Đồ án Môn học mạng lưới cấp nước thiết kế mạng lưới cấp nước thành phố E

Mục lục ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ E A. Phần thứ nhất: Chuẩn Bị Và Tính Toán Lưu Lượng I. Mô tả những điều kiện tự nhiên, địa hình trong phạm vi thiết kế 1. Các tài liệu thiết kế Hình 1: Mặt bằng quy hoạch mạng lưới cấp nước thành phố E a. Điều kiện khí hậu của thành phố: hướng gió chủ đạo: đông nam b. Đặc điểm về địa hình thành phố thuộc vùng đồng bằng, dốc lên theo hướng đông nam- tây bắc, sông chảy theo hướng tây bắc – đông nam. Ở giữa thành phố có 1 cái hồ với diện tích khoảng 22.9638ha ( chiếm khoảng 2.1% diện tích thành phố. c. Các đặc điểm về quy hoạch thành phố gồm 2 khu dân cư, trong mỗi khu dân cư có 1 xí nghiệp. Diện tích cây xanh của thành phố chiếm khoảng 12%, được bố trí xung quanh thành phố. Diện tích đường và quảng trường chiếm khoảng 18% diện tích thành phố. Quảng trường được đặt ở trung tâm thành phố d. Đặc điểm về quy hoạch, xây dựng Khu vực dân cư 1: mật độ dân số : 225 ng/ha. số tầng nhà: 3-4 tầng mức độ trang thiết bị vệ sinh: loại3 – nhà có thiết bị vệ sinh, chậu tắm, và hệ thống thoát nước bên trong. diện tích khu vực I là 510.31 ha căn cứ vào bản đồ quy hoạch, ta thấy diện tích cây xanh của khu vực I là khoảng 101.04ha- 76.8% diện tích cây xanh của thành phố diện tích đường và quảng trường của thành phố là: 0.18 x 510.31 = 91.86ha diện tích xí nghiệp I là 49.4871ha à diện tích xây dựng của khu vực I là: 510.31-(101.04+91.86+49.4871)= 267.9225ha dân số của khu vực I là: 225. 267.9225 = 60283(người) có 1 xí nghiệp: Tên xí nghiệp Tống số công nhân số ca làm việc Nước sản xuất CN trong phân xưởng Số CN được tắm Khối tích PX nóng PX nguội PX nóng PX nguội l/s % % % % m3 I 3300 3 21 45 55 85 80 3200 Khu vực 2: mật độ dân số: 275ng/ha. số tầng nhà: 3-4 tầng, mức độ trang thiết bị vệ sinh loại 4- nhà có thiết bị vệ sinh, chậu tắm, hệ thống thoát nước và có thêm hệ thống tắm nước nóng cục bộ Diện tích khu vực II là: 586.6868ha căn cứ vào bản đồ quy hoạch, ta thấy diện tích cây xanh của khu vực II là khoảng 30.6ha- 23.2% diện tích cây xanh của thành phố diện tích đường và quảng trường của thành phố là: 0.18 x 586.6868 = 105.6ha diện tích xí nghiệp II là 63.976ha diện tích hồ trong khu vực là 22.9638ha diện tích xây dựng của khu vực là: 586.6868-(30.6+105.6+63.976+22.9638)= 363.55ha dân số của khu vực II là: 275.363.55= 99976(ng) Có 1 xí nghiệp Tên xí nghiệp Tống số công nhân số ca làm việc Nước sản xuất CN trong phân xưởng Số CN được tắm Khối tích PX nóng PX nguội PX nóng PX nguội l/s % % % % m3 II 2800 2 17 50 50 80 80 3200 II. Phân tích nhiệm vụ thiết kế Dựa vào các tài liệu thiết kế đã cho, ta thấy: - đây là 1 thành phố khá phát triển( được thể hiện qua mức độ trang thiết bị vệ sinh) - đặc điểm của 2 khu vực là khá tương đồng về quy mô dân số, diện tích, quy hoạch và xây dựng. - Địa hình của khu vực thấp dần theo chiều dòng chảy của sông, tạo thuận lợi cho mạng lưới cấp nước. - Thành phố có 1 khó khăn là chiều dòng sông ngược chiều với chiều gió thổi. chúng ta cần xem xét tới 2 khả năng là: vị trí đặt nhà máy ở cuối chiều gió thì lại là ở đầu nguồn và ngược lại. Trong đồ án này lựa chọn phương án đặt nhà máy ở cuối sông và cũng tương đối gần sông để thuận lợi cho việc thiết kế mạng lưới cấp nước. III. Xác định quy mô dung nước và công suất của trạm bơm cấp nước. Lập bảng thống kê lưu lượng tiêu dung cho thành phố theo từng giờ trong ngày 1. Xác định diện tích các khu xây dựng, đường phô, cây xanh, quảng trường. Dựa vào chức năng đo diện tích của phần mềm AutoCad ta đo được diện tích của các khu vực và của thành phố như sau: Diện tích khu vực I là: 510.3096ha Diện tích của khu vực II là: 586.6868ha Diện tích của toàn thành phố là: 1096.9964ha. diện tích cây xanh chiếm 12% diện tích thành phốà diện tích cây xanh là: 0.12 x 1096.9964= 131.64ha diện tích đường và quảng trường chiếm 18% diện tích thành phố à diện tích đường và quảng trường là: 0.18 x 1096.9964 = 197.46ha 2. Xác định lưu lượng dung cho nhu cầu sinh hoạt của các khu dân cư Công thức tổng quát: Qngđtb = Trong đó: qi : tiêu chuẩn dung nứoc cho 1 đầu người trong 1 ngày đêm ứng với từng khu vực khác nhau trong thành phố( lấy theo tiêu chuẩn 33- 2006) Khu vực 1 có mức độ trang thiết bị vệ sinh loại 3- nhà có thiết bị vệ sinh, chậu tắm và hệ thống thoát nứơc bên trong à q1 = 150( l/người) Khu vực 2 có mức độ trang thiết bị vệ sinh loại 4- nhà có thiết bị vệ sinh, chậu tắm, hệ thống thoát nứơc bên trong và có thêm tắm nước nóng cục bộ à chọn q2 = 200( l/người) Ni: dân số của khu vực tính toán Ni = Pi x Fi ( người) Trong đó Pi: mật độ dân số tính toán ừng với từng khu vực( người/ha) Fi: diện tích xây dựng ứng với từng khu vực(ha) theo phần trên: N1 = 60283( người) N2 = 99976( người) tổng số dân của thành phố là: 114820+156389 = 271209( người) ta