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管网课程设计书
建筑与测绘工程学院
课程设计报告本
题目:
给水管网设计
专业班级:
给排水132班
姓名:
学号:
指导老师:
日期:
1月4日-1月10日
1.前言………………………………………………………………………………………2
2.给水管网设计书…………………………………………………………………………2
2.1设计项目……………………………………………………………………………2
2.2设计时间……………………………………………………………………………2
2.3设计任务……………………………………………………………………………2
2.4设计资料……………………………………………………………………………2
3.设计用水量计算…………………………………………………………………………4
3.2工业用水量计算……………………………………………………………………4
3.2.1工业生产用水量………………………………………………………………4
3.2.2车间生活用水量及淋浴用水量………………………………………………4
3.3浇洒道路和绿地用水………………………………………………………………5
3.4管网漏损水量………………………………………………………………………5
3.5未预见用水量………………………………………………………………………5
4.给水系统供水工作状况计算……………………………………………………………5
4.1二级泵站供水方案设计……………………………………………………………5
4.2清水池容积的计算…………………………………………………………………5
5.管网定线…………………………………………………………………………………7
6.管网水力计算……………………………………………………………………………8
6.1确定水泵供水量及每一段的计算流量……………………………………………8
6.1.1比流量…………………………………………………………………………8
6.1.2沿线流量………………………………………………………………………8
6.1.3节点流量………………………………………………………………………9
6.2管网水力计算………………………………………………………………………9
6.2.1最大用水时管网水力计算……………………………………………………10
6.2.2消防校核………………………………………………………………………11
6.2.3事故校核………………………………………………………………………13
7.确定二级泵站扬程及管网各节点水压…………………………………………………14
7.1确定二泵站扬程……………………………………………………………………14
7.1.1最大用水时……………………………………………………………………14
7.1.2消防校核时……………………………………………………………………15
7.1.3事故校核时……………………………………………………………………15
7.2计算干管各节点上的实际自由水头………………………………………………15
7.3泵的选择……………………………………………………………………………16
8.设计小结…………………………………………………………………………………16
1.前言
课程设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节,是教学计划中一个重要组成部分。
通过给水管网课程设计训练学生综合应用所学理论知识,在老师指导下,培养学生独立完成一个小型城镇给水管网设计能力;让学生熟练掌握给水工程设计的相关内容、方法步骤、以及设计说明书的编写。
给水管网设计是依据某区域总体规划、水源、供水地形以及给水工程总体规划进行,按照基本程序及有关规定。
包括相互联系的泵站、输水管渠管网和调节构筑物的一系列工程设施,必须保证以足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应生活用水、生产用水和其他用水,同时满足近期和远期的发展。
其主要内容包括:
设计基本资料、设计用水量、管网布置、附属构筑物计算以及管网的水力计算。
2.给水管网设计任务书
2.1设计项目
某市给水管网设计
2.2设计时间
2016年1月4日至2016年1月10日
2.3设计任务
根据所给资料,应完成下列任务:
