管网设计计算书.docx
- 文档编号:24373147
- 上传时间:2023-05-26
- 格式:DOCX
- 页数:46
- 大小:122.02KB
管网设计计算书.docx
《管网设计计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《管网设计计算书.docx(46页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
管网设计计算书
第一部分给水管网课程设计任务书
一、设计题目:
河北某城镇给水管网初步设计
二、设计原始资料:
1.图纸:
1:
5000城市平面图,
2.地形地貌:
地势较平坦,地形标高如图。
3.工程水文地质:
1)工程地质良好,适宜于工程建设;2)地下水位深度2-3m;3)土壤冰冻深度0.7m。
4.气象资料:
1)风向:
冬季主导风向为西北风,夏季主导风向为西南风;2)气温:
年平均气温12.70C;夏季平均气温260C,冬季平均气温-30C。
5.用水资料:
规划人口万人,给水普及率100%;城市综合生活用水每小时用水量占最高日用水量百分比如表1所示。
其他用水:
绿化浇洒道路按m3计,未预见水量按最高用水量的%计。
基础数据见附表
表1城市最高日各小时用水量
小时
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
用水量百分比(﹪)
2.82
2.79
2.93
3.06
3.13
3.78
4.93
5.13
小时
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
用水量百分比(﹪)
5.11
4.81
4.64
4.52
4.49
4.45
4.45
4.55
小时
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
用水量百分比(﹪)
5.11
4.92
4.90
4.71
4.29
4.04
3.42
3.02
三.设计任务与步骤
根据所给原始资料,进行城市给水管网工程的规划及给水管网的扩大初步设计。
设计任务与步骤如下:
根据城市的特点,选定用水量标准,确定给水管网的设计流量,根据城市的地形特点,按照管网的布置原则确定方案;
根据布置的管线,确定供水区域的比流量、节点流量和管段流量,在此基础上进行流量分配;
进行管网平差计算,直至闭合差满足规定的精度要求,在此基础上确定控制点,计算从控制点到二级泵站的水头损失、确定二级泵站的水泵扬程;若设置水塔,确定水塔高度;
消防时、最不利管段发生事故时、最大转输时(无对峙水塔或高地则不作此工况)的校核,若不满足要求,应说明必须采取的措施;
根据平差结果确定各个节点的自由水头;
就设计中需要说明的主要问题和计算结果写出设计计算说明书。
设计成果包括设计说明书一份、管网平差、校核结果图和管网平面布置图。
四.课程设计成果的基本要求:
1)课程设计图纸应基本达到技术设计深度,较好地表达设计意图;图纸布局合理、正确清晰,符合制图标准及有关规定;
2)设计计算说明书应包括与设计有关的阐述说明和计算内容,应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献。
内容系统完整,计算正确,文理通畅,草图和表格不得徒手草绘,图中各符号应有文字说明,线条清晰,大小适宜,书写完整,装订整齐。
根据班级序号,设计使用数据如下:
班级序号25:
总人口数:
12.2万
道路面积:
50万平米
绿地面积:
86万平米
工业区一总人口:
3200人
工业区一高温车间人数:
1200人
工业区一总人口:
4800人
工业区一高温车间人数:
1500人
工业区一生产用水量每日5800立方米
工业区一生产用水量每日7800立方米
第二部分设计说明书
一、工程概述
该城市为中小型城市,地势较平坦。
该市冬季主导风向为西北风,夏季主导风向为西南风;年平均气温为12.7℃;夏季平均气温为26℃,冬季平均气温为-3℃。
城市总人口为12万,共有两个工业区,另外还有公园一所;地下水位深度为2-3m,土壤冰冻深度为0.7m。
二、用水量计算
(一)居民生活用水量
查《给水排水设计手册》第2册得河北属于二区,中小型城市居民综合生活用水定额为150~240L/(cap·d),取用水定额q=200L/(cap·d)。
目前该镇有12.2万人口
得:
Q1=qN=200×122000=24400000L/d=24400m3/d
(二)工业企业生活用水量
按《工业企业设计卫生标准》
1.工业生产用水量
工业区1为5800m3/d,工业区2为7800m3/d
所以:
Q2=5800+7800=13600m3/d
2.职工生活用水:
高温车间取35L/(cap·班),一般车间取25L/(cap·班)
所以:
Qa=q1N1+q2N2=35×(1200+1500)+25×(2000+3300)=220000L/d=220m3/d
3.职工淋浴用水:
高温车间取60L/(cap·班),一般车间取40L/(cap·班)
所以:
Qb=q1N1+q2N2=60×(1200+1500)+40×(2000+3300)=362000L/d=362m3/d
所以:
工业企业生活用水量Q3=Qa+Qb=220+362=582m3/d
(三)浇洒道路和绿化用水量
浇洒道路用水定额取1.5L/(m2·次),浇洒次数取2次