có bảng tổng hợp lưu lượng nước dung cho nhu cầu sinh hoạt của khu vực như sau: Khu vực qi(l/người.ngđ) Ni (người) Qtbngđ(m3/ngđ) I 150 60283 9042.45 II 200 99976 19995.2 a. xác định lưu lượng tính toán trong ngày sử dụng nứoc lớn nhất và trong ngày sử dụng nứoc nhỏ nhất. Qngđmax = Qtbngđ x kmaxngđ Qngđmin = Qtbngđ x kminngđ hệ số sử dụng nứoc không điều hoà kmaxngđ và kminngđ phụ thuộcvào quy mô đô thị( dân số, trang thiết bị vệ sinh…). Cả 2 khu vực trong thành phố đều thuộc loại nhỏ nên chọn kmaxngđ= 1.4 và kminngđ= 0.9 Khu vực qi(l/người.ngđ) Ni (người) Qtbngđ(m3/ngđ) Qmaxngđ(m3/ngđ) Qminngđ(m3/ngđ) I 150 60283 9042.45 12659.43 8138.205 II 200 99976 19995.2 27993.28 17995.68 b. xác định lưu lượng tính toán trong giờ sử dụng nước lớn nhất trong ngày sử dụng nứoc lớn nhất và lưu lượng sử dụng nươc nhỏ nhất trong ngày sử dụng nứoc nhỏ nhất Qhmaxsh = Qhminsh= hệ số kmaxh , kminh lần lượt là hệ số sử dụng nước không điều hoà trong giờ sử dụng nước lớn nhất và nhỏ nhất. kmaxh = kminh = hệ số phụ thuộc vào trang thiết bị vệ sinh khu vực 1 có trang thiết bị vệ sinh loại 3 à chọn = 1.3, = 0.4 khu vực 2 có trang thiết bị vệ sinh loại 4 à chọn = 1.2, = 0.4 hệ số phụ thuộc vào số dân của khu vực KV I có số dân là 60283 người à chọn = 1.14, = 0.62 KV II có số dân là 99976 người à chọn =1.1, =0.7 Khu vực kmaxh kminh Qngdmax (m3/ngđ) Qminngd (m3/ngđ) Qhmax (m3/h) Qhmin (m3/h) I 1.3 1.14 1.5 0.4 0.62 0.28 12659.43 8138.205 781.72 84.09 II 1.2 1.1 1.35 0.4 0.7 0.312 27993.28 17995.68 1539.63 209.95 3. Xác định lưu lượng nước tưới đường, tưới cây xanh a. lưu lượng cho tưới cây xanh Qtc = Ftc x qtc (m3/ngđ) * khu vực 1: diện tích tưới cây xanh là: 101.04(ha) lựa chọn mục đích dùng nướclà tưới cây xanh đô thị nên chọn qtc = 3(l/m2) à Qtc,I = =3031.2(m3/ngđ) * khu vực 2: diện tích tưới cây xanh là: 30.6(ha) lựa chọn mục đích dùng nướclà tưới cây xanh đô thị nên chọn qtc = 3(l/m2) à Qtc,II = =918(m3/ngđ) b. lưu lượng cho rửa đường và quảng trường Qrđ = Frđ x qrđ (m3/ngđ) * khu vực 1: diện tích rửa đường và quảng trường : 0.18 x 510.3096 = 91.8557(ha) lựa chọn cách rửa bằng cơ giới, mặt đường và quảng trường đã hoàn thiện à chọn qrđ = 1.2( l/m2) à Qrđ,I = =1102.27(m3/ngđ) * khu vực 2: diện tích rửa đường và quảng trường : 0.18 x 586.6868 = 105.6(ha) lựa chọn cách rửa bằng cơ giới, mặt đường và quảng trường đã hoàn thiện à chọn qrđ = 1.2( l/m2) à Qrđ,II = =1267.24(m3/ngđ) à tổng lưu lượng tưới cây và rửa đường là: Qtc,rđ = 3031.2+918+1102.27+1267.24= 6318.63( m3/ngđ) 4. Lưu lượng nước dung cho các xí nghiệp công nghiệp cần xác định riêng cho từng xí nghiệp cụ thể Bảng phân tích số công nhân làm việc trong các xí nghiệp công nghiệp Tên xí nghiệp Tổng số CN Phân bố CN trong các phân xưởng số CN được tắm trong các phân xưởng PX nóng PX nguội PX nóng PX nguội % số người N1 % số người N2 % số người N3 % số người N4 1 2 33 4 5 6 7 8 9 10 I 3300 45 1485 55 1815 85 2805 80 2640 II 2800 50 1400 50 1400 80 2240 80 2240 a. Nước cho nhu cầu sinh hoạt của công nhân trong thời gian làm việc công thức tổng quát: Qshca =( m3/ca) Trong đó: 45,25 lần lượt là tiêu chuẩn nước cấp nhu cầu sinh hoạt của công nhân trong phân xưởng nóng và phân xưởng nguội; tính bằng l/người.ca Xí nghiệp I: Qshca == 112.2( m3/ca) Xí nghiệp II:: Qshca == 98( m3/ca) b. Nước tắm cho công nhân công thức tổng quát: Qtắmca =( m3/ca) Trong đó 60;40 lần lượt là tiêu chuẩn nước tắm của công nhân ở phân xưởng nóng và phân xưởng nguội, tính bằng l/người.ca Xí nghiệp I: Qtắmca == 273.9( m3/ca) Xí nghiệp II:: Qtắmca == 224( m3/ca) c. Nước sản xuất xí nghiệp I: 21(l/s) xí nghiệp II: 17(l/s) bảng tổng hợp lưu lượng nước cấp cho các xí nghiệp Tên xí nghiệp Lưu lượng nước cấp cho các xí nghiệp công nghiệp( m3/ca) Nước cho sinh hoạt Nước tắm Nước cho sản xuất cộng cho mỗi xí nghiệp 1 2 3 4 5 I 112.2 273.9 604.8 990.9 II 98 224 489.6 811.6 Tổng 210.2 497.9 1094.4 1802.5 5. Quy mô công suất của trạm bơm Qtr = (a x Qsh+Qt+∑Qxn) x b x c(m3/ngđ) Theo phần trên ta có: Qsh = Qmaxngđ, I + Qmaxngđ,II =27993.28+12659.43= 40652.71 ( m3/ngđ) Qt = 6318.63( m3/ngđ) ∑Qxn = 1802.5( m3/ca) = 990.9 x 3 + 811.6 x 2= 4595.9(m3/ngđ) Trong đó: - a: hệ số kể đến lượng nước dung cho sự phát triển công nghiệp địa phương Trong đồ án này, thành phố được quu hoạch hướng đến chức năng là các khu nhà ở và trung tâm thương mại, dịch vụ. nên chọn a= 1.05 - b: hệ số kể đến những yêu cầu chưa dự tính hết và lưu lượng nước hao hụt do rò rỉ trong quá trình vận hành hệ thống cấp nước Trong đồ án này, chọn hệ thống cấp nước mới, nên chọn b= 1.1 - c: hệ số kể đến lưu lượng nước dung cho bản than trạm cấp nước. nó phụ thuộc vào quy mô của trạm cấp nước. ta chọn c= 1.05 à Qtr = (1.05x 40652.71+6318.63+4595.9)x1.1x 1.05=61907.86(m3/ngđ) 6. Lập bảng thống kê lưu lượng nước tiêu dung cho toàn thành phố 7. Tính toán lưu lượng nước để dập