Методич указан к контрольной работе

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БРЕСТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра водоснабжения, водоотведения и теплоснабжения
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Численные методы решения задач»
для студентов специальности 70 04 03 «Водоснабжение, водоотведение и
охрана водных ресурсов», заочной формы обучения.
Брест 2002
УДК 628.5.543.
Методические указания содержат задания на выполнение контрольной работы по дисциплине “Численные методы решения задач”,
для студентов заочной формы обучения специальности 70 04 03
“Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов”.
Составитель : Б.Н. Житенев, доцент, к.т.н.
Рецензент: зам. директора по научной работе Отдела проблем Полесья
НАН Беларуси А.А. Волчек, доцент, к.г.н.
Учреждение образования
 «Брестский государственный технический университет» 2002
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ.
Перед выполнением контрольной работы студенту необходимо изучить
материалы установочных лекций, рекомендуемую литературу, теорию по
соответствующим разделам. Контрольная работа выполняется на писчей
бумаге формата А4, с обязательным представлением распечаток результатов расчетов, которые следует вклеить. Оформление работы должно соответствовать стандарту института СТ БПИ – 01 – 98.
Рисунки к контрольной работе допускается выполнять на миллиметровой
бумаге. В конце работы следует привести список использованной литературы.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.
1. АБРАМОВ. Н.Н. Водоснабжение. Учебник для вузов.-3-е изд. М.:
Стройиздат, 1982.-440 с.
2. СОМОВ М.А. Водопроводные системы и сооружения: Учеб. для вузов.М.: Стройиздат, 1988.- 399 с.: ил.
3. ЖИТЕНЕВ Б.Н., КАРАСЕВ Б.В. Методическое руководство к расчету
кольцевой водопроводной сети на ЭВМ., Брест 1996 г.
4. ПАВЛОВ Е.И.
Численные методы
решения
задач
гидравлии,водоснабжения и водоотведения на ЭВМ: Учебн.пособие Киев: КИСИ, 1986. -78с.
5. ТРЕГУБЕНКО Н.С. Водоснабжение и водоотведение:
Примеры расчетов:Учебн.пособие для строит.вузов -М.:Высшая
школа 1989 - 352с.ил.
6. ДЬЯКОНОВ В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке Бейсик для персональных ЭВМ : Справочник. -М.:Наука.Гл.ред.физ-мат.лит.,1987.-240с.
7. КЕДРОВ В.С., ЛОВЦОВ Е.Н. Санитарно-техническое оборудование
зданий: Учеб для вузов.- М.: Стройиздат, 1989 - 495 с ил.
8. КАЛИЦУН В.И. Водоотводящие системы и сооружения. Учебн. для вузов. - М.: Стройиздат, 1987. - 336 с.
9. СНиП 2.04.01.- 85. Внутренний водопровод и канализация зданий.
10. СНиП 2.04.02.- 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
11. СНиП 2.04.03.- 85. Канализация. Наружные сети и сооружения.
2. УКАЗАНИЯ К ВЫБОРУ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.
Контрольная работа включает выполнение четырех задач, выполняемых
студентом согласно своего варианта. Вариант принимается студентом на
основании шифра зачетной книжки. Для выполнения задач необходим
IBM совместимый компьютер с 5” или 3,5” дисководами. Программное
обеспечение представляется преподавателем во время установочной сессии. Студенту необходимо иметь дискету для записи необходимых программ.
3
ЗАДАЧА N1.
