22,79 | 41,59 | 300 | 0,75761 | 390 | 295,47 | -1 | -41,59 | -0,51 | 12,29 |
4 -> 5 | 51,28 | 115,51 | 143,71 | 350 | 0,33615 | 365 | 122,69 | 1 | 143,71 | 2,53 | 17,63 |
5 -> 6 | 51,28 | 12,95 | 41,15 | 350 | 0,33615 | 365 | 122,69 | 1 | 41,15 | 0,21 | 5,05 |
∑= | 5,59 | 120,15 | |||||||||
I poprawka | II poprawka | III poprawka | IV poprawka | V poprawka | |||||||
Q1 | ∆h1 | |KQ1| | Q2 | ∆h2 | |KQ2| | Q3 | ∆h3 | |KQ3| | Q4 | ∆h4 | |KQ4| |
dm3/s | m | dm3/s | m | dm3/s | m | dm3/s | m | ||||
108,00 | 1,76 | 16,34 | 109,90 | 1,83 | 16,62 | 107,91 | 1,76 | 16,32 | 108,33 | 1,78 | 16,39 |
-103,23 | -1,97 | 19,09 | -101,33 | -1,90 | 18,73 | -103,32 | -1,97 | 19,10 | -102,90 | -1,96 | 19,02 |
4,50 | 0,04 | 9,30 | 12,32 | 0,31 | 25,46 | 8,98 | 0,17 | 18,56 | 10,10 | 0,21 | 20,87 |
-0,17 | 44,72 | 0,24 | 60,82 | -0,05 | 53,98 | 0,03 | 56,29 | ||||
-4,50 | -0,04 | 9,30 | -12,32 | -0,31 | 25,46 | -8,98 | -0,17 | 18,56 | -10,10 | -0,21 | 20,87 |
1,81 | 0,00 | 0,20 | -4,11 | 0,00 | 0,45 | -2,76 | 0,00 | 0,30 | -3,46 | 0,00 | -0,38 |
-64,85 | -1,24 | 19,16 | -70,77 | -1,48 | 20,91 | -69,42 | -1,42 | 20,51 | -70,12 | -1,45 | 20,72 |
120,45 | 1,78 | 14,78 | 114,53 | 1,61 | 14,05 | 115,88 | 1,65 | 14,22 | 115,18 | 1,63 | 14,13 |
17,89 | 0,04 | 2,19 | 11,97 | 0,02 | 1,47 | 13,32 | 0,02 | 1,63 | 12,62 | 0,02 | 1,55 |
0,54 | 45,63 | -0,17 | 62,34 | 0,08 | 55,22 | -0,02 | 56,89 |
I poprawka | II poprawka | III poprawka | IV poprawka | V poprawka | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
∆Q1 | 0,02113 | ∆Q1 | 0,00190 | ∆Q1 | -0,00199 | |||
∆Q2 | -0,02326 | ∆Q2 | -0,00592 | ∆Q2 | 0,00135 | |||
∆Q1wsp | 0,04439 | ∆Q1wsp | 0,00782 | ∆Q1wsp | -0,00334 | |||
∆Q2wsp | -0,04439 | ∆Q2wsp | -0,00782 | ∆Q2wsp | 0,00334 |
schemat sieci: Qmax
Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej metodą Crossa - Qmaxh+pożar
Odcinek | Qw | Qk | Qobl | d | C | L | K | znak | Qobl | ∆h | |KQ| |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
dm3/s | dm3/s | dm3/s | mm | s2/m6 | m | s2/m5 | dm3/s | m | |||
1 -> 2 | 39,88 | 74,18 | 96,11 | 350 | 0,33615 | 450 | 151,27 | 1 | 96,11 | 1,40 | 14,54 |
1 -> 6 | 56,97 | 83,79 | 115,12 | 350 | 0,33615 | 550 | 184,88 | -1 | -115,12 | -2,45 | 21,28 |
6 -> 2 | 45,58 | 0,00 | 25,07 | 200 | 6,4586 | 320 | 2066,75 | -1 | -25,07 | -1,30 | 51,81 |
∑= | -2,35 | 87,63 | |||||||||
6 -> 2 | 45,58 | 0,00 | 25,07 | 200 | 6,4586 | 320 | 2066,75 | 1 | 25,07 | 1,30 | 51,81 |