tắt các đám cháy Lưu lượng để dập tắt cácđám cháy không đưa thường xuyên vào mạng lưới mà chỉ đưa vào khi có cháy sảy ra. Tính toán lưu lượng để dập tắt các đám cháy dựa theo tiêu chuẩn Phòng cháy chữa cháy 2262-1995. Khu vực I: dân số là: 60823 người, số tầng nhà: 3÷4 tầng, chọn loại không phụ thuộc bậc chịu lửa à số lượng đám cháy trong cùng 1 thời gian là: 2 Lưu lượng nước cho 1 đám cháy là: 35 (l/s) ( theo TCVN 2622-1995) Trong khu vực I có 1 xí nghiệp, có diện tích là: 49.4871ha <150ha à số đám cháy xảy ra là: 1 Xí nghiệp I có bậc chịu lửa là I, hạng sản xuất là D, đơn vị khối tích công trình là dưới 3000m3 à lưu lượng để dập tắt 1 đám cháy là: 5(l/s) Khu vực II: dân số là: 99976 người, số tầng nhà: 3÷4 tầng, chọn loại không phụ thuộc bậc chịu lửa à số lượng đám cháy trong cùng 1 thời gian là: 2 Lưu lượng nước cho 1 đám cháy là: 35 (l/s) ( theo TCVN 2622-1995) Trong khu vực I có 1 xí nghiệp, có diện tích là: 63.976ha <150ha à số đám cháy xảy ra là: 1 Xí nghiệp I có bậc chịu lửa là I, hạng sản xuất là D, đơn vị khối tích công trình là dưới 3000m3 à lưu lượng để dập tắt 1 đám cháy là: 5(l/s) Lưu lượng nước dung để dập tắt các đám cháy trong thành phố là: 2 x 35 + 1 x 5 + 2 x 35 + 1 x 5 = 150( l/s) thời gian tính toán để dập tắt các đám cháy là 3giờ = 10800(s) IV. Chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II. Tính thể tích bể chứa và đài nước 1. Chế độ làm việc của trạm bơm cấp II. Việc xác lập chế độ làm việc của trạm bơm cấp II phải bám sát vào chế độ tiêu thụ nước của thành phố và phải dựa trên nguyên tắc ∑ lưu lượng nước thiếu = ∑ lưu lượng nước thừa. Dựa vào biểu đồ tiêu thụ nước của thành phố, ta xác lập chế độ làm việc của trạm bơm cấp II gồm 3 cấp: cấp I sẽ bơm vào các giò thứ 1, thứ 2, thứ 3, thứ 4 và thứ 24. ở chế độ cấp I ta chọn 2 máy bơm làm việc song song à hệ số giảm lưu lượng α = 0.9 cấp II sẽ bơm vào các giờ thứ: 5, 6, 20, 21, 22, 23. ở chế độ bơm cấp II ta chọn số máy bơm làm việc song song là 3 à hệ số giảm lưu lượng α = 0.88 cấp III sẽ bơm vào các giờ còn lại. ở chế độ bơm cấp III ta chọn sốmáy bơm làm việc song song là 4 à hệ số giảm lưu lượng α = 0.85. Gọi lưu lượng của 1 máy bơm là a( m3/h) Qmaxngđ = 85959.871(m3/ngđ) = 2456.66(m3/h) Ta có: 5x 2x 0.9x a + 6x 3x 0.88x a + 13x 4x 0.85x a= 2456.66 à a = 35.6(m3/h) vậy chế độ bơm cấp I là: = 2.6% chế độ bơm cấp II là: chế độ bơm cấp III là: kết quả chế độ làm việc của trạm bơm cấp II được thể hiện ở biểu đồ sau 2. Xác định thể tích điều hoà của bể chứa và đài nước a. Chức năng của bể chứa và đài nước chứa lượng nước dự phòng để cấp nước cho các hộ gia đình khi hệ thống cấp nước có sự cố chứa lượng nước điều hoà giữa trạm xử lý lưu lượng đều trong ngày và trạm bơm nước sạch theo bậc nhất định và lượng nước tiêu thụ thực tế thay đổi trong giờ, trong ngày. chứa lượng nước cứu hoả chứa lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý, ngoài ra bể chứa hoặc đài nước phải có dung tích tối thiểu để đảm bảo thời gian tiếp xúc với clo khi sát trong nước, t≥ 30 phút bể chứa và đài nước còn có nhiệm vụ làm ổn định áp cho trạm bơm và mạng lưới b. Xác định tổng dung tích của bể chứa và đài nước Wtổng = Wđh + Wchữa cháy + Wd Trong đó: Wngđtb = = = 29037.65 - Wđh : tổng dung tích điều hoà giữa trạm xử lý có lưu lượng chảy đều trong ngày Kgiờ = 1 và lưu lượng nước tiêu thụ trong mạng thay đổi từng giờ với hệ số không điều hoà Khmax Wdh = Kw x Qmaxngđ Kw = (Khmax -1)x() Khmax = Xét cho toàn thành phố ta có: Dân sô toàn thành phố là: 160259( người) à = 1.07 mức độ trang thiết bị vệ sinh trong toàn thành phố từ loại 3 trở lên à chọn = 1.2 à Khmax = 1.07 x 1.2= 1.3 à Kw = 10% Wdh = 10% x 58959.871 = 5896(m3) - Wcc: lưu lượng để dập tắt các đám cháy Wcc = = 1620 (m3) - Wd: lượng nước dùng trong trạm xử lý để rửa bể lọc, cọ rửa các công trình xử lý nước cấp, sinh hoạt trong nội bộ trạm Wd = (5÷10) % Qmaxngđ Nguồn cung cấp nước cho trạm xử lý chủ yếu là nước sông nên ta chọn Wd = 8% Qmaxngđ Qmaxngđ = 58959.871 (m3/ngđ) Wd = 0.08 x 58959.871 = 4716.79 (m3) Như vậy, tổng dung tích của đài và bể chứa là: Wtổng = 5896+ 1620+ 4716.99 = 12232.79 (m3) c. Xác định dung tích của đài nước Lựa chọn đài nước đặt ở đầu mạng lưới. Dung tích của đài nước : Wđài = Wđh + 0.1Wcc Wcc = 1620 (m3) Wđh: dung tích điều hoà của đài nước Wđh = Kđ x Qmaxngđ Kđ = (1-Kb) + (Kmaxh -1) Trong đó: Kb : hệ số giờ bơm nước lớn nhất so với giờ trung bình, là tỷ số giữa lưu lượng bơm lớn nhất bơm ra mạng chia cho lưu lượng giờ trung bình trong ngày Kb = Trong đó:- Qbmax : lưu lượng bơm lớn nhất bơm ra mạng lưới tại 1 giờ bất kỳ dựa vào chế độ của trạm bơm cấp II, ta có lưu lượng bơm lớn nhất bơm ra mạng lưới là vào cấp thứ 3: 4.9%Qmaxngđ Qh: lưu lượng giờ trung bình trong ngày sử dụng nước lớn nhất. Qh = Qbmax = 0.049 x 58959.871 = 2947.99( m3/h) - Qmaxh : lưu lượng trung bình trong