На основании заданного графика водопотребления выполнить расчет оптимального режима работы насосной станции второго
подъема в две ступени:
- определить максимальночасовой расход воды qчас.мах. (% от Qсут.max ,
л/с, м3/ч);
- определить подачу насосов на первой и второй ступени (% от Qсут.max ,
л/с, м3/ч);
- найти продолжительность работы насосной станции второго
подъема на первой и второй ступени;
- вычислить регулирующий объем бака водонапорной башни;
- определить производительность водопитателей для часа
максимального водопотребления (насосной станции второго подъема и башни в % от Qсут.max , л/с, м3/ч);
- найти регулирующий объем РЧВ при работе насосной станции 1-го подъема в одну ступень;
Исходные данные приведены в табл. 1.1 и 1.2.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Система водоснабжения представляет комплекс взаимосвязанных сооружений. Насосные станции 1-го подъема, подающие воду от водозаборных
сооружений до станций водоподготовки работают чаще с постоянной подачей в течении суток, что обеспечивает нормальную работу отстойников,
фильтров и др. сооружений. Очищенная вода поступает в резервуары чистой воды (РЧВ). Из резервуаров вода забирается насосами второго подъема, которые работают с переменной подачей: в ночные часы она снижается, а в дневные увеличивается, из-за неравномерности водоотбора из сети. Поскольку водопотребление (водоотбор из сети) колеблется в течении
суток, а подача насосов изменяется в значительно меньшей степени, то в
системах водоснабжения предусматривается строительство одной или нескольких водонапорных башен, выполняющих роль аккумулирующего резервуара. В часы, когда подача насосной станции превосходит водоотбор
из сети, избыток воды поступает в бак водонапорной башни и наоборот,
если водопотребление превышает подачу насосов, то недостаток воды
поступает в сеть из него.
4
Таблица 1.1. Водопотребление по часам суток.
(номер варианта принимается по последней цифре суммы последних 3-х
цифр шифра)
Часы
Номер варианта
суток
1
2
3
4 5
6
7
8
9
0
Водопотребление , % от Q сут. мах
1
2.5 3.0 1.5 2.5 3.2 3.3 3.3 1.0 2.3 2.0
2
2.5 3.2 1.5 2.6 3.2 3.3 3.8 2.0 2.5 2.0
3
2.6 2.5 1.5 2.2 2.9 3.3 3.6 2.5 2.1 2.0
4
2.2 2.6 1.5 2.2 2.9 3.2 3.6 3.0 3.0 5.0
5
4.6 3.5 2.5 3.2 3.4 3.3 3.6 3.0 4.0 5.0
6
5.2 4.1 3.5 3.9 3.8 3.4 3.7 5.0 5.0 5.0
7
6.0 4.5 4.5 4.5 4.2 3.9 3.9 5.0 5.0 5.0
8
6.0 4.9 5.5 5.1 4.6 4.4 4.1 5.4 4.5 5.0
9
6.5 4.9 6.2 5.3 5.0 5.3 4.7 4.0 4.5 6.0
10
5.7 5.6 6.3 5.8 5.4 5.0 5.0 4.0 4.5 6.5
11
4.6 4.9 6.3 5.3 4.8 4.8 4.5 5.3 5.1 6.0
12
4.2 4.7 6.2 5.2 4.6 4.6 4.0 5.3 6.0 3.5
13
4.6 4.6 5.0 4.6 4.5 4.6 4.4 6.5 6.5 3.5
14
5.0 4.5 5.0 4.4 4.3 4.6 4.2 5.5 5.5 5.5
15
5.0 4.7 5.5 4.6 4.4 4.7 4.2 6.0 5.0 5.5
16
5.7 4.5 6.0 5.0 4.5 4.7 4.0 5.0 5.0 4.5
17
5.7 4.5 6.0 4.9 4.5 4.6 4.1 5.0 5.5 4.5
18
4.8 4.3 5.5 4.5 4.3 4.4 3.9 5.0 4.5 4.5
19
5.2 4.4 5.0 4.6 4.5 4.4 4.3 5.0 5.5 5.0
20
3.6 4.3 4.5 4.6 4.4 4.3 4.9 4.5 5.5 5.0
21
3.4 4.3 4.0 4.4 4.4 4.3 4.5 4.5 5.5 3.0
22
1.4 4.2 3.0 4.2 4.5 4.2 4.8 3.5 1.0 3.0
23
1.2 3.6 2.0 3.7 4.2 3.7 4.6 2.0 1.0 1.5
24
2.0 3.7 1.5 2.7 3.5 3.7 4.3 2.0 1.0 1.5
Табл. 1.2. Максимальные суточные объемы водопотребления
населенным пунктом.
(принимается по последней цифре шифра)
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
вар.