2 -> 3 | 45,58 | 0,00 | 25,07 | 350 | 0,33615 | 325 | 109,25 | -1 | -25,07 | -0,07 | 2,74 |
3 -> 4 | 34,18 | 68,37 | 87,17 | 300 | 0,75761 | 390 | 295,47 | -1 | -87,17 | -2,25 | 25,76 |
4 -> 5 | 51,28 | 109,93 | 138,13 | 350 | 0,33615 | 365 | 122,69 | 1 | 138,13 | 2,34 | 16,95 |
5 -> 6 | 51,28 | 7,37 | 35,57 | 350 | 0,33615 | 365 | 122,69 | 1 | 35,57 | 0,16 | 4,36 |
∑= | 1,48 | 101,62 | |||||||||
I poprawka | II poprawka | III poprawka | IV poprawka | V poprawka | |||||||
Q1 | ∆h1 | |KQ1| | Q2 | ∆h2 | |KQ2| | Q3 | ∆h3 | |KQ3| | Q4 | ∆h4 | |KQ4| |
dm3/s | m | dm3/s | m | dm3/s | m | dm3/s | m | ||||
109,52 | 1,81 | 16,57 | 111,10 | 1,87 | 16,81 | 111,99 | 1,90 | 16,94 | 112,05 | 1,90 | 16,95 |
-101,71 | -1,91 | 18,80 | -100,13 | -1,85 | 18,51 | -99,24 | -1,82 | 18,35 | -99,18 | -1,82 | 18,34 |
-4,38 | -0,04 | 9,05 | -7,05 | -0,10 | 14,57 | -6,30 | -0,08 | 13,02 | -6,44 | -0,09 | 13,31 |
-0,14 | 44,42 | -0,09 | 49,89 | -0,01 | 48,31 | -0,01 | 48,60 | ||||
4,38 | 0,04 | 9,05 | 7,05 | 0,10 | 14,57 | 6,30 | 0,08 | 13,02 | 6,44 | 0,09 | 13,31 |
-32,35 | -0,11 | 3,53 | -28,10 | -0,09 | 3,07 | -27,96 | -0,09 | 3,05 | -27,76 | -0,08 | 3,03 |
-94,45 | -2,64 | 27,91 | -90,20 | -2,40 | 26,65 | -90,06 | -2,40 | 26,61 | -89,86 | -2,39 | 26,55 |
130,85 | 2,10 | 16,05 | 135,10 | 2,24 | 16,58 | 135,24 | 2,24 | 16,59 | 135,44 | 2,25 | 16,62 |
28,29 | 0,10 | 3,47 | 32,54 | 0,13 | 3,99 | 32,68 | 0,13 | 4,01 | 32,88 | 0,13 | 4,03 |
-0,51 | 60,02 | -0,02 | 64,86 | -0,02 | 63,29 | 0,00 | 63,54 |
I poprawka | II poprawka | III poprawka | IV poprawka | V poprawka | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
∆Q1 | 0,01341 | ∆Q1 | 0,00158 | ∆Q1 | 0,00089 | |||
∆Q2 | -0,00728 | ∆Q2 | 0,00425 | ∆Q2 | 0,00014 | |||
∆Q1wsp | 0,02069 | ∆Q1wsp | -0,00267 | ∆Q1wsp | 0,00075 | |||
∆Q2wsp | -0,02069 | ∆Q2wsp | 0,00267 | ∆Q2wsp | -0,00075 |
schemat sieci: Qmaxh+pożar
Obliczenie średnic przewodów wychodzących z pompowni i dochodzących do zbiornika, obliczenie strat na tych odcinkach
dobl | d | L | C | K | ∆h [m] | |
---|---|---|---|---|---|---|
[mm] | [mm] | [m] | [s2/m6] | [s2/m5] | Qmin | |
pomp - sieć | 0,630 | 600 | 190 | 0,019735 | 3,750 | 0,24 |
sieć - zbiornik | 0,616 | 600 | 150 | 0,019735 | 2,960 | 0,14 |
Określenie wysokości ciśnienia wymaganego
Określenie wysokości ciśnienia wymaganego |
---|
Hwypływu |
Hzabudowy |
∆hprzyłącz |
∆hprzesył |
Hwymagane |