ngày sử dụng nước lớn nhất Qhmax = = = 2456.66( m3/h) Kb = =1.2 Khmax = 1.3 à Kđ = (1-1.2) + (1.3 -1)( = 0.01= 1% Wđh = 0.01 x 58959.871 = 589.6 (m3) à Wđài = 589.6 + 0.1 x 1620 = 751.6 (m3) d. cấu tạo đài nước Sơ đồ vận chuyển nước giữa trạm bơm- đài nước- mạng lưới và cấu tạo đài nước 1) ống dẫn nước từ trạm bơm lên đài và xuống đài; 2) van phao 3)ống dẫn nước xuống đài 4) ống dẫn nước chữa cháy; 5) đường ống xả tràn trong đài 6) ống xả cặn; 7) bầu đài; 8) thân đài; 9) khoá để quản lý; 10) đường ống dẫn nước ngoài phố đài có hình nấm. thân đài hình trụ tròn, bầu đài hình trụ tròn, có đường kính là 12m à diện tích đáy bầu đài là: = 113.1(m2) à H0 = chọn chiều cao bầu đài là: 7.5m e. Xác định dung tích của bể chứa Bể chứa nước sạch được đắt sau bể lọc và trước trạm bơm cấp II. Mực nước cao nhất trong bể chứa thấp hơn áp lực nước trong ống dẫn nước vào. Dung tích bể chứa : Wchứa = Wđh + Wc c + Wd Wđh = Wđh,tổng – Wđh, đài = 5896-589.6=5306.4 (m3) Wcc = 0.9 x 1620 = 1458 (m3) Wd = 4716.99 (m3) à Wbể chứa = 4716.79+ 1458+5306.4=11481.19(m3) f. cấu tạo bể chứa đường ống dẫn nước vào bể; 2) ống hút của máy bơm; 3) đường ống xả tràn 4) ống xả cặn; 5) ống thong hơi; 6) thang lên xuống; 7) lớp đất trên mặt bể 8) cửa thăm Trong đó: phễu của đường ống 1 đặt ở vị trí cao nhất trong bể, đảm bảo tính ổn định. phễu của ống hút máy bơm được đặt ở vị trí thấp nhất; chiều cao mặt phễu của đường ống xả tràn cao hơn mực nước thiết kế từ 200÷500mm, được nối thẳng ra hệ thống thoát nước của thành phố. chiều cao lỗ thông hơi cao hơn lớp đất khoảng 700mm. chiều cao lớp đất khoảng từ 0.5÷0.8m. cửa thăm có đường kính tối thiểu là 700mm. Dạng bể có đáy là hình vuông, có cạnh là 60m, chiều cao bể là 4m, mực nước trong bể là H = = 3.2m B. Phần thứ hai: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 1. Vạch tuyến mạng lưới cấp nước 1. Những đặc điểm chung Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới Mạng lưới cấp nước phải bao trùm tới tất cả các điểm dùng nước trong phạm vi thành phố Các tuyến ống chính phải kéo dài theo hướng vận chuyển chính của mạng lưới Các tuyến ống phải được liên hệ với nhau bằng các ống nối, tạo thành vòng khép kín liên tục. Các vòng cũng nên có hình dạng kéo dài theo hướng vận chuyển chính của mạng lưới. Các tuyến ống chính phải được bố trí ít quanh co gấp khúc, có chiều dài ngắn nhất và nước chảy thuận tiện nhất Các đường ống ít phải vượt qua các chướng ngại vật thiên nhiên, nhân tạo. Để đảm bảo chất lượng nước cấp tránh nhiễm bẩn thì phải đặt cách xa các khu vực đổ rác, nghĩa trang... Kết hợp chặt chẽ giữa hiện tại và phát triển trong tương lai của thành phố. Đảm bảo dễ dàng mở rộng mạng lưới nước cấptheo quy hoạch phát triển của thành phố và sự tăng tiêu chuẩn dùng nước. Dựa vào những nguyên tắc trên và theo quy hoạch của thành phố, ta vạch tuyến mạng lưới cấp nước như sau: BẢN VẼ TUYẾN CẤP NƯỚC BẢN VẼ TUYẾN CẤP NƯỚC CÓ LƯU LƯỢNG TẠI NÚT 2. Vị trí đài nước Do việc bố trí trạm bơm ở thượng lưu nguồn nước ( thượng lưu sông) và hướng vận chuyển chính thuận theo độ dốc địa hình nên ta lựa chọn vị trí đặt đài là ở đầu mạng lưói. II. Xác định các trường hợp tính toán cần thiết cho mạng lưới cấp nước Do vị trí đặt mạng lưới là ở đầu mạng lưới nên ta cần phải tính cho 2 trường hợp Tính toán mạng lưới cho giờ dùng nước nhiều nhất Tính toán kiểm tra mạng lưới khi phải đảm bảo cấp nước dập tắt các đám cháy trong giờ dùng nước nhiều nhất III. Xác định chiều dài tính toán, lưu lượng dọc đường của các đoạn ống, lập sơ đồ tính toán mạng lưới cho các trường hợp 1. Xác định chiều dài tính toán cho mạng lưới Căn cứ vào việc vạch tuyến ống dẫn nước, ta xác định chiều dài tính toán cho các đoạn ống như sau, (tính bằng m). Số TT Đoạn ống Chiều dài thực Khu vực I Khu vực II m ltt m ltt (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 1 1 712 1 712 0 0 2 2 583 1 583 0 0 3 3 376 1 376 0 0 4 4 246 1 246 0 0 5 5 322 0 0 1 322 6 6 200 1 200 0 0 7 7 1001 0 0 1 1001 8 8 879 0 0 1 879 9 9 642 0 0 1 642 10 10 265 1 265 0 0 11 11 790 1 790 0 0 12 12 881 1 881 0 0 13 13 1060 1 1060 0 0 14 14 560 1 560 0 0 15 15 878 1 878 0 0 16 16 660 1 660 0 0 17 17 389 1 389 0 0 18 18 741 0 0 1 741 19 19 1555 0 0 1 1555 20 20 623 0 0 1 623 21 21 626 1 626 0 0 22 22 681 1 681 0 0 23 23 705 1 705 0 0 24 24 394 1 394 0 0 25 25 623 0 0 1 623 26 26 360 0 0 1 360 27 27 498 0 0 1 498 28 28 428 0 0 1 428 29 29 337 0 0 1 337 30 30 372 0 0 1 372 Tổng cộng 18936 10555 6746 2. Lập sô đồ tính toán mạng lưới a. Trường hợp giờ dùng nước lớn nhất Dựa vào bảng thống kê lưu lượng nước dùng của thành phố, ta thấy giờ dùng nước nhiều nhất là giờ thứ 7( 6-7h): 5.61%Qmaxngđ tại thời điểm đó thì lưu lượng của máy bơm cấp II bơm vào mạng lưới là 5%Qmaxngđ lưu lượng nước dọc đường được xác định như sau: qIđv = + qIIđv = + qcđv = Trong đó: qIđv và qIIđv lần lượt là