Qсут.мах, 12.5 9.8 14.0 8.5 11.0 9.0 14.9 16.0 13.3 21.0
тыс.м3
5
Режимы водопотребления и работы насосных станций 1-го и 2- го подъемов описываются ступенчатыми (рис1.1) или интегральными (рис. 1.2)
графиками водопотребления.
Водонапорная башня является дорогостоящим сооружением , поэтому
при проектировании стремятся к тому, чтобы объем бака башни был минимальным. Вместимость бака водонапорной башни зависит в основном
от регулирующего объема, который определяется путем наложения графиков водопотребления и работы насосной станции второго подъема. Если
водопотребление является нерегулируемым фактором, то подачу насосной
станции можно регулировать путем изменения количества работающих
насосов или частоты вращения их рабочих колес. Таким образом, задача
расчета оптимального режима работы насосной станции второго подъема сводится к назначению такого графика подачи, при котором регулирующий объем бака башни минимальный:
Wрег.= |Pмакс.| + |Pмин.| -> min
0 < n <= 2
 Qнi =  Qсi
где Pмакс.- максимальное превышение интегрального графика
подачи насосной станции второго подъема над интегральным графиком водопотребления (рис.1.1);
Pмин. - максимальное превышение интегрального графика водопотребления над интегральным графиком подачи насосной станции второго подъема.
n - количество ступеней работы насосной станции второго
подъема;
Qнi - суммарная подача насосной станции второго подъема за сутки;
Qci - водопотребление за сутки.
Из рисунка 1.2. видно, что возможны несколько вариантов работы
насосной станции второго подъема (ломанные 3, 4). Каждому их них соответствует определенный регулирующий объем водонапорной башни.
Лучшим проектным решением будет такое при котором этот объем - минимальный. Ввиду того, что поиск оптимального решения требует выполнения значительного объема вычислений , эту задачу целесообразно
решать при помощи ЭВМ по программе "NS1-2.BAS".
6
3
1
qбашни
5,00
2
Суточное водопотребление, %
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
Qн.ст.
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Часы суток, час.
Рис.1.1. Ступенчатый график водопотребления и работы насосных
станций 1-го и 2-го подъемов.
100,00
Суточное водопотребление, %
90,00
80,00
70,00
60,00
Pmin
Pmax
50,00
2
40,00
1
30,00
3
20,00
4
10,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Часы суток, час.
Рис.1.2. Интегральный график водопотребления (1) и работы
насосных станций первого (2) и второго подъемов (3,4).
7
Порядок выполнения работы.
1. В соответствии со своим вариантом подготовить следующие данные :
водопотребление по часам суток ,% (табл.1.1); суточное водопотребление
(табл.1.2 ).
2. Загрузить QBASIC;
3. Открыть файл NS1-2.BAS , запустить программу (F5 );
4. Ввести исходные данные, а при необходимости откорректировать их;
5. Выполнить расчет работы насосной станции второго подъема в две
ступени и рассчитать регулирующий объем РЧВ.
6. Вывести результаты расчета в виде таблицы и распечатать .
7. Построить ступенчатый графики водопотребления, работы насосных
станций 1-го и 2-го подъемов;
8. Оформить выполненную работу для чего следует дать письменные ответы на вопросы сформулированные в условии задачи.
ЗАДАЧА №2.
Для населенного пункта, генплан, которого приведен на рис. запроектировать систему водоснабжения, выполнить гидравлическую увязку сети совместно с водоводами. Вычислить пьезометрические отметки, свободные
напоры в узлах. Построить карту пьезометрических линий , определить
напор насосной станции 2-го подъема и высоту водонапорной башни.
Исходные данные по максимально часовому водопотреблению, производительности водопитателей принять по результатам решения задачи №1,
другие данные приведены в табл. 2.1- 2.2 и на рис. 2.4- 2.13. Приложения
№1.(принимается по последней цифре суммы последних трех цифр шифра).
Табл.2 .1. Данные по узлам сети.
№ узла
22
qузлов.