绿化用水定额取2.0L/(m2·次),浇洒次数取1次
所以:
Q4=q1N1f1+q2N2f2=1.5×500000×2+2.0×860000×1=3220000L/d=3220m3/d
(四)未预见水量
取未预见水量系数为0.15
所以:
Q5=0.15×(Q1+Q2+Q3+Q4)=6270.3m3/d
所以:
设计最高日用水量为Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=48073m3/d
(五)最高日最高时用水量
Qh=Qd×5.13%=2466.14m3/h=685L/s
(六)消防时用水量
同一时间内的火灾次数为2次,一次灭火用水量为45L/s
Q=qf=45×2=90L/s
三、确定24小时供水曲线,计算清水池和水塔容积
(一)一级泵站设计流量
Q1=αQd/T=1.05×48073/24=2103.2m3/h
(其中水厂自用水系数α取1.05)
(二)二级泵站设计流量及分级供水
根据24小时用水量变化曲线拟定二级泵站供水线,由于管网中设置了水塔,故可将二泵站供水流量分成两级。
用水量变化曲线如下图(Kh=24*5.13%=1.23)
表1城市最高日各小时用水量
小时
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
用水量百分比(﹪)
2.82
2.79
2.93
3.06
3.13
3.78
4.93
5.13
小时
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
用水量百分比(﹪)
5.11
4.81
4.64
4.52
4.49
4.45
4.45
4.55
小时
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
用水量百分比(﹪)
5.11
4.92
4.90
4.71
4.29
4.04
3.42
3.02
管网中设有水塔,二级泵站分两级供水,从前一日22点到凌晨6点为一级,从6点到22点为另一级,每级供水量等于供水时段用水量平均值。
QUXIANJISUAN
前一日22点到凌晨6点供水量百分比为:
(2.82+2.79+2.93+3.06+3.13+3.78+3.42+3.02)÷8=3.12%
6点到22点供水量百分比为:
(4.93+5.13+……+4.29+4.04)÷16=4.69%
日平均供水量百分比为:
(2.82+2.79+……+3.42+3.02)÷24=4.17%
下面计算清水池与水塔调节容积:
表1清水池与水塔调节容积计算表
清水池与水塔调节容积计算表
小时
给水处理供水量
供水泵站供水量
清水池调节容积计算
水塔调节容积计算
设置水塔
不设水塔
设置水塔
1
2
3
4
2--3
∑
3--4
∑
0-1
4.17
3.12
2.82
1.05
1.05
0.3
0.3
1-2
4.17
3.12
2.79
1.05
2.1
0.33
0.63
2-3
4.16
3.12
2.93
1.04
3.14
0.19
0.82
3-4
4.17
3.12
3.06
1.05
4.19
0.06
0.88
4-5
4.17
3.12
3.13
1.05
5.24
-0.01
0.87
5-6
4.16
3.12
3.78
1.04
6.28
-0.66
0.21
6-7
4.17
4.69
4.93
-0.52
5.76
-0.24
-0.03
7-8
4.17
4.69
5.13
-0.52
5.24
-0.44
-0.47
8-9
4.16
4.69
5.11
-0.53
4.71
-0.42
-0.89
9-10
4.17
4.69
4.81
-0.52
4.19
-0.12
-1.01
10-11
4.17
4.69
4.64
-0.52
3.67
0.05
-0.96
11-12
4.16
4.69
4.52
-0.53
3.14
0.17
-0.79
12-13
4.17
4.69
4.49
-0.52
2.62
0.2
-0.59
13-14
4.17
4.69
4.45
-0.52
2.1
0.24
-0.35
14-15
4.16
4.69
4.45
-0.53
1.57
0.24
-0.11
15-16
4.17
4.69
4.55
-0.52
1.05
0.14
0.03
16-17
4.17
4.69
5.11
-0.52
0.53
-0.42
-0.39
17-18
4.16
4.69
4.92
-0.53
0
-0.23
-0.62
18-19
4.17
4.69
4.9
-0.52
-0.52
-0.21
-0.83
19-20
4.17
4.69
4.71
-0.52
-1.04
-0.02
-0.85
20-21
4.16
4.69
4.29
-0.53
-1.57
0.4
-0.45
21-22
4.17
4.69
4.04
-0.52
-2.09
0.65
0.2
22-23
4.17
3.12
3.42
1.05
-1.04
-0.3
-0.1
23-24
4.16
3.12
3.02
1.04
0
0.1
0
累计
100
100
100
调节容积=8.37
调节容积=1.89
1.清水池容积计算:
W=W1+W2+W3+W4
W1-----清水池调节容积m3
W2------消防贮
W3=Qd×6%=48073×6%=2884.38m3