đơn vị dọc đường của khu vực I và II ( l/s.m) Qmaxsh,I và Qmaxsh,II lần lượt là lượng nước dùng cho sinh hoạt( có kể đến lượng nướcdùng cho phát triển công nghiệp địa phương) của khu vực I và II (l/s) qcđv: lưu lượng đơn vị dọc đường phân phối đều cho cả 2 khu vực(l/s.m) ∑Qt : tổng lưu lượng tưới cây , rửa đường (l/s) ∑Qdp : lượng nước kể đến nhu cầu chưa dự tính hết được và lượng nước rò rỉ thất thoát( l/s) ∑ltt,I : tổng chiều dài tính toán của khu vực I ∑ltt,II : tổng chiều dài tính toán của khu vực II Dựa vào bảng thống kê lưu lượng nước của thành phố, ta có: Qmaxsh,I = 598.16 (m3h) = 166 (l/s) Qmaxsh,II = 1322.69 (m3/h) = 367.4( l/s) Qt = 658.19( m3/ngđ) = 182.83(l/s) Qdp = 3309.389-3008.535= 300.854 (m3/4) = 83.57( l/s) qcđv = = 0.014( l/s.m) qIđv = = 0.03( l/s.m) qIIđv = + 0.015 = 0.058( l/s.m) lưu lượng dọc đường được xác định theo công thức: qdđ(i-k) = qđv x ltt(i-k) trong đó qdđ(i-k) : lưu lượng dọc đường của đoạn ống i-k Bảng tính lưu lượng dọc đường cho các đoạn ống Số TT Đoạn ống Chiều dài thực(m) Khu vực I, qđv= 0.03 l/s.m Khu vực II, qdv= 0.058 l/s.m m ltt(m) qdd(l/s) m ltt(m) qdd(l/s) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 1 1 712 1 712 21.36 0 0 0 2 2 583 1 583 17.49 0 0 0 3 3 376 1 376 11.28 0 0 0 4 4 246 1 246 23.85 0 0 0 5 5 322 0 0 0 1 322 18.676 6 6 200 1 200 6 0 0 0 7 7 1001 0 0 0 1 1001 58.058 8 8 879 0 0 0 1 879 50.982 9 9 642 0 0 0 1 642 37.236 10 10 265 1 265 7.95 0 0 0 11 11 790 1 790 23.7 0 0 0 12 12 881 1 881 26.43 0 0 0 13 13 1060 1 1060 31.8 0 0 0 14 14 560 1 560 16.8 0 0 0 15 15 878 1 878 26.34 0 0 0 16 16 660 1 660 19.8 0 0 0 17 17 389 1 389 11.67 0 0 0 18 18 741 0 0 0 1 741 42.978 19 19 1555 0 0 0 1 1555 90.19 20 20 623 0 0 0 1 623 36.134 21 21 626 1 626 18.78 0 0 0 22 22 681 1 681 20.43 0 0 0 23 23 705 1 705 21.15 0 0 0 24 24 394 1 394 11.82 0 0 0 25 25 623 0 0 0 1 623 36.134 26 26 360 0 0 0 1 360 20.88 27 27 498 0 0 0 1 498 28.884 28 28 428 0 0 0 1 428 24.824 29 29 337 0 0 0 1 337 19.546 30 30 372 0 0 0 1 372 21.576 Tổng 18936 10555 8381 Sau khi có lưu lượng dọc đường, xác đinh lưu lượng nút cho tất cả các nút trên mạng lưới Kiểm tra : ta có ∑Qnút = 802.748(l/s) ∑Qvào = 3309.389(m3/h) = 919.27(l/s) Lưu lượng tập trung là lưu lượng lấy vào các xí nghiệp tại các nút 5( xí nghiệp II) và nút 12( xí nghiệp I) ∑Qttrung = 10.024+4.991+273.9+75.6+3.78+61.2= 429.495(m3/h)= 119.27(l/s) ∑Qvào -∑Qttrung = 919.27-119.27= 800(l/s) Như vậy ∑Qnút = ∑Qvào -∑Qttrung Do đó quá trình tính toán lưu lượng dọc đường và lưu lượng nút là đúng. b. Lập sơ đồ tính toán cho trường hợp có cháy xảy ra Theo tính toán ở phân trên thì trong giờ có cháy sảy ra thì số đám cháy ra trong các khu vực là: Khu vực I( không kể xí nghiệp I): 2 Xí nghiệp I :1 Khu vực II( không kể xí nghiệp II): 2 Xí nghiệp II: 1 Trong tính toán coi lưu lượng để dập tắt các đám cháy như là lưu lượng lấy ra tập trung. Lưu lượng đẩy vào mạng lưới trong trường hợp có cháy sảy ra là: ∑Qv = ∑Qcc + QmaxD Trong đó: ∑Qv : Lưu lượng đẩy vào mạng lưới trong trường hợp có cháy sảy ra ∑Qcc : Tổng lưu lượng để dập tắt các đám cháy đồng thời xảy ra trên mạng lưới( l/s) ∑Qcc = 150(l/s) QmaxD: lưu lượng tiêu dùng của mạng lưới trong giờ dùng nước lớn nhất QmaxD = 919.27(l/s) à ∑Qv = 919.27+150= 1069.27(l/s) IV. Tính toán thuỷ lực mạng lưới 1. Trong giờ dùng nước max Tính toán thuỷ lực mạng lưới theo phương pháp Lobatrev. Kết quả tính toán như sau: Tên vòng Phân phối lưu lượng sơ bộ đoạn ống Tênđoạnống li-k (m) qi-k (l/s) di-k (mm) V (m/s) d So*106 s s*q s*q2 Tổn thất vòng I 1-17 199.52 339.24 600 1.2 1 0.02262 4.5132E-06 0.00153105 0.519394683 -0.1181597 17-2 359.55 325.8 600 1.15 1.0073 0.02262 8.1923E-06 0.00266907 0.869581861 2-3 321.9 306.02 600 1.08 1.0183 0.02262 7.4145E-06 0.00226899 0.694356007 1-9 375.63 500.12 800 0.99 1.031 0.00551 2.1354E-06 0.00106797 0.534114222 9-18 246.42 54.92 300 0.78 1.0637 0.8466 0.00022191 0.0121872 0.669320973 18-3 497.94 28.55 250 0.58 1.1244 2.187 0.00122446 0.03495822 0.998057061 II 1-9 375.63 500.12 800 0.99 1.031 0.00551 2.1354E-06 0.00106797 0.534114222 0.05373687 9-16 582.58 20.33 200 0.65 1.0913 6.959 0.00442429 0.08994581 1.828598412 1-16 712.47 60.62 300 0.86 1.0417 0.8466 0.00062833 0.03808934 2.308975765 III 3-4 1004.7 98.88 350 1.03 1.0262 0.3731 0.00038466 0.0380352 3.760920479 0.01294963 3-8 878.86 157.38 450 0.99 1.031 0.09928 8.9958E-05 0.01415755 2.228115665 8-4 641.71 31.34 250 0.64 1.1026 2.187 0.00154741 0.0484957 1.519855184 IV 9-18 246.42 54.92 300 0.78 1.0637 0.8466 0.00022191 0.0121872 0.669320973 -0.1683513 18-3 497.94 28.55 250 0.58 1.1244 2.187 0.00122446 0.03495822 0.998057061 3-8 878.86 157.15 450 0.99 1.031 0.09928 8.9958E-05 0.01413686 2.221607949 9-10 790.17 386.71 700 1 1.03 0.01098 8.9363E-06 0.00345577 1.336379509 10-19 264.53 50.72 250 1.03 1.0247 2.187 0.00059281 