1、进行输配水系统布置,包括确定输水管、干管网、调节水池(如果设置的话)的位置和管网主要附件布置;
2、求出最高日用水量,确定管网,输水管和二级泵站设计用水量;
3、计算确定输水管和管网各管管径;
4、确定调节水池的容积和池底标高,如果是水塔,确定水塔的设计高度;
5、确定二级泵站内水泵的型号与台数(包括备用泵),并说明泵站在各种用水情况下的调度情况;
6、计算每种工况下管网各节点的水压和自由水压,绘制在最高日用水时管网的等水压线;
7、画出管网4~6个复杂的节点详图。
2.4设计资料
1、某市新区规划平面图一张
2、新区规划计划
新区位于江西省南昌市,近期规划人口数为16万,城区大部分房屋建筑控制在六层,并且大部分房屋内有给排水卫生设备和淋浴设备。
全市内只有两家工业企业,其用水及其他情况详见表1。
一厂工业用水量2万m3/d
二厂工业用水量1万m3/d
绿化A=15000m2
道路A=90000m2
表1工业企业近期规划资料
企业
项目
1
2
1.总人数
1800
3600
其中:
冷车间人数/班
300
1800
热车间人数/班
300
淋浴人数/班
400
250
2.工作班次
0~8,8~16,16~24
8~16,16~24
每班工作时间(时间)
8
8
3.工业用水量(米3/日)
工业用水对水质要求
用生活饮用水
用生活饮用水
工业用水对水压要求
不小于24米
不小于24米
4.工厂房屋耐火等级
二
三
工厂生产品危险等级
丙
乙
工人村人数(在厂区内)
800
1200
工厂房屋最大体积(m3)
10000(厂房)
5000(库房)
工厂面积(公顷)
24
20
3.补充说明
①城市总人口数包括厂区内工人村人数;
②工业企业每小时耗用生产用水量相同;
③工业企业中职工上班每小时生活用水(包括淋浴用水)量按相同考虑(每班第2小时开始用水,淋浴发生在下班后一小时);
④企业1和企业2之外的城区生活用水量(包括居民和公共建筑用水量,但不包括绿化、浇洒道路等用水量),变化如表2所示。
为计算简便,假设各企业内工人村生活用水量变化和城区内生活用水量变化相同;
⑤铁路车站每天用水量为2000吨,按均匀用水考虑;
⑥城市生活污水和工业废水经适当处理后排入水体下游。
河流水量充足,能作给水水源,水厂位置如平面图所示;
⑦冰冻深度0.2米,地下水离地面3米;
⑧其他资料见平面图。
表2最高日用水量变化(%)
小时
0~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5~6
6~7
7~8
8~9
9~10
10~11
11~12
用水量
2.03
1.95
2.0
2.53
2.57
3.09
5.01
4.92
5.17
5.10
5.21
5.21
小时
12~13
13~14
14~15
15~16
16~17
17~18
18~19
19~20
20~21
21~22
22~23
23~24
用水量
5.09
4.81
4.99
4.70
4.62
4.97
5.68
5.39
4.59
4.17
3.42
2.78
3.设计用水量计算
城市设计用水量计算时,应包括设计年限内给水系统供应的全部用水:
城市居民生活用水、工业用水、消防用水以及未预见水量和管网漏失水量。
3.1城市居民生活用水量
城市居民最高生活用水量:
式中q——城市居民最高日综合生活用水量定额;
——设计年限内计划人口数;
——自来水普及率,%.
根据城市所在地区,室内给水设备情况,查附表1,取城市最高日综合生活用水量定额
.由基本资料可知设计年限内计划人口数为16万人,自来水普及率取100%。
故
m3/d
3.2工业用水量计算
3.2.1工业生产用水量
根据基本资料可知,一厂工业用水量2万m3/d,二厂工业用水量1万m3/d,所以该城市工业生产用水量为:
m3/d
3.2.2车间生活用水量及淋浴用水量
工业企业生活用水量和淋浴用水量按照《工业企业设计卫生标准》确定。
车间生活用水量应根据车间性质决定,一般车间采用每人每班25L,热车间采用每人每班35L,淋浴用水量查附表2可得,采用每人每班40L,淋浴时间在下班后一个小时内进行。
一厂(三班制):
冷车间工人数300人/班,热车间工人数300人/班,淋浴人数400人/班。
生活用水量:
m3/d
淋浴用水量:
m3/d
二厂(两班制):
冷车间工人数1800人/班,淋浴人数250人/班。
生活用水量:
m3/d
淋浴用水量:
m3/d
综上在所述,该区工业用水量:
m3/d
3.3浇洒道路和绿地用水
根据设计资料可得:
m3/d