W4=1/6×(W1+W2+W3)=1/6×(3967.38+648+2884.38)=1259.35m3
所以:
W=W1+W2+W3+W4=4023.71+648+2844.38+1259.35=8815.44m3
2.水塔容积计算:
W=W1+W2
W1------水塔调节容积m3
W2------室内消防贮备水量m3,按10分钟室内消防用水量计算
W1=Qd×1.89%=48073×1.89%=908.58m3
W2=3×15×600=27000L=27m3
所以:
W=W1+W2=908.58+27=935.58m3
3.备水量计算:
注:
按2小时室外消防用水量计算m3
W3------给水处理系统生产自用水量m3,一般取最高日用水量的5%~10%
W4------安全贮备水量m3
W3=Qd×8.37%=48073×8.37%=4023.71m3
W4=2×3600×90=648000L=648m3
四、管网定线
按照管网定线的一系列原则初步拟定管网定线方案如下:
(一)管网布置形式
管网布置形式有树状网和环状网两种基本形式。
方案采用四个环加两条枝状管组成管网系统。
考虑到工业区用水量较大,所以输水干管沿工业区的两侧布置,方便工业区取水,为保证稳定供水,在城镇西南郊区设置水塔一个用来调节水量。
为提高供水保证率,管网布置成环状,干管敷设在街道下,可通过分配管就近分配给两侧用户。
(二)管网定线
由于水厂位于城镇西部,干管延伸方向采用由西向东,循水流方向,沿城市平行干道布置三条干管,并连接成环状。
(三)输水管定线
从水厂至管网,水塔至管网均采用两条输水管,以保证供水安全。
(四)确定水塔位置
纵观该镇地形,该镇西南部地面标高较高,因此拟采用对置水塔调节二级泵站供水量与用水量之间的供水差额。
管网定线基本要求
定线时一般只限于管网的干管以及干管之间的连接管,不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。
管网定线应该满足以下原则:
按照城市规划布局布置管网,并考虑给水系统分期建设的可能,远近期相结合。
管网布置必须保证供水的安全可靠,当局部管网发生事故时,断水范围应减到最小。
尽可能布置成环状,即按主要流向布置几条平行的干管,用连通管连接。
干管一般按规划道路布置,应从两侧用水量较大的街区通过,尽量避免在高级路面下敷设。
管线遍布在整个给水区内,保证用户有足够的水量和水压。
力求以最短距离敷设管线,以降低管网造价和供水能量费用。
另外,定线时要注意:
定线时干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。
干管的间距一般采用500m-800m。
循水流方向,以最短的距离布置一条或数条干管,干管位置从用水量较大的街区通过。
干管尽量靠近大用户,减少分配管的长度。
干管按照规划道路定线,尽量避免在高级路面或重要道路下通过,尽量少穿越铁路。
减小今后检修时的困难。
干管与干管之间的连接管使管网成环状网。
连接管的间距考虑在800-1000m左右。
力求以最短距离铺设管线,降低管网的造价和供水能量费用。
输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求,沿现有道路铺设,有利于施工和维护。
城市的输水管和配水管采用铸铁管。
最终定线后管网简图为
五、管网水力计算
计算简图如下:
(见下页)
图2计算简图
(一)比流量计算
1.管网中各管段实际长度与配水长度如下表:
表2管段长度表
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
管段实际长度m
692
1515
484
484
869
650
550
1049
1049
1049
497
870
1200
580
管段配水长度m
141
758
484
484
869
650
550
1049
1049
1049
171
435
600
290
集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量,当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量,否则不计入集中用水量。
q=67.13+90.28=157.41
表3集中用水量
集中流量(L/s)
67.13
90.28
所处节点位置
9
4
2.比流量计算公式:
其中:
Qh——为最高日最大时用水量L/s
∑q——为大用户集中流量L/s
∑L——管网总的有效长度m
所以:
qs=(678.3-157.41)/8579=0.0607L/S
(二)沿线节点流量计算
1.泵站供水流量为:
Qs1=678.3×4.69%÷5.13%=620.12L/s
2.水塔供水设计流量为:
Qs2=678.3-620.12=58.18L/s
3.沿线流量节点计算
各节点流量分配
管段或节点编号
管段配水长度(m)
管段沿线流量(L/S)
节点设计流量计算
集中流量(L/S)
沿线流量(L/S)
供水流量(L/S)
节点流量(L/S)
1
141
8.57
41.989
41.99
2
758
46.02
37.705
37.70
3
484
29.39
72.916
72.92
4
484
29.39
77.954
77.95
5
869
52.76
51.124
51.12
6