0.03006732 1.52501465 19-8 427.65 34.33 250 0.7 1.085 2.187 0.00101476 0.03483668 1.195943168 V 9-10 790.17 386.71 700 1 1.03 0.01098 8.9363E-06 0.00345577 1.336379509 0.23870379 10-15 880.62 13.89 150 0.79 1.085 30.65 0.02928511 0.40677011 5.650036852 9-16 582.58 20.33 200 0.65 1.0613 6.959 0.00430267 0.08747319 1.778329969 16-15 1060 45.62 250 0.93 1.03 2.187 0.00238777 0.10892991 4.969382599 VI 8-4 641.71 31.34 250 0.64 1.1026 2.187 0.00154741 0.0484957 1.519855184 0.08579677 4-5 1555.1 37.49 250 0.76 1.0677 2.187 0.00363134 0.13613878 5.103842707 8-7 741.32 82.36 350 0.86 1.05 0.3731 0.00029041 0.02391849 1.969926452 7-6 623.26 60.28 300 0.85 1.05 0.8466 0.00055403 0.03339699 2.013170318 6-5 622.79 42.31 250 0.86 1.0478 2.187 0.00142716 0.06038299 2.554804355 VII 10-19 264.53 50.72 250 1.03 1.0247 2.187 0.00059281 0.03006732 1.52501465 -0.2298936 19-8 427.65 34.33 250 0.7 1.085 2.187 0.00101476 0.03483668 1.195943168 8-7 741.32 82.36 350 0.86 1.05 0.3731 0.00029041 0.02391849 1.969926452 10-11 659.76 283.16 600 1 1.03 0.02262 1.5372E-05 0.0043526 1.232481112 11-20 389.06 42.86 250 0.87 1.0436 2.187 0.00088796 0.0380581 1.631170296 20-7 337.3 28.95 200 0.92 1.0457 6.959 0.0024545 0.07105791 2.05712643 VIII 10-11. 659.76 283.16 600 1 1.03 0.02262 1.5372E-05 0.0043526 1.232481112 -0.0924701 11-14 878.17 14.89 150 0.84 1.0618 30.65 0.02857922 0.42554453 6.336358026 10-15 880.62 13.89 150 0.79 1.085 30.65 0.02928511 0.40677011 5.650036852 15-14 559.79 21.99 200 0.7 1.0677 6.959 0.0041593 0.09146305 2.011272419 IX 11-20 389.06 42.86 250 0.87 1.0436 2.187 0.00088796 0.0380581 1.631170296 0.0464652 20-7 337.3 27.25 200 0.87 1.0457 6.959 0.0024545 0.06688525 1.822623062 7-6 623.26 60.28 300 0.85 1.05 0.8466 0.00055403 0.03339699 2.013170318 11-12 625.66 187.11 500 0.95 1.0343 0.05784 3.7429E-05 0.00700339 1.310403711 12-21 393.52 45.65 250 0.93 1.0362 2.187 0.00089177 0.04070948 1.858387732 21-6 372.19 28.95 200 0.92 1.0373 6.959 0.00268667 0.07777917 2.251707031 X 11-12 625.66 187.11 500 0.95 1.0343 0.05784 3.7429E-05 0.00700339 1.310403711 -0.1043504 12-13 705.31 15.7 150 0.89 1.0521 30.65 0.02274394 0.35707985 5.606153675 11-14 878.17 14.89 150 0.84 1.0618 30.65 0.02857922 0.42554453 6.336358026 14-13 681.04 5.09 150 0.29 1.2658 30.65 0.02642223 0.13448915 0.684549773 Tổn thất vòng ngoài là: Dh = h1-17 + h17-2 + h2-3 + h3-4 + h4-5 –h1-16 – h16-15 – h15-14 – h14-13 + h13-12 – h12-21 – h21-6 – h6-5 Dh = 0.518+0.868+0.693+3.756+5.093-2.56-2.269-1.867+5.043-0.92-2.35-3.763-2.487 Dh = -0.245(m)( thoả mãn) Kết quả sử dụng phần mềm EPANET khi tính toán thuỷ lực như sau: KẾT QÚA EPANET Length Flow Diameter Velocity Unit Headloss headloss Link ID m LPS mm m/s m/km m Pipe 1 712.5 60.62 300 0.86 4.13 2.9 Pipe 2 582.6 20.33 200 0.65 3.94 2.3 Pipe 3 375.6 500.1 800 0.99 1.73 0.6 Pipe 4 246.4 54.92 300 0.78 3.44 0.8 Pipe 5 321.9 306 600 1.08 2.83 0.9 Pipe 6 199.5 339.2 600 1.2 3.43 0.7 Pipe 7 1005 98.88 350 1.03 4.83 4.9 Pipe 8 878.9 157.4 450 0.99 3.36 3 Pipe 9 641.7 31.34 250 0.64 2.96 1.9 Pipe 10 264.5 50.72 250 1.03 7.22 1.9 Pipe 11 790.2 386.7 700 1 2.06 1.6 Pipe 12 880.6 13.89 150 0.79 7.9 7 Pipe 13 1060 45.62 250 0.93 5.94 6.3 Pipe 14 559.8 21.99 200 0.7 4.56 2.6 Pipe 15 878.2 14.89 150 0.84 8.98 7.9 Pipe 16 659.8 283.2 600 1 2.45 1.6 Pipe 17 389.1 42.86 250 0.87 5.29 2.1 Pipe 18 741.3 82.36 350 0.86 3.44 2.6 Pipe 19 1555 37.49 250 0.76 4.13 6.4 Pipe 20 623.3 60.28 300 0.85 4.09 2.5 Pipe 21 625.7 187.1 500 0.95 2.77 1.7 Pipe 22 681 5.09 150 0.29 1.23 0.8 Pipe 23 705.3 15.7 150 0.89 9.91 7.1 Pipe 24 393.5 45.65 250 0.93 5.94 2.3 Pipe 25 622.8 42.31 250 0.86 5.16 3.2 Pipe 26 359.5 325.8 600 1.15 3.18 1.1 Pipe 27 497.9 28.55 250 0.58 2.49 1.2 Pipe 28 427.6 34.33 250 0.7 3.51 1.5 Pipe 29 337.3 27.25 200 0.87 6.78 2.3 Pipe 30 372.2 28.95 200 0.92 7.58 2.8 2. Trường hợp có cháy sảy ra trong giờ dùng nước max Trong giờ có cháy sảy ra lưu lượng trong mạng lưới tăng lên. Lưu lượng để dập tắt các đám cháy được coi là lưu lượng tập trung trên mạng lưới và được phân bố cụ thể như sau: Khu vực I có 2 đám cháy đồng thời sảy ra tại các nút thứ 10 và nút thứ 16; lưu lượng tại mỗi nút được tăng thêm là 35(l/s) so với trường hợp trong giờ dùng nước max. Xí nghiệp I có 1 đám cháy sảy ra, lưu lượng lấy ra tại nút thứ 12 với lưu lượng tăng thêm so với trường hợp trong giờ dùng nước max là 5 (l/s) Khu vực II có 2 đám cháy đồng thời say ra. Lưu lượng để dập tắt các đám cháy đó được lấy ra tại nút thứ 3 và nút thứ 7. lưu lượng lấy ra tại các nút này tăng thêm so với trường hợp trong giờ dùng nước max là 35(l/s) Xí nghiệp II có 1 đám cháy đồng thời sảy ra. Lưu lượng để dập tắt đám cháy được lấy ra tại nút thứ 5 với lưu lượng là 5(l/s) Sử dụng phần mềm EPANET cho ta kết quả tính toán thuỷ lực như sau KẾT QUẢ EPANET Length Diameter Flow Velocity Unit