% от
qчас.мах
1
10
2
20
3
4
5
6
25
15
18
12
Табл.2.2. Исходные данные по этажности застройки населенного
пункта.
(принимается по последней цифре шифра)
№ вар.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
Этажность 2
5
3
4
2
5
4
6
3
4
2
5
застройки
8
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Наружные водопроводные сети в подавляющем числе случаев
проектируются кольцевыми, в отличии от тупиковых они имеют
более высокую надежность. (рис.2.1.).
Водонап.
башня
90
87
Н.ст.
88
89
86
85
Рис.2.1. Схема двухкольцевой водопроводной сети.
Задача гидравлического расчета кольцевой водопроводной сети решается последовательно: сначала определяются расходы на частках, затем по
расходам - диаметры всех участков сети. Найденные расчетом диаметры
должны обеспечить надежное снабжение всех потребителей заданным количеством воды под необходимым напором при наименьших приведенных затратах. Математически эта задача сводится к решению системы нелинейных уравнений с 2*К неизвестными, где К - число участков сети.
Для отыскания этих неизвестных могут быть составлены (P-1) уравнений вида: Qi=0 (1-ый закон Кирхгофа) и n уравнений выражающих второй
закон Кирхгофа: hi=0, где n- число колец сети, P- количество узлов сети.
Для кольцевой сети справедливо:
K=P+n-1
т.е. число уравнений вдвое меньше числа неизвестных . На практике
при проектировании сетей сначала задаются желательными расходами
воды по участкам сети (предварительное потокораспределение) по ним
определяют экономически наивыгоднейшие диаметры труб участков, а
затем вычисляют фактические расходы воды и потери напора на участках
при принятых стандартных диаметрах труб.
9
При гидравлической увязке водопроводной сети необходимо выполнить
большой объем вычислений , поэтому эту задачу целесообразно решать на
ЭВМ, например по программе “WODS.BAS”.
Программа "WODS.BAS" реализуется на персональном компьютере, что позволяет быстро получить результат, откорректировать исходные данные и повторить расчет. Программа позволяет имитировать
аварийные ситуации, что расширяет возможности пользователя при
проектировании.
Расчету предшествует подготовка исходных данных, которая
заключается в трассировании сети, определении расчетных расходов , назначении диаметров расчетных участков, выбора материала
труб. На основании этих данных составляется расчетная схема
водопроводной сети где указываются номера колец, номера
расчетных участков, диаметры участков, длины участков, расчетный расход на участке, направление движения воды, тип труб.
Кольца нумеруются в произвольной последовательности, затем присваивают номера расчетным участкам при этом никаких ограничений не
накладывается, однако целесообразно нумеровать участки в
какой либо закономерности, например по часовой стрелке или
наоборот. Пример расчетной схемы 2-х кольцевой водопроводной
сети приведен на рис.2.2.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТА.
1. В соответствии с генпланом города составляется расчетная схема водопроводной сети (рис.2.2). При этом следует учитывать, что водоводы от
насосной станции и от башни до распределительной сети прокладываются
в две нитки, водонапорная башня проектируется в наиболее высокорасположенном узле сети. На схеме нумеруют узлы в соответствии с генпланом, затем нумеруют участки сети (номера в прямоугольниках) и кольца
сети (номера в кружочках), порядок нумерации произвольный.
2. Вычисляются узловые расходы воды, которые для данного расчета принимаются условно согласно данных таблицы 2.2.
(например для узла №1: qузл. 1= qчас.мах * (10/100), где qчас.мах - максимальночасовой расход воды, определенный в результате решения задачи № 1.).
Значения узловых расходов наносятся на расчетную схему в виде стрелок,
выходящих из узлов (см. рис. 2.2.).
3. На расчетной схеме намечается желательное направление движения воды , которое указывается стрелками и выполняется предварительное потокораспределение в результате которого находятся линейные расходы воды, при этом следует учитывать, что вода в сеть подается в расчетный час
от насосной станции и от водонапорной башни (см. задачу №1).
