给水计算书2.docx
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给水计算书2
给水管网课程设计计算书
一、用水量计算
1.居民区生活用水量计算
按街道建筑层次及卫生设备情况,根据规范采用最高日每人每日综合生活用水,计算出居民区的每人每日用水量,并应用下列公式计算出居民区的最高时流量Q1
Q1=kh1
×f1
Kh1—时变化系数
q1i—最高日每人每日综合生活用水定额,L/(cap·d)
N1i—设计年限内城市各用水区的计划用水人口数,cap
f1—用水普及率
街坊面积如下表
街区编号
面积(hm2)
街区编号
面积(hm2)
街区编号
面积(hm2)
1
1.3763
9
1.04015
17
0.96255
2
0.8402
10
0.61865
18
0.52515
3
1.1438
11
0.43365
19
0.46245
4
1.0580
12
0.65865
20
0.1751
5
0.9138
13
0.57015
21
0.91865
6
0.8143
14
0.7460
22
0.71265
7
1.000
15
0.7149
23
0.78130
8
0.2261
16
0.4901
∑
17.183
q1=200L/(cap.d)
N1=362人/公顷×17.183公顷=6154人
Kh1=1.48
f1=80%
2.工业企业用水量
工厂作为集中流量,根据所提供的最高日平均流量及工作班次,变化系数,确定单位最大秒流量。
用水单位
生产(m3/d)
生活(m3/d)
班次
时变化系数
最高日(m3/d)
最高时(m3/h)
最高时秒流量(L/s)
化肥厂
400
25
2
1.8
425
47.81
13.28
磷肥厂
350
25
2
1.4
375
32.81
9.11
化工厂
400
30
3
1.5
430
26.88
7.47
发电厂
500
30
3
1.7
530
37.54
10.43
橡胶厂
200
35
2
1.3
235
19.09
5.3
陶瓷厂
250
30
1
1.3
280
45.50
12.64
汽修厂
300
35
2
1.9
335
39.78
11.05
水泵厂
200
20
3
1.2
220
11.00
3.06
仪表厂
200
20
1
2
220
55.00
15.28
洗煤厂
400
35
2
1.4
435
38.06
10.57
∑
3485
98.19
3.市政用水量
、
浇洒道路用水:
980
/d;绿地用水:
1000
/d
=980m3/d+1000m3/d=1980m3/d
4.未预见用水量
=(1107.72+3485+1980)×0.20=1314.54m3/d
用水量计算表
生活用水量
生产用水量
市政用水量
未预见用水量
Q
最高日(m3/d)
1107.32
3485
1980
1314.5
7886.86
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
管段长度(m)
55
210
85
200
130
215
170
配水长度
27.5
210
85
200
130
215
127
配水长度(m)
8
9
10
11
12
13
14
管段长度(m)
355
110
260
110
355
146
190
配水长度(m)
355
110
260
110
355
0
0
管段编号
15
16
17
Σ
管段长度(m)
790
210
190
3781
配水长度(m)
395
0
95
2676.488
5.水厂供应7886.86×5.0%×1000÷3600=109.54L/S
其余由高位水池供应168-109.54=58.460L/S
二、选择给水系统及输水管定线
1.根据县城平面图、地形、水体、街坊布置情况,绘制等高线;
2.采用水厂与高位水池联合供水方式;
3.进行管网及输水管定线,对管段、节点进行编号,并将管网模型化。
各管段长度与配水长度
注:
由于此县采用地下水作为给水水源,所以可以将清水池及水厂同建于管网的节点
(1)处,输水管段非常短视其长度为零不计损失。
其余管段配水长度确定原则为:
两侧无用水的输水管,配水长度为零;单侧用水管段的配水长度取其实际长度的50%,只有部分管长配水的管段按实际比例确定配水长度;两侧全部配水的管段配水长度等于实际长度。
(三)计算最高时工况下节点流量、管段设计流量、确定管段直径
1.计算比流量
qs=
==0.0261L/(s.m)
2.计算沿线流量
3.计算节点流量:
集中流量可以直接加到所处节点上;沿线流量将一分为二,分别加到两端节点上;供水泵站或高位水池的供水流量也应从节点处进入管网系统,其方向与用水流量方向不同,应作为负流量。
j=1,2,3,…,N(L/s)