650
39.47
90.28
48.540
138.82
7
550
33.40
67.13
50.244
117.37
8
1049
63.68
63.264
63.26
9
1049
63.68
58.864
58.86
10
1049
63.68
8.807
8.81
11
171
10.39
5.195
58.18
-52.99
12
435
26.41
4.284
620.12
-615.84
13
600
36.43
14
290
17.61
合计
8579
520.89
157.41
520.89
678.30
0.00
表4节点流量分配表
六、环状管网流量分配原则
(一)管段流量的分配原则
管段流量的分配,应该按照最短线路原则,并考虑可靠性的要求进行分配,几条平行的干线分配大致相等的流量。
与干线垂直的连接管,因平时流量较小,所以分配较小的流量。
流量分配时,各节点应满足
的条件。
这里,流向节点的流量取负号,离开节点的流量取正号。
(二)根据节点流量进行管段的流量分配
1.分配步骤如下:
按照管网的主要供水方向,初步拟定各管段的水流方向,并选定整个管网的控制点。
为了可靠供水,从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线,这些平行干管中尽可能均匀地分配流量,并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件。
与干管线垂直的连接管,其作用主要是沟通平行干管之间的流量,有时起一些输水作用,有时只是就近供水到用户,平时流量一般不大,只有在干管损坏时才转输较大的流量,因此连接管中可以分配较少的流量。
七、管径的确定
(一)管径与设计流量的关系:
q=Av=πD2v/4→D=(4q/πv)1/2
公式中:
D—管段管径,m;
q—管段计算流量,m3/s;
A—管段过水断面面积,m2
v—设计流速,m/s;
设计中按经济流速来确定管径进行平差,确定实际管径。
表5管径与相应经济流速表
管径/mm
平均经济流速/(m/s)
D=100~400
D≥400
0.6~0.9
0.9~1.4
(二)设计管径计算
表6设计管径计算表
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
设计流量(l/s)
613.65
291.74
162.22
291.75
81.1
42.71
100.0
43.00
123.00
22.57
经济流速(m/s)
1.1
1.1
1
1.1
0.9
0.9
0.9
0.8
1
0.7
计算管径(mm)
596
581
455
581
339
246
376
262
396
203
设计管径(mm)
600
600
500
600
400
300
400
300
400
200
管段编号
11
12
13
14
设计流量(l/s)
16.75
54.06
63.57
20.99
经济流速(m/s)
0.7
0.9
0.9
0.7
计算管径(mm)
175
196
300
195
设计管径(mm)
200
200
300
200
八、最大用水时管网平差
(一)管网平差计算
为了满足水力分析前提条件,将管段[1]和管段[12]暂时删除,其管段流量分别并到节点
(2)和节点(9)上。
管网平差计算表如下:
(注:
本管网平差方法采用哈代-克罗斯算法,用曼宁公式计算s,Nm=0.012其中取闭合差
h不得大于0.5m。
)
表7最大用水时管网平差表
环号
管段编号
管段长(m)
管径(mm)
s
流量初分配
q(l/s)
h(m)
s│q│
1
2
870
600
19.65
291.74
1.67
5.73
5
484
400
95.02
81.1
0.62
7.71
-7
870
400
170.81
-100
-1.71
17.08
-4
484
600
10.93
-291.75
-0.93
3.19
-0.35
33.71
=0.35*1000/(2*33.71)=5.19
2
3
1547
500
92.4
162.22
2.42
14.93
6
496
300
451.62
42.71
0.82
19.29
-8
1634
300
1487.79
-43
-2.75
63.97
-5
484
400
95.02
-81.1
-0.62
7.71
-0.13
105.9
=0.13*1000/(2*105.9)=0.61
3
7
869
400
170.81
100
1.71
17.08
10
1049
200
8301.57
22.57
4.23
187.37
-13
870
300
792.15
-63.57
-3.2
50.36
-9
1049
400
205.95
-123
-3.12
25.33
-0.38
280.14
=0.38*1000/(2*280.14)=0.68
4
8
1634
300
1487.79
43
2.75
63.97
11
1055
200
8349.06
16.75
2.34
139.85
-14
1582
200
12519.63
-20.99
-5.52
262.79
-10
1049
200
8301.57
-22.57
-4.23
187.37
-4.66
65
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 管网 设计 计算