10
qузл. 2., л/с
qузл. 4., л/с
qузл. 3, л/с
4
6
5
2
3
IV
4
Башня
7
3
qузл. 1, л/с
III
11
II
8
1
5
1
10
I
2
6
9
qузл. 5,л/с
qузл. 6, л/с
Н.ст.
Рис. 2.2. Расчетная схема водопроводной сети.
4. Приняв материал труб и по значениям линейных расходов, используя
таблицы предельных экономичных расходов или задавшись экономически
целесообразными скоростями (0,5-1, м/с) движения воды, определяются
стандартные диаметры труб на расчетных участках, которые для наружных водопроводных сетей должны составлять не менее 100мм.
5. Длины водоводов и участков распределительной водопроводной сети
определяются по генплану с учетом масштаба (длину трубопроводов от
башни до водопроводной сети принять равной 30 метров).
6. В соответствии с расчетной схемой составляется таблица исходных
данных для ввода их в ЭВМ (табл. 2.3.).
7. Гидравлический расчет водопроводной сети выполняется по программе
“WODS.BAS” в QBASIC в диалоговом режиме. Ввод данных осуществляется в следующем порядке:
- количество колец (кольца сети нумеруются в произвольном порядке, два
параллельных участка, например водоводы, рассматриваются как кольцо);
- количество участков (участки сети нумеруются в любой последовательности);
- описание участков водопроводной сети (каждый участок описывается одной строкой которая включает: номер кольца, расположенного
слева от участка по ходу движения воды ;номер кольца, расположенного
справа от участка; диаметр трубопровода на участке, мм; длину участка, м;
линейный расход, л/с; код материала труб. Если участок расположен во
внешнем контуре, то с одной стороны он будет ограничен кольцом с номером "0".
11
Табл.2.3.
№
участка
№№ колец
левого правого
Диам.
труб.
мм.
Длина
участка,
м.
Линейный
расход,
л/с
Код материала
труб
8. Данные для выбора кода материала труб:
1 - CTAЛЬHЫE, ГОCT 10704-76, 8696-74 (100-2500 мм)
2 - ЧУГУHHЫE, ГОCT 9583-75, TУ 14-3-1247-83 (100-1000 мм)
3 - ЖБ, BИБPОГИДPОПPEC., ГОCT 12586.0-83 (500-1600 мм)
4 - ПHД, ГОCT 18599-83, TИП Л и 5 - CЛ (110-1200 мм)
6 - TИП C (110-800 мм), 7 - TИП T (110-500 мм)
8 - ACБЦ TИП - 1, ГОCT 539-80 (100-500 мм), BT6
9 - BT9, 10 - BT12
9. Если в результате гидравлического расчета на отдельных участках
расходы и скорости получатся отрицательными, это свидетельствует о
том, что направление движения воды в них следует поменять на противоположное. Вычисление пьезометрических отметок следует начинать
от точки схода потоков. Отметка пьезометрической линии в этой точке
вычисляется по формуле:
Нп.л.(д.т.)= Нтр. + Zз(д.т.)
где Нтр.- требуемый напор в диктующей точке, зависящий от этажности застройки и определяемый по формуле:
Нтр. = 10 + 4* ( n- 1 ); n - этажность застройки ( см. табл. 2.2.).
Zз(д.т.)- отметка земли в диктующей точке.
Затем отметки пьезолиний вычисляются при обходе всех узлов сети
(начиная от диктующей точки)по формуле:
Нп.л.(i+1) = Нп.л.(i) ± h [(i+1)-i)] *
где Нп.л.(i+1) - пьезометрическая отметка последующего
узла водопроводной сети, м.;
Нп.л.(i) - пьезометрическая отметка предыдущего узла
сети, м.;
h [(i+1)-i)] - потери напора на участке между (i+1) и i-ым узлами.
* Примечание. Знак принимается по следующему правилу, если при
обходе направление обхода совпадает с направлением движения воды,
то берется знак " - ", если нет, то " + ".
Свободный напор в i-ом узле вычисляется по формуле:
Нсв.(i) = Нп.л.(i) - Zз(i)
12
Вычисленные пьезометрические отметки, отметки земли, свободные и
требуемые напоры наносятся для всех узлов на схему результатов расчета
(рис. 2.3.). На рис. условно показаны результаты для узла насосной станции и узла №5. На каждом участке отмечаются потери напора (например
участок № 9).
