某县给水排水管道工程初步设计课程设计

某县给水排水管道工程初步设计课程设计内容摘要：

12 1314 23 1415 34 1516 45 1617 56 1718 67 1819 78 1920 89 2021 910 2122 1011 2223 1112 2324 ⑴居民最高日生活用水量 Q1 ： Q1=qNf 其中： Q1― — 城市最高综合生活用水， m３ ／ d； q――最高日生活用水量定额，Ｌ／（ ）； 吉林化工学院给水排水工程 10 级管道工程课程设计 7 Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数； f――城市自来水 普及率，采用 f=100% 所以： Ⅰ区： Q1 ＝ 370 8 104 100%/1000＝ 104 m3/d Ⅱ区： Q1=240 9 104 100%/1000= 104 m3/d ⑵工业企业的生活用水量 Q2=∑ n Ni qi/1000 其中： Q2― — 工业企业职工生活用水， m3/d； n――每日班制 Ni――工业企业每班职工人口数； qi――职工生活用水量定额，Ｌ／（ ）； 一般车间取 25Ｌ／（ ），高温车间取 35Ｌ／（ ） 所以： 职工生活用水量： Ⅰ区 ： Q2=（ 1200 60% 35+1200 25 40%+1200 70%25+1200 30% 35） /1000= m3/d Ⅱ区 : Q2=(1800 70% 35+1800 30% 25) /1000= m3/d ⑶职工淋浴用水量 Q3=∑ n Ni qi/1000 其中： Q3― — 工业企业职工淋浴用水， m3/d； n――每日班制 Ni――工业企业每班职工人口 数； qi――职工淋浴用水量定额，Ｌ／（ ）； 一般车间取 40Ｌ／（ ），高温车间取 60Ｌ／（ ） 所以： 职工淋浴用水量： Ⅰ区 : Q3=（ 1200 40% 60+1200 40 60% 30%+1200 70%40 50%+1200 30% 60） /1000= m3/d Ⅱ区 ： Q3=（ 1800 70% 40 30%+1800 30% 60 ）/1000=⑷工业生产用水量 Q4=q B（ 1n） 吉林化工学院给水排水工程 10 级管道工程课程设计 8 其中： Q4― — 工业生产用水量， m３ ／ d； n――工业用水重复利用率 B――城市工业总产值 ， 万元； q――城市万元产值用水量， m３ ／万元 由原始设计资料可知，该地区有 甲，乙，丙 三 座工厂，生产用水分别为3000 m３ ／ d， 1800 m３ ／ d， 2400 m３ ／ d重复利用率分别为 10%， 15%， 20%则工业生产用水分别为： 甲 厂： Q4=3000（ 110%） =2700 m３ ／ d 乙 厂： Q4=1800（ 115%） =1530 m３ ／ d 丁 厂： Q4=2400（ 120%） =1920 m３ ／ d ⑸浇洒道路及绿地用水量 根据设计资料可知 Q5=500 m３ ／ d 分两次浇洒，可取时间段 910， 1415，相应每段的浇洒量为 250 m3。 ⑹火车站用水量 根据设计资料可知 Q6=600 m３ ／ d ⑺未预见用水量的计算 按最高日用水量的 25%算。 最高日的用水量包括居民的生活用水；工业用水及企业生活用水；浇洒道路及绿化用水。 则未预见用水总量： Q=（ 321 Q  + 4Q + 5Q ） = m3/d 按 24 小时平均分配得到每小时的未预见用水量为 /24=最高日设计流量 Qd： Qd ＝（ Q1+Q2+Q3+ Q4+ Q5+ Q6+ Q） ＝ m３ /d 吉林化工学院给水排水工程 10 级管道工程课程设计 9 第 3 章 管网定线 及水力计算 管网的布置形式 给水管网布置的要求 给水管网的布置应满足以下要求： ⅰ：按照城市规划的平面布置图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有发展的余地。 