3.4管网漏损水量
m3/d
3.5未预见用水量
m3/d
因此,设计年限内最高日用水量(加上铁路车站用水量)为:
m3/d
最高日平均时设计用水量:
L/s
根据城市居民和工厂各项用水量的逐时变化规律,绘制出城市用户逐时用水量变化曲线,可得最高日最大时设计用水量:
L/s
4.给水系统供水工作状况计算
4.1二级泵站供水方案设计
根据城市用户逐时用水量变化曲线及原始资料综合考虑,选择统一供水方案,不设水塔,二级泵站采用分级供水,且满足最高日最大时用水量。
4.2清水池容积的计算
清水池是给水管网系统中不可缺少的构筑物,其作用是调节两泵站供水量的差额。
清水池中除了储存调节用水量以外,还应存放消防用水和水厂内冲洗滤池、排泥等用水,因此清水池有效容积等于:
式中:
——调节容积(m3);
——消防用水(m3),按两小时火灾延续时间的消防用水总量计算,同一时间的火灾次数两次;
——水厂生产用水量(m3),按最高日的5%考虑;
清水池应有相等容积的两只,如仅有一只,则应分割或采取适当措施,以便清洗或检修时不间断供水。
根据该区24小时供水和用水变化,列出清水池调节容积占最大用水量的百分数计算表,计算清水池调节容积。
表4-1清水池调节容积占最大用水量的百分数计算
时间
用水量(%)
二级泵站供水量(%)
一级泵站供水量(%)
清水池调节容积(%)不设水塔
|E|
A
B
C
D
E=B-D
0~1
2.03
3.1
4.17
-2.14
2.14
1~2
1.95
3.1
4.17
-2.22
2.22
2~3
2
3.1
4.16
-2.16
2.16
3~4
2.53
3.1
4.17
-1.64
1.64
4~5
2.57
3.1
4.16
-1.59
1.59
5~6
3.09
3.1
4.17
-1.08
1.08
6~7
5.01
4.8
4.17
0.84
0.84
7~8
4.92
4.8
4.17
0.75
0.75
8~9
5.17
4.8
4.16
1.01
1.01
9~10
5.1
4.8
4.17
0.93
0.93
10~11
5.21
4.8
4.17
1.04
1.04
11~12
5.21
4.8
4.16
1.05
1.05
12~13
5.09
4.9
4.17
0.92
0.92
13~14
4.81
4.8
4.16
0.65
0.65
14~15
4.99
4.8
4.16
0.83
0.83
15~16
4.7
4.8
4.17
0.53
0.53
16~17
4.62
4.8
4.17
0.45
0.45
17~18
4.97
4.8
4.16
0.81
0.81
18~19
5.68
4.8
4.17
1.51
1.51
19~20
5.39
4.8
4.17
1.22
1.22
20~21
4.59
4.8
4.16
0.43
0.43
21~22
4.17
3.1
4.17
0.00
0
22~23
3.42
3.1
4.17
-0.75
0.75
23~24
2.78
3.1
4.17
-1.39
1.39
累计
100
100
100
-12.97
25.94
从表4-1可知,清水池的调节容积
m3,消防贮水量
m3,水厂生产用水
m3。
因此,清水池的有效容积
m3。
5.管网定线
管网定线基本原则:
1.干管应通过两侧负荷较大的用水区,并以最短距离用户送水。
2.靠近道路、公路,以便于施工及维修。
3.利于发展,并考虑分期修建的可能性。
4.干管尽量沿高低布置,使管道内压力较小,而配水管压力更高。
5.注意与其他管线相交时平面与立面相隔间距的规定与要求。
本次设计中采用塑料管和球墨铸铁管,水头损失用海曾-威廉公式计算,管径小于300mm时,采用塑料管,C取150;管径大于300mm,采用球墨铸铁管,C取130。
6.管网水力计算
6.1确定水泵供水量及每一段的计算流量
本次设计城市不设水塔,采用变频泵供水,二级泵站设计流量按最高日最高时流量计算,即水泵供水量为:
L/s
6.1.1比流量
将管网各段按节点进行编号,根据计算管段的总长度和总流量计算比流量:
式中:
——比流量,L/(s.m);
——管网总用水量,L/s;
——大用户集中用水量总和,L/s;
——干管有效长度,m;只有单侧配水的管线,长度按一半计算。
故
L/(s.m)
6.1.2沿线流量
各管线沿线流量公式如下:
式中:
——沿线流量,L/s;
——该管线长度,m。
单侧供水,长度按一半计算。
根据比流量和各管段的计算长度,可算出各管段的沿线流量,见表6-1.