.
6
4
2
5
3
4
Башня
7
3
1
8
h9, м.
5
1
10
III
11
II
Н п.л.(5)
6
9
Zз (5)
2
Hсв. (5)
Hтр.(5)
Н.ст.
Н п.л.(н)
Zз (н)
Hсв. (н)
Hтр.(н)
Ключ обозначений:
Н п.л.(i)
— отметка пьезолинии, м.
Zз (i)
 отметка земли , м.;
Hсв. (i)
— свободный напор , м.;
Hтр.(i)
 требуемый напор , м.
Рис. 2.3. Результаты гидравлического расчета. (h9 - потери напора на
участке № 9).
Для построения карты пьезолиний в масштабе вычерчивается схема
водопроводной сети, затем интерполяцией определяются точки с одинаковыми значениями отметок, соединяя эти точки получают карту пьезолиний.
Подача насосной станции второго подъема принимается равной подаче в час максимального водопотребления. (см. задачу №1).
- напор насосов вычисляется как:
Нн.с. = Нп.л.(н.с.) - Zз(н.с.)
где Нп.л.(н.с.) и Zз(н.с.) - соответственно отметки пьезолиний и земли
в месте расположения насосной станции (базового водопитателя).
Высота ствола башни вычисляется аналогично напору
насосной станции второго подъема с той лишь разницей, что отметки
принимаются для узла в котором расположена водонапорная башня.
13
ЗАДАЧА №3.
Выполнить расчет системы внутреннего холодного водоснабжения жилого
дома с централизованным горячим водоснабжением, с ваннами длиной от
1500 до 1700 мм, оборудованными душами:
- определить расчетные расходы , потери напора и диаметры труб на
участках;
- подобрать счетчик воды;
- вычислить геометрическую высоту подъема воды, требуемый напор на
вводе;
- определить напор и подачу повысительного насоса.
Исходные данные приведены на рис. 3.0-3.9 приложения №2 и табл. 3.1.,
номер аксонометрической схемы принять по последней цифре суммы последних трех цифр шифра.
Дополнительные данные:
Норма расхода воды в час наибольшего водопотребления- 5.6 л/ч.
Расход диктующего прибора принять для здания в целом - 0.2 л/с.
Норма расхода воды в сутки наибольшего водопотребления - 180
л/сутки*чел.
Высота этажа - 3 м.
Толщина перекрытия - 0.3 м.
Расстояния между водоразборными приборами в санитарно-техническом
узле принять в соответствии с рис. 3.1. Приложения № 2.
Минимальный свободный напор перед диктующим прибором - 3 м.
Табл. 3.1. Исходные данные для расчета внутреннего водопровода.
(принимается по последней цифре шифра)
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
Число потре96 120 144 192 130 136 186 100 200 110 72
бителей воды
Отметка трубы 123 98 89 68 56 112 145 167 82 78 45
наружного водопровода
Отметка пола 1- 126 101 91 71.5 58 114 147 169 84 80 47.5
го этажа
Гарантийный
22 20 32 26 26 20 22 18 26 22 14
напор
14
12
86
105
107
20
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Система внутреннего водоснабжения предназначена для подачи воды потребителям внутри здания. Она должна обеспечить всех потребителей
нужным количеством воды, подаваемой под требуемым напором.
Система внутреннего водопровода ( рис. 3.1) включает ввод (1), водомерный узел (2), магистральный трубопровод (3) , стояки (4), подводки к санитарно-техническим приборам (5) , водоразборную арматуру (6). Внутренний водопровод чаще работает под давлением, поддерживаемом в
наружном водопроводе, но если это давление недостаточное, то устраиваются местные повысительные установки ( насосы или пневмобаки). Расчет
внутреннего водопровода осуществляется по следующему алгоритму:
1. На аксонометрической схеме водопровода намечается диктующий стояк
( наиболее удаленный от ввода).