ⅱ :管网布置必须保证供水安全可靠，管线布置均匀，当局部管 网发生事故时，断水范围应减到最小。 ⅲ：力求以最短的距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。 给水管网布置的形式： 尽管给水管网有各种各样的要求，但不外乎最常用的两种布置形式，即树枝状管网和环状网。 树枝状管网一般适用于小城市和小型工矿企业，这类管网每个管段只有一个水流方向，计算方便，节约管材，但供水安全性差。 环状网中，管线连接成环状，每个管段至少有一个供水方向，供水可靠性好，但管网造价比较高。 它多用于大型城市，大型企业，断水影响大的城区等。 一般来说，在城市建设的初期，多数是树枝 状网，以后随着城市的发展再建设环状网，实际上，现有城市的给水管网，一般是将树枝网和环状网结合起来使用的，在城市中心采用环状网，边缘地区则采用树枝状网。 对供水安全性要求高的地区也应采用环状网。 方案的比较 有原始设计资料可以知道，本设计是为该地区新建给水系统，由于该城市有两个分区，且有大型的工厂，铁路从城市中心穿过，把城市分为一区和二区，火车站位于一区。 为了保证铁路北侧的街区的供水安全，以及甲厂和火车站的用水安全可靠，本设计应采用环状管网布置形式，给水厂设在河流的上游，且位于二吉林化工学院给水排水工程 10 级管道工程课程设计 10 区，城市的两个分区 各有自己的给水环状网，从二区到一区有两条主干管横穿铁路，为北侧的一区供水，选用两条主干管可以保证一区的供水安全，使事故时的损失减到最小。 城市管网定线是 指在地形平面图上确定管线的走向和位置。 定线时一般只限于管网的干管和干管之间的连接管，不包括从干管到用户的分配管和街道用户的进水管。 由于给水管线一般敷设在街道下，就近接入两侧的用户，所以，管网的形状应随城市的总平面图而定。 管网定线取决于城市的平面布置，供水区的地形，街区和用户的分布，特别是大用户的位置，河流，铁路，桥梁的位置等，管网定 线一般遵循以下原则： ⒈沿道路规划定线，走直线； ⒉靠近大用户，指向大用户； ⒊尽量平行敷设，沿供水方向平行布设干管，两条相邻干管间距一般为 500～800m； ⒋平行干管之间布设联络管，联络管平时不通水，只有事故时才采用，起到事故时输水的作用，一般间距为 800～ 1000m； 考虑了上述要求，城市管网将是树枝管和若干环组成的环状管网，管线大致均匀的分布于整个城市的给水区。 给水管网中还必须考虑管线的附属设备，如消火栓，阀门，排气阀，泄水阀等。 一般的，消火栓应 120m 设一个，经 有关部门同意，也可适当的增减，阀门则 800～ 1000m 设一个，且不能同时关闭 5个消火栓或阀门。 排气阀一般设在标高较高的地方，而泄水阀用于事故时放空管中的水，应设在标高较低的地方。 具体定线见给水管网平面布置图； 沿线流量的计算 比流量的计算 比流量是指假想的把除大用户之外的水量均匀分布在全部干管的计算长度上，吉林化工学院给水排水工程 10 级管道工程课程设计 11 单位长度的流量成为比流量。 若以 qs 表示比流量，则有： 其中： qs—— 比流量， L/ ； Q—— 管网总用水量 . L/s； ∑ q—— 大用户集中用水量 . L/s； ∑ l—— 干管计算长度 .m 计算长度 不包括穿越广场，公园等无建筑物的地区的管线，单侧供水的管段取实际长度的一半。 由设计用水量可以知道，该城区的总用水量为 ，其中大用户用水为 L/s，管长中包括不供水管不计算管段，计算长度为 0，还有单侧供水管，计算长度取实长的一半 ,其余管段则以实长计算。 由平面布置图得到： ∑ l=36640m，所以该环状网的比流量 为： qs=()/ 36640= L/ 沿线流量的计算 沿线流量是指供给该管段两侧的用户所需的流量，是比流量与管段长度的乘积。 由沿线流量定义可以得到： q1=L qs 其中 ： L—— 管段计算长度； qs—— 管段 比流量； 计算得到的沿线流量见附表 31 沿线流量计算表。 