Headloss headloss Link ID m mm LPS m/s m/km m Pipe 1 712.47 300 84.11 1.19 7.58 5.4 Pipe 2 582.576 200 29.45 0.94 7.82 4.6 Pipe 3 375.63 800 575.17 1.14 2.25 0.8 Pipe 4 246.42 300 60.66 0.86 4.14 1 Pipe 5 321.895 600 357.45 1.26 3.78 1.2 Pipe 6 199.522 600 390.67 1.38 4.45 0.9 Pipe 7 1004.662 350 104.16 1.08 5.32 5.3 Pipe 8 878.857 450 174.28 1.1 4.06 3.6 Pipe 9 641.708 250 30.23 0.62 2.77 1.8 Pipe 10 264.527 250 55.68 1.13 8.58 2.3 Pipe 11 790.168 700 446.9 1.16 2.7 2.1 Pipe 12 880.616 150 15.1 0.85 9.22 8.1 Pipe 13 1060 250 43.23 0.88 5.37 5.7 Pipe 14 559.789 200 20.81 0.66 4.11 2.3 Pipe 15 878.167 150 15.6 0.88 9.79 8.6 Pipe 16 659.761 600 302.17 1.07 2.77 1.8 Pipe 17 389.056 250 50.48 1.03 7.16 2.8 Pipe 18 741.315 350 105.33 1.09 5.43 4 Pipe 19 1555.136 250 41.65 0.85 5.01 7.8 Pipe 20 623.256 300 55.9 0.79 3.56 2.2 Pipe 21 625.657 500 197.79 1.01 3.07 1.9 Pipe 22 681.042 150 4.62 0.26 1.03 0.7 Pipe 23 705.307 150 16.17 0.91 10.46 7.4 Pipe 24 393.516 250 50.87 1.04 7.26 2.9 Pipe 25 622.794 250 43.15 0.88 5.35 3.3 Pipe 26 359.548 600 377.23 1.33 4.17 1.5 Pipe 27 497.936 250 34.29 0.7 3.5 1.7 Pipe 28 427.646 250 39.29 0.8 4.5 1.9 Pipe 29 337.295 200 34.87 1.11 10.7 3.6 Pipe 30 372.189 200 34.17 1.09 10.3 3.8 V. Tính toán hệ thống vận chuyển nước từ trạm xử lý đến đầu mạng lưới và từ mạng lưới đến đài nước. 1. Tính toán hệ thống vận chuyển từ mạng lưới lên đài nước Giờ vận chuyển nước lên đài nhiều nhất là giờ có chênh lêch lượng nước bơm vào từ trạm bơm cấp II với lượng nước tiêu thụ của thành phố là max Căn cứ theo biểu đồ thể hiện chế độ tiêu thụ nước của thành phố và chế độ của trạm bơm cấp II ta thây giờ vận chuyển nước lên đài nhiều nhất là giờ thứ 3 lượng nước vận chuyến nước lên đài là: (2.6% - 1.91%)x Qmaxngđ = 0.69%Qmaxngđ = 113.01(l/s) lượng nước ra đài trong giờ dùng nước max là (5.61%- 4.9%) Qmaxngđ = 116.28(l/s) như vậy tính chọn đường kính D của tuyến ống dẫn nước lên đài dựa theo giờ vận chuyển nước ra đài trong giờ dùng nước max, với Q = 116.28(l/s) chọn D = 400mm kiểm tra: v== 0.92(m/s) thoả mãn vận tốc kinh tế vị trí đài cách điểm đầu vào của mạng lưới là 100m xác định tổn thất trên tuyến ống dẫn nước từ đài vào mạng lưới a. trường hợp nước từ đài vào mạng lưới D = 400mm, à S0 = 0.1859 V = = 0.92(m/s) < 1.2(m/s) à d = 1.0373 S= 100 x 1.0373 x 0.1859 = 19.28 h = 19.28 x 116.282x 10-6 = 0.26m b. trường hợp nước từ mạng lưới lên đài v = = 0.9(m/s) d = 1.04 à S = 0.1859 x 0.9 x 100 = 19.33 tổn thất h= 19.33 x 113.012 x 10-6 = 0.25m VI. Tính toán chiều cao đài nước , cột áp công tác của máy bơm cấp II và áp lực tự do tại các nút trong mạng lưới 1. Tính chiều cao đài nước chiều cao đài nước được xác định như sau: Hđ = (Zn - Zđ) +Hn ++hd Trong đó: Zn : cao trình cốt mặt đắt tại điểm bất lơi nhất Zđ: cao trình vị trí đặt đài. Theo bố trí đài nước trên mặt bằng ta có Zđ = 34.57m Hn: cột nước tự do tại điểm bất lơi nhất. điểm bất lợi nhất nằm trong khu vực nhà có từ 3÷4 tầng, nên Hn = 20m : tổn thất trên tuyến từ điểm đầu vào của mạng lưới cho đến điểm bất lợi nhất hd: tổn thất áp lực trên ống vận chuyển từ đài nước vào mạng lưới trong giờ dùng nước hd = 0.26m = 14m à Hđ = 31.36-34.57+20+14+0.26 =31.05m 2. Tính chiều cao công tác của máy bơm Lựa chọn tuyến ống dẫn từ trạm bơm đến đầu mạng lưới bằng vật liệu thép, chiều dài là 1000m; đường kính D= 1000mm àS0 = 0.001699, v = 0.58524(m/s); à d = 1.1217 à S = 0.001699 x 1000 x 1.1217= 1.90577 Lưu lượng trên 1 tuyến ống dẫn là: = 459.65(l/s) hf = S x q2 = = 0.5m Ta phải tính cho 2 trường hợp a.trường hợp nước vào đài Hbmax = (Zđ – Zb) + + Hđ + à Hbmax = 34.57-34.8 + 0.25+0.5+ 31.05+ = 35.8m b.trường hợp giờ dùng nước max Hbmax = (Zn- Ztb) + + Hnđbl Trong đó: = + = 0.5m : tổn thất từ điểm đầu mạng lưới đến điểm bất lợi nhất trong giờ dùng nước max Do từ điểm đầu vào mạng lưới đến điểm bất lợi nhất nước chảy theo 2 tuyến nên hm = x (h1-17-2-3-4-5 + h1-9-10-11-12-21-6-5) h1-17-2-3-4-5 = 0.7+1.1+0.9+4.9+6.4=14m h1-9-10-11-12-21-6-5 = 0.68+1.14+0.91+4.85+6.42=14m à hm = x (14+14)= 14m à Hbmax = 31.36-34.8+14+0.5+20=31.06m c. trường hợp có cháy sảy ra trong giờ dùng nước max Khi có cháy sảy ra thì đài chỉ hoạt động 10 phút do hoặc là đài bị dốc cạn nước hoặc là do đài bị khoá lại đề phòng trường hợp nước tràn ra khỏi đài do chiều cao cột nước đo áp tại điểm xây dựng đài lớn hơn chiều cao đài. Như vậy lượng nươc chữa cháy chỉ do trạm bơm cấp II cung cấp. Áp lực của máy bơm chữa cháy là : Hbcc = Zccđbl – Ztb++ Hcc đblct Trong đó : điểm bất lợi nhất khi có cháy sảy ra là điểm 5 à Zccđbl = 31.36m Ztb = 34.8m Lưu lượng mà trạm bơm cấp II cung cấp ra mạng lưới trong trường hợp có cháy sảy ra trong giờ dùng nước max là: 919.27 + 150 = 1069.27( l/s) vậy lưu lượng trên 1 tuyến ống dẫn là: q = (l/s) với đường kính ống là 1000mm, à v = = 0.68(m/s) S0 = 0.001699; d = 1.0913à S = S0 