2. Выбирается главное направление движения воды ( от ввода до наиболее
удаленного и высокорасположенного санитарно- технического прибора(диктующего прибора) , подключенного к диктующему стояку.
3. Главное направление (от диктующего прибора до ввода) разбивается на
расчетные участки, каждому участку присваивается свой номер.
4. Вычисляется вероятность действия приборов :
qhrc .u U
P
3600 q0c N
где
qhr.uc - норма расхода холодной воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления ( Приложение 3 , СНиП 2.04.01-85);
U- количество потребителей воды;
q0c - расход воды одним прибором(Приложение 3, СНиП 2.04.01-85);
N- общее количество санитарно-технических приборов, установленных в
здании.
5. Определяется количество приборов , подключенных к участку и вычисляется расчетный расход воды :
q  5 qoc 
где
 - величина, определяемая в зависимости от общего числа приборов на
участке и вероятности их действия (Приложение 4, СНиП 2.04.01-85);
6. По значениям расчетных расходов определяются диаметры труб на
участках, исходя из экономических скоростей движения воды.
7. Рассчитываются потери напора на участках:
h  1.3 1000i l
где
1.3 - коэффициент, учитывающий местные потери напора;
1000i - удельные потери напора (определяются по таблицам );
l - длина участка;
15
8. Учитывая рекомендации СНиП 2.04.01-85, подбирается счетчик воды и
вычисляются потери напора в нем;
9. Вычисляется геометрическая высота подъема жидкости, как разница
отметок оси диктующего прибора и наружного водопровода.
10. Определяется требуемый напор на вводе и сравнивается с гарантийным, если последний меньше, то проектируют установку для повышения
напора.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТА.
Перед расчетом необходимо подготовить исходные данные. Для этого вычерчивается в соответствии с вариантом аксонометрическая схема холодного водопровода, с учетом количества этажей, приведенных в задании.
На аксонометрической схеме водопровода намечается диктующий стояк (
наиболее удаленный от ввода). Выбирается главное направление движения воды ( от ввода до наиболее удаленного и высокорасположенного санитарно- технического прибора(диктующего прибора), подключенного к
диктующему стояку. Главное направление (от диктующего прибора до
ввода) разбивается на расчетные участки, каждому участку присваивается
свой номер. Определяется количество приборов , подключенных к участку и заполняется таблица 3.2 с исходными данными:
Таблица 3.2. Исходные данные.
Количество приборов, подключенных к расчет№ участка
Длина
ному участку, шт.
участка , м.
Мойка со
Ванна со
Смывной
Всего
смесителем смесителем бачок униобщим для
таза
ванны и
умывальника
1.
2. и т.д.
После загрузки QBASIC , открывается файл “VN.BAS” и осуществляется
запуск (нажатием клавиши F5).
Расчет осуществляется в диалоговом режиме, пользователь вводит информацию по подсказке машины. По результатам расчета вычерчивается в
масштабе 1: 100 аксонометрическая схема на которую наносятся номера
стояков, диаметры труб на участках, длины участков или отметки, тип водомера).
16
ЗАДАЧА №4.
Для населенного пункта генплан(М 1: 5 000), которого приведен на рис.
4.2-4.11. ( приложение № 3).
(вариант генплана принять по последней цифре суммы трех последних
цифр шифра) запроектировать хозяйственно - бытовую водоотводящую
сеть, построить профиль главного канализационного коллектора. На территории населенного пункта пункта расположены школа, промпредприятие и прачечная (данные по количеству сточных вод приведены в табл.
4.1.). Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.1.
Минимальную глубину заложения труб принять 0.7 м.
Табл. 4.1. Таблица исходных данных.
( принимается по последней цифре шифра)
№ ва- 1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
рианта
К-во
жител.
чел.