节点流量的计算 管网中 任意管段的流量，都由两部分组成，一部分是沿该管段长度 L 配水的沿线流量 q1，另一部分则是通过该管段输水到以后管段的转输流量 qt，转输流量沿线不变，而沿线流量则沿线配水，所以管段中的流量随水流方向逐渐减小，到管段末端只剩下转输流量，因此，从管段的起点到终点，管段中的流量是变化l qQqs 吉林化工学院给水排水工程 10 级管道工程课程设计 12 的。 按照用水量在全部干管上均匀分配的假定求出沿线流量，只是一种近似的方法，如上面所述，每一管段的沿线流量是沿线分配的。 对于流量变化的管段，难以确定管径和水头损失，所以有必要将沿线流量转化为从节点流出的流量。 这样，沿管线不再有流量流出，即管段中的流量不再沿管线变化，就可根据该流量确定管径。 节点流量就是假想的把沿线流量折算成管段两端节点流出的流量， 节点流量可按公式计算 ： q节 = 集中qqL  其中：∑ qL—— 与该节点相连的管段的沿线流量 . L/s q 集中 —— 该节点流出的集中流量 . L/s 由上述公式便可计算出各节点的节点流量，如节点 1，与它相连的管段有 1～ 2，1～ 6， 1～ 6， 1～ 2 的沿线流量分别为 ， ，且节点 1 没有集中流出的流量，则节 点 1的节点流量为 q7=（ +） /2= L/s 其余节点方法相同，详见附表 31 节点流量计算表： 管段初分流量 任一 管段的 计算流量实际上包括该管段两侧的沿线流量和通过该管段输送到以后管段的转输流量，为了初步确定管段的计算流量，必须按最大时用水量进行流量分配，得出各管段流量后，才能据此确定管径和进行水力计算，所以流量分配在管网计算中是一个重要的环节。 求出节点流量后，就可以进行管网的流量分配，分配到各管段的流量已经包括了沿线流量和转输流量，环状 网的流量分配比较复杂，因为各管段的流量没有直接的联系，并且在一个节点上连接几条管段，因此任一节点的流量包括该节点流量和流向以及流离该节点的几条管段流量。 所以环状网流量分配时，由于到任一节点的水流情况较为复杂，不能像树枝网一样，对任一管段得到唯一的流量值。 分配时，必须保证每一节点的水流连续性，也就是流向任一节点的流量必须吉林化工学院给水排水工程 10 级管道工程课程设计 13 等于流离任一节点的流量，以满足节点流量平衡条件。 用公式可表示为： ∑ qij+ qi=0 其中： ∑ qij—— 从节点 i到节点 j的管段流量， L/s； qi—— 节点 i的节点流量， L/s； 一般假定流离节点的流量为正，流向节点的流量为负。 流量分配 的原则有： ⑴按照管网的主要供水方向，初拟各管段的水流方向，并确定控制点（最不利点） ⑵从二泵站到控制点间，选定几条主要的平行干管线，尽可能平均分配流量，并满足节点方程。 ⑶连接管中可以分配少部分流量。 ⑷多水源管网，初步确定各水源的供水分界线，从各水源开始，寻供水的主流方向，按每一节点符合节点方程的条件，同时考虑经济性和安全性，进行流量的分配。 环状网流量分配后，即可得出各管段的计 算流量，由此可初步选定管径。 计算水头损失 给水管网任一管段水头损失为： mnh =il 式中 i— 单位管段长度的水头损失，或水力坡度； l— 管段 m， n的长度， m。 水头损失结果见附表 32 管道参数表： 管网平差 管网水力计算的目的在于求出各水源点的供水量，各管段的流量，管网平差的目的在于使各环状网能够均匀供水，保证供水的安全可靠，同时使管网的造价降到最低。 吉林化工学院给水排水工程 10 级管道工程课程设计 14 环状网的平差采用哈代 罗斯法，并忽略了公共管段传来的临环的校正流 量对本环校正流量的影响，可以简化计算。 管网平差的步骤是首先计算比流量，沿线流量，节点流量，然后进行流量的初步分配，初步选定流量的方向，一般以顺时针为正，逆时针为负，然后可以用经济流速确定管径，要求 DN＜ 400mm 时，流速应处于 ～ ，之间，当DN≥ 400mm 时，流速处于 ～ ，这样就可以查给水排水管材手册，确定了 i‰，以及水头损失，并。