x l x d = 0.001699 x 1000 x 1.0913 = 1.854 Tổn thất từ trạm bơm cấp II đến đầu mạng lưới là: h = 1.854 x = 0.68m tổn thất từ đầu mạng lưới đến điểm bất lợi nhất khi có cháy sảy ra là : h = x( h1-9-10-11-12-21-6-5 + h1-17-2-3-4-5 ) h1-9-10-11-12-21-6-5 = 0.85+2.13+1.83+1.92+2.86+3.83+3.33=16.75m h1-17-2-3-4-5 = 0.89+1.5+1.22+5.34+7.79=16.75m à h = x( 16.75+16.75) = 16.75m à = 16.75+ 0.53 = 17.28m Ở Việt Nam chưa hệ thống chữa cháy áp lực cao, nên ta chọn hệ thống chữa cháy là áp lực thấp Hccct = 10 à Hbcc = 31.36-34.8+0.68+16.75+10= 23.99m 3. Chọn máy bơm hệ thống Để chọn được máy bơm, ta cần biết điểm công tác của máy bơm ( H~Q) cột nước toàn phần của máy bơm là Hbtp = Hb + (ZMNTN – ZTB) + hnb trong đó: Hbtp : cột nước toàn phần của máy bơm Hb : cột nước của máy bơm trong các trường hợp hh : chiều cao hút hình học, tính từ mực nước thấp nhất trong bể chứa ứng với thời điểm tính toán đến trục máy bơm hnb : tổn thất áp lực trong nội bộ trạm bơm( tính với cả ống hút, ống đẩy của các máy và các thiết bị van khoá trong nhà trạm). khi thiết kế sơ bộ đối với máy bơm sinh hoạt chọn hnb = 2m a. chọn máy bơm hệ thống phục vụ cho trường hợp giờ dùng nước max Qb = 919.27(l/s) chế độ bơm của trạm bơm ứng với giờ dùng nước max là chế độ bơm cấp III( có 4 máy làm việc song song), lưu lượng của 4 máy bơm là 4.9% Qmaxngđ = 4.9% x 58959.871= 2889(m3/h) = 802.51(l/s) à lưu lượng của 1 máy bơm là Q1 máy = = 722.25(m3/h) = 200.63(l/s) à lượng nước còn lại ở trong bể là: 11481.19- 2889 = 8592.19(m3) à chiều cao mực nước trong bể là: h = = 2.4m à cao trình mực nước là Ñmn = 32.33+2.4 = 34.73m à Hbtp = 34.73-34.8 + 2+31.06 = 32.99m Vậy chọn máy bơm trong giờ dùng nước max có đường cong đặc tính H~Q đi qua điểm công tác (32.99m; 200.63/s) Với điểm công tác trên ta chọn được máy bơm là Eta R 250-400; đường kính D = 360mm. b. chọn máy bơm hệ thống cho trường hợp vận chuyển lớn nhất vào đài lưu lượng của trạm bơm cấp II trong trường hợp vận chuyển nước lớn nhất lên đài là: Qtb = 2.6% x Qmaxngđ = 2.6% x 58959.871 = 1532.96(m3/h) = 425.82(l/s) giờ vận chuyển nước lên đài ứng với chế độ bơm cấp I, có 2 máy bơm làm việc song song lưu lượng của 1 máy bơm là Q1 máy = = 236.57(l/s) à lượng nước còn lại trong bể là: 11481.19 – 1532.96 = 9948.23m3 chiều cao cột nước trong bể là: h = = 2.76m à ZMNTN = 32.33 +2.76= 35.09m Hbtp = ( 35.09- 34.8) + 2+ 35.8 = 38.09m Như vậy chọn máy bơm phục vụ trong trường hợp vận chuyển lên đài lớn nhất có đường cong đặc tính H~Q đi qua điểm công tác là ( 37.09m; 236.57l/s) c. chọn máy bơm hệ thống phục vụ cho trường hợp có cháy sảy ra trong giờ dùng nước max trong giờ có cháy sảy ra trong giờ dùng nước max thì trạm bơm làm việc ở chế độ bơm cấp III, tuy nhiên trong giờ có cháy thì điểm công tác không nằm trên đường cong đặc tính làm việc chung của 4 máy bơm hoạt động trong giờ chưa có cháy. Do đó phải chọn riêng máy bơm cho trường hợp có cháy sảy ra trong giờ dùng nước max. lưu lượng máy bơm cung cấp vào mạng lưới trong trường hợp này là 1069.27(l/s) = 3849.37(m3/h) ta chọn 2 máy bơm làm việc trong trường hợp này. lượng của 1 máy bơm là Q1 máy = = 534.65(l/s) lượng nước còn lại trong bể là 11481.19- 3849.37 = 7631.82(l/s) chiều cao mực nước trong bể là h = = 2.12m cao trình mực nước trong bể là Ñmực nước = 2.12 + 32.33 = 34.45m à Hbtp = 34.45 – 34.8 + 2 + 23.84 = 25.49m vậy chọn máy bơm hệ thống trong trường hợp có cháy sảy ra trong giờ dùng nước max có đường cong đặc tính đi qua điểm công tác là (534,65; 25.49 ) với điểm làm việc là ( 534,65; 25.49) ta chọn được máy bơm là RDL 400-390; đường kính bánh xe công tác là 360mm 4. Tính toán áp lực tự do tại các điểm nút trên mạng lưới a. Trường hợp giờ dùng nước max Bảng xác định cột nước tự do tại các nút trên mạng lưới Điểm tính toán Đoạn ống Cốt mặt đất(m) Tổn thấtáp lực(m) Cốt đo áp(m) áp lực tự do Hi(m) Ghi chú (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Trạm bơm 34.8 65.9 31.1 Trạm bơm- 1 0.5 1 34.5 65.4 30.9 1-17 0.7 17 34.5 64.7 30.2 17-2 1.1 2 34.6 63.6 29 2-3 0.9 3 34.3 62.7 28.4 3-4 4.9 4 33 57.8 24.8 4-5 6.4 5 31.4 51.4 20 1-9 0.6 9 34.1 64.8 30.7 9-10 1.6 10 33 63.2 30.2 10-11 1.6 11 31.8 61.6 29.8 11-12 1.7 12 31.3 59.9 28.6 12-21 2.3 21 31.3 57.6 26.3 21-6 2.8 6 31.4 54.8 23.4 9-18 0.8 18 34.1 64 29.9 10-19 1.9 19 32.4 61.3 28.9 11-20 2.1 20 31.9 59.5 27.6 1-16 2.9 16 33.8 62.5 28.7 16-15 6.3 15 33 56.2 23.2 15-14 2.6 14 31.8 53.6 21.8 14-13 0.8 13 31.2 52.8 21.6 Kết quả tính toán áp lực tại các nút theo phẩn mềm EPANET : IN KẾT QUẢ EPANET( CẢ HÌNH VẼ MẠNG LƯỚI VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN) b. trường hợp có cháy sảy ra Bảng xác định cột nước tự do tại các nút trên mạng lưới Điểm tính toán Đoạn ống Cốt mặt đất(m) Tổn thấtáp lực(m) Cốt đo áp(m) áp lực tự do Hi(m) Ghi chú (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