N---管网图的节点总数Qj---节点j的设计流量,L/S
Q2j---最高时位于节点j的集中流量,L/S
Qsj---位于节点j的(泵站或高位水池)供水设计流量,L/S
最高时集中用水流量
集中用户名称
化肥厂
磷肥厂
化工厂
发电厂
橡胶厂
集中用水流量(L/S)
13.28
9.11
7.47
10.43
5.30
所处位置节点编号
13
16
11
4
11
集中用户名称
陶瓷厂
汽修厂
水泵厂
仪表厂
洗煤厂
集中用水流量(L/S)
12.64
11.05
3.06
15.28
10.57
所处位置节点编号
8
15
4
3
14
最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算
管段或者节点编号
管段配水长度(m)
管段沿线流量(
)
节点设计流量计算
集中流量(
)
沿线流量(
)
供水流量(
)
节点流量(
)
1
27.5
0.72
6.95
109.54
-102.590
2
210
5.48
9.11
3.10
12.210
3
85
2.22
11.05
3.85
14.90
4
200
5.22
8.355
8.355
5
130
3.39
3.06
4.305
7.365
6
215
5.61
10.43
4.500
14.930
7
127
3.31
15.28
4.460
19.740
8
355
9.27
7.530
7.530
9
110
2.87
2.675
2.675
10
260
6.79
12.64
9.465
22.105
11
110
2.87
10.57
4.830
15.40
12
355
9.27
5.30
4.635
9.935
13
0
0
7.47
0
7.47
14
0
0
13.28
5.155
18.435
15
395
10.31
0
58.460
-58.460
16
0
0.00
17
95
2.48
合计
0.00
4.按照节点流量平衡条件、依据供水经济性和安全可靠性初步分配各管段设计流量
5.根据各管段设计流量确定管道直径
为了防止管网因为水锤现象出现事故,最大设计流速不超过2.5~3m/s;在输送浑浊的原水时,为了避免水中的浮游物质在水管内沉积,最低设计流速通常不得小于0.6m/s。
在根据当地的技术经济条件,考虑管网的造价和经营管理等费用,采用经计流速来确定经济管径。
界限流量表管段直径表
D(mm)
Q(L/S)
100
9
150
9~15
200
15~28.5
250
28.5~45
300
45~68
350
68~96
400
96~130
450
130~168
500
168~237
600
237~356
700
356~490
800
490~685
900
685~822
1000
822~1120
管段编号
流量
Q(L/S)
管径
(mm)
1
6.955
100
2
4.000
100
3
9.170
150
4
31.860
250
5
16.410
200
6
4.000
200
7
34.890
251
8
49.670
300
9
60.915
300
10
43.970
250×2
11
42.455
250
12
24.720
200
13
29.185
250
14
29.075
250
15
24.030
200
16
8.000
100
17
10.095
150
18
25.480
200
19
118.92
300×2
从清水池水池输水到泵站再到管网,以及从管网到高位水池都采用双管输水,以提高供水的可靠性。
四、最高时工况下管网水力计算
给水管网设计节点数据
节点
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
地面标高
(m)
31.0
31.0
32.70
33.2
33.8
34.1
34.4
34.8
33.7
自由水压
(m)
28.0
28.0
28.0
28.0
28.0
28
28.0
28.0
28.0
服务水头
(m)
59.0
59.0
60.70
61.2
61.8
62.1
62.4
62.8
61.7
节点
编号
10
11
12
13
14
15
16
17
地面标高
(m)
33.4
32.1
32.5
31.9
32.9
65
自由水压
(m)
28.0
28.0
28.0
16
20.0
\
1.采用哈代-克罗斯算法平差方法,进行管网水力计算,得出各管段实际流量、水头损失、管段流速及各节点压力水头、自由水压。
1)本次平差采用计算机Excel进行平差,水头损失采用曼宁公式计算,允许闭合差0.1m,假定节点
(1)位控制点。
k=10.29nm2,混凝土管nm=0.013
n=2.0
m=5.333
(最高时管网平差草图见附表1.)