8500 7900 9000 6700 8400 9800 8900 5600 6000 7000
------------------------------------------------------------------------------------Норма
водоотвед.,
л/сут. 300 350 230 320 280 350 340 300 250 260
------------------------------------------------------------------------------------Школа,
л/с
2.5 3.6 2.9 3.8 3.4 2.8 3.1 3.2 3.7 4.1
------------------------------------------------------------------------------------Промпредп.,
л/с
10.5 11.0 12.4 12.0 10.9 8.7 11.5 10.3 15.6 18.1
-------------------------------------------------------------------------------------Прачечная,
л/с
5.2
3.6 6.4 5.4 4.9 6.3 5.1
6.1 7.2 6.3
---------------------------------------------------------------------------------------
17
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Система канализации предназначена для приема , отвода за пределы
населенного пункта , очистки , обеззараживания сточных вод.
В отличии от водопровода сточная жидкость движется по
трубам и коллекторам канализационной сети самотеком. При этом
трубы, как правило, работают неполным сечением. Расчет канализационной сети включает:
- вычисление расчетных расходов сточных вод на участках;
- определение диаметров труб на участках;
- назначение такого уклона трубопровода, чтобы соблюдались соотношения:
h h
Vmin  Vф  Vmax ,
 доп.
d d
где Vmin - минимальная расчетная скорость движения сточной жидкости, принимается по СНиП 2.04.03-85 (табл.16) в заh
висимости от расчетного наполнения ;
d
Vmax - максимальная допустимая скорость движения сточной
жидкости, принимаемая в зависимости от материала труб по СНиП
2.04.03- 85 (п.2.36);
Vф - расчетная скорость движения сточной жидкости;
h
доп. - наибольшее расчетное наполнение труб, принимаd
ется по табл. 16 СНиП 2.04.03-85.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТА.
На основании трассировки составляется расчетная схема водоотводящей сети ( см. опытно-демонстрационную программу kans.exe) .
На этой схеме узлы изображаются кружками, в которых указывается
номер узла, а на выносках проставляется отметка земли и сосредоточенный расход сточной жидкости, поступающий в узел. На линиях указывается:номер участка, равный меньшему номеру узла, примыкающего
к данному участку, длина участка, площадь территории стока, тяготеющей к рассматриваемому участку (площадь стока),га. Порядок нумерации
узлов произвольный, однако целесообразно пользоваться каким-либо
правилом обхода узлов сети (змейкой, по кругу и т.п.).
18
Длина участка определяется по генплану , с учетом масштаба.
Площадь стока, тяготеющую к рассматриваемому участку следует
определять предварительно разбив кварталлы жилой застройки на
площади стока, руководствуясь следующими правилами.
Квартал жилой застройки представляет собой прямоугольник,
параллелограмм, трапецию, треугольник. В этом случае проводятся биссектрисы углов и соединив точки их пересечения получают площади стока. Площади стока примыкающие к участку называтся
тяготеющими и принимается что весь сток от тяготеющей площади поступает в начало участка. Определив с помощью линейки геометрические
размеры вычисляют их площади. Площади стока наносятся на расчетную
схему ( см. опытно-демонстрационную программу).
Отметки земли в узлах водоотводящей сети определяются по
генплану . Сосредоточенные расходы сточных вод принимаются в соответствии с исходными данными для узлов где расположены промышленное предприятие, школа, прачечная. Расчет хоз-бытовой водоотводящей
сети осуществляется по программе “kans.exe” в диалоговом режиме.
Примечание: при запуске программы с дискеты необходимо ее оставить в
дисководе, убедившись в том, что она не защищена от записи.
По результатам расчета строиться профиль коллектора ( от наиболее удаленного узла сети до канализационной насосной станции КНС). См. образец на рис. 4.1.
19
Учебное издание
Составитель: Житенев Борис Николаевич
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.
К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Численные методы решения задач»
для студентов специальности 70 04 03 «Водоснабжение, водоотведение и
охрана водных ресурсов»,
заочной формы обучения.
Ответственный за выпуск: Житенев Б.Н.
Редактор: Строкач Т.В.
Корректор: Никитчик Е.В
________________________________________________________________
Подписано к печати 5.03.02 г. Формат 60х841/16. Бумага писчая. Гарнитура Times New
Roman. Усл. п. л. 2,2. Уч. изд. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ № . Отпечатано на ризографе учреждения образования «Брестский государственный технический университет». 224017, Брест, ул. Московская, 267.