表6-1管段及节点流量分配表
管段节点编号
管段编号
管段长度(m)
管段沿线流量(L/s)
节点设计流量计算(L/s)
集中流量(L/S)
沿线流量(L/S)
节点流量(L/S)
1
1-2(单)
1000
36.4
52.962
26.481
1-4(单)
455
16.562
2
2-1(单)
1000
36.4
99.554
49.777
2-3(单)
825
30.03
2-5
455
33.124
3
3-2(单)
825
30.03
23.148
47.866
23.933
47.081
3-6(单)
490
17.836
4
4-1(单)
455
16.562
113.022
56.511
4-5
1000
72.8
4-8(单)
650
23.66
5
5-2
455
33.124
226.262
113.131
5-4
1000
72.8
5-6
1003
73.0184
5-9
650
47.32
6
6-3(单)
490
17.836
166.093
83.047
6-5
1003
73.0184
6-7(单)
767
27.9188
6-10
650
47.32
7
7-6(单)
767
27.9188
231.480
46.483
23.241
254.721
7-11(单)
510
18.564
8
8-4(单)
650
23.66
127.400
63.700
8-9
1000
72.8
8-12(单)
850
30.94
9
9-5
650
47.32
115.740
255.018
127.509
243.249
9-8
1000
72.8
9-10
1003
73.0184
9-13
850
61.88
10
10-6
650
47.32
237.110
118.555
10-9
1003
73.0184
10-11
754
54.8912
10-14
850
61.88
11
11-7(单)
510
18.564
105.851
52.926
11-10
754
54.8912
11-15(单)
890
32.396
12
12-8(单)
850
30.94
67.340
33.670
12-13(单)
1000
36.4
13
13-9
850
61.88
134.789
67.395
13-12(单)
1000
36.4
13-14(单)
1003
36.5092
14
14-10
850
61.88
116.334
58.167
14-13(单)
1003
36.5092
14-15(单)
493
17.9452
15
15-11(单)
890
32.396
50.341
25.171
15-14(单)
493
17.9452
6.1.3节点流量
任一节点的节点流量等于与该节点相连的各管段的沿线流量总和的一半,即:
根据各节点连接的管段,求出各节点流量,见表6-1.
6.2管网水力计算
6.2.1最大用水时管网水力计算
根据最大时水泵供水量
L/s,以及各个节点的流量,假设流入节点为负,流出节点为正,按节点流量平衡条件进行初步流量分配,从控制点开始,使流量平均分配给与其相连的管段,并根据连续性方程进行出分配。
利用课本表7-1界限流量表,按界限流量选择管径。
计算、校正结果见下表6-2:
表6-2最大时管网平差
最大时管网平差
环号
管段
L(m)
D(mm)
C
初步分配流量
第一次校正
q(L/s)
h'
h
|sq|
q
h'
h
|sq|
1
1-2
1000
150
150
13.240
3.406
3.406
0.257
11.675
2.698
2.698
0.231
1-4
455
150
150
-13.241
1.550
-1.550
0.117
-14.806
1.906
-1.906
0.129
2-5
455
300
130
31.509
0.344
0.344
0.011
24.868
0.222
0.222
0.009
4-5
1000
300
130
-34.876
0.913
-0.913
0.026
-39.695
1.160
-1.160
0.029
1.287
0.411
-0.146
0.398
-1.565
0.183
2
2-3
825
300
130
31.508
0.624
0.624
0.020
36.584
0.823
0.823
0.022
2-5
455
300
130
-31.509
0.344
-0.344
0.011
-24.868
0.222
-0.222
0.009
3-6
490
400
130
78.589
0.496
0.496
0.006
83.665
0.557
0.557
0.007
5-6
1003
400
130
-89.758
1.299
-1.299
0.014
-81.914
1.096
-1.096
0.013
-0.523
0.052
0.061
0.051
5.076
-0.596
3
4-5
1000
300
130
34.876
0.913
0.913
0.026
39.695
1.160
1.160
0.029
4-8
650
300
130
-34.876
0.593
-0.593
0.017
-31.621
0.495
-0.495
0.016
5-9
650
400
130
89.758
0.842
0.842
0.009
95.781
0.949
0.949
0.010
8-9
1000
300
130
-49.288
1.732
-1.732
0.035
-42.301
1.305
-1.305
0.031
-0.571
0.088
0.309
0.086
3.255
-1.807
4
5-6
1003
400
130
89.758
1.299
1.299
0.014
81.914
1.096
1.096
0.013
5-9
650
400
130
-89.758
0.842
-0.842
0.009
-95.781
0.949
-0.949
0.010
6-10
650
400
130
125.697
1.570
1.570
0.012
112.187
1.272
1.272
0.011
9-10
1003
500
130
-191.047
1.775
-1.775
0.009
-193.113
1.810
-1.810
0.009
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-0.391
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-2.768
4.444
5
6-7
767
400
130
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1.853
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2.157
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-1.570
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-1.272
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700
130
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0.628
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0.661
0.661
0.002
10-11
754
5
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