设计工况下水力分析计算结果
管段或节点编号
管段流量(L/s)
管内流速(m/s)
管段压降(m)
节点水头(m)
地面标高(m)
自由水压(m)
1
62.905
0.890
0.233
65.491
31.0
34.491
2
50.695
0.718
0.577
65.258
31.0
34.258
3
35.795
0.730
0.308
64.681
32.70
31.981
4
11.980
0.678
1.236
64.373
33.2
31.173
5
4.615
0.588
1.307
63.137
33.8
29.337
6
10.315
0.584
0.985
62.100
34.1
28
7
16.089
0.328
0.124
63.085
34.4
28.685
8
15.460
0.488
0.788
63.209
34.8
28.409
9
33.660
0.686
0.352
64.073
33.7
30.373
10
3.629
0.462
1.282
64.425
33.4
31.025
11
19.029
0.606
0.370
65.707
32.1
33.607
12
15.184
0.484
0.760
63.665
32.5
31.165
13
5.249
0.669
1.506
62.159
31.9
30.259
14
2.221
0.283
0.351
62.510
32.9
31.51
15
20.656
0.658
3.131
62.869
65
16
58.460
0.827
0.796
17
22.125
0.705
0.864
\
\
2)确定控制点在水力分析时,假定节点(8)为控制点,但经过水力分析后,比较节点自由水压与服务水头,发现节点(6)的用水压力要求不能满足,说明节点(8)不是实际的控制点。
比较按假定控制点确定的自由水压与服务水头,可以得到各节点供压差额,差额最大的节点就是用水压力最难满足的节点,本次设计即节点(6),最大差额为-5.806节点水头加上此值,可使用水压力要求全部得到满足,而管段压降未变,能量方程组仍满足,自由水压也应同时加上此值。
2.确定泵站扬程及高位水池位置,确定水泵型号及台数
该县水源地亦在节点
(1)节点
(1)水厂,清水池、泵站均置于厂内,所以从清水池到泵站水头损失和局部水头损失均可忽略不计。
泵站至少应提供的水头为46.12m。
由供水可靠性原则,以及发生事故时水可以及时送出,仍满足用户对水量、水压的要求,选取比设计泵站扬程较大一点的水泵。
这样对工程投资会有所增加,但相对于选用较大管径来减小管段的水头损失所带来的工程增加投资要小许多。
由最高时工况水泵提供流量102.59L/s及至少应满足的水头46.12m选用200s-63型水泵三台,两用一备。
同时确定高位水池的地面标高应为65m。
3.绘制管网平差草图(见图1.)
五、管网校核
1.消防时校核
1)该县人口小于一万人,查城镇、居民区室外消防用水量表知同一时间火灾次数为1次,一次灭火用水量为10L/s。
通过管网水力分析知,该管网的控制点在节点(3)处,故将火灾发生点位置确定为节点(6),其用水量增加10L/S,为24.930L/S。
2)火灾流量全部由二级泵站供给,故节点
(1)流量为-112.590
L/s。
3)采用水头校核法校核:
因为此时水泵已经选定,可认为清水池
(1)为定压节点,经过泵站提升进入管网。
由水力分析得出各节点自由水压均大于低压消防10m的自由水压要求。
(消防时工况平差草图见附表2.)
节点或管段编号
管段流量(L/S)
管段流速(m/s)
管段压降(m)
节点水头(m)
地面标高(m)
自由水压(m)
1
72.893
0.758
0.137
65.423
31.0
34.423
2
60.683
0.859
0.826
65.286
31.0
34.286
3
45.783
0.648
0.190
64.46
32.70
31.76
4
22.289
0.710
0.923
64.270
33.2
31.07
5
14.924
0.845
1.247
63.347
33.8
29.547
6
10.006
0.566
0.927
62.100
34.1
28
7
29.746
0.606
0.425
63.027
34.4
28.627
8
15.48
0.482
0.756
63.452
34.8
28.625
9
33.648
0.686
0.352
64.317
33.7
30.617
10
3.632
0.463
1.284
63.956
33.4
30.565
11
19.032
0.606
0.370
65.249
32.1
33.149
12
15.175
0.483
0.759
63.206
32.5
30.706
13
5.240
0.668
1.501
61.705
31.9
29.805
14
2.230
0.284
0.354
62.059
32.9
15
20.665
0.658
3.133
65.192
65
16
58.460
17
22.137
0.705
0.865
2.最大转输时校核
管网用水量按最高时用水量的30%计算,二泵站供水量按最高日用水量的2.8%(61.34L/S)计算,高位水池进水量为13.03L/S。
采用水头校核法,仍将清水池所在节点
(1)做为定压节点,通过水力分析,得到各节点水压,判断二级泵站扬程可以满足要求(水柜设计有效水深按3m计算)。
(最大转输时工况平差草图见附表3.)
管段或节点编号
管段流量(L/S)
管段流速(m/s)
管段压降(m)
节点水头(m)
地面标高(m)
自由水压(m)
1
29.501
0.601
0.135
74.57
31.0
43.571
2
25.838
0.823
1.302
74.436
31.0
43.436
3
21.368
0.681
0.360
73.134
32.70
40.434
4
12.841
0.727
1.421
72.774
33.2
39.574
5
10.631
0.602
0.633
71.353
33.8
37.553
6
6.152
0.784
3.046
70.72
34.1
36.62
7
0.230
0.029
0.003
67.674
34.4
33.274
8
6.026
0.768
4.827
67.671
34.8
32.871
9
9.836
1.253
3.984
66.534
33.7
32.834
10
17.810
1.008
3.552
70.518
33.4
37.118
11
22.430
0.714
0.514
74.07
32.1
41.97
12
1.343
0.171
0.240
70.758
32.5
38.258
13
1.638
0.209
0.147
70.925
31.9
39.005
14
3.879
0.494
1.07
71.975
32.9
40.975
15
9.410
0.533
3.013
65
65
0
16
13.03
0.509
1.534
17
3.997
0.509
1.137
。
3.事故时校核
1)一般按最不利事故工况进行校核,即考虑靠近供水泵站主干管[7]在最高时损坏的情况;节点压力仍按设计时的服务水头要求;
2)管网用水量按最高时用水量的70%计算;
3)二级泵站供水量按最高时供水量的50%(51.295L/S)计算,其余20.518L/S由高位水池供给;
4)采用水头校核法,各节点压力满足设计最高时服务水头。
(事故时工况平差草图见附表3.)
管段或节点编号
管段流量(L/S)
管段流速(m/s)
管段压降(m)
节点水头(m
地面标高(m)
自由水压(m)
1
52.655
0.745
0.163
80.1658
31.0
49.615
2
44.108
0.899
1.154
80.452
31.0
49.452
3
33.678
0.686
0.272
79.298
32.7
46.598
4
18.308
0.583
0.623
79.026
33.2
45.826
5
13.152
0.745
0.969
78.403
33.8
44.603
6
2.701
0.344
0.587
77.434
34.1
43.334
7
11.117
0.63
0.905
76.847
34.4
42.447
8
9.522
0.539
1.386
77.752
34.8
42.952
9
23.383
0.745
0.559
81.106
33.7
47.406
10
1.096
0.140
0.117
80.547
33.4
47.147
11
11.876
0.378
0.144
80.664
32.1
48.564
12
9.005
0.510
1.240
79.307
32.5
46.807
13
2.050
0.261
0.230
79.077
31.9
47.377
14
1.011
0.129
0.073
79.004
32.9
48.004
15
16.084
0.512
1.898
81.718
65
16
0.612
17
6.867
0.875
3.354
六、清水池、高位水池调节容积
1.清水池有效容积按最高日用水量的20%计
W清水池=7886.864×0.15=1183.03
2.高位水池有效调节容积按最高日用水量的5%计
W高位水池=7886.864×0.03=236.6
七、绘图
1.管网总平面布置图
2.管网起点(3)至控制点
(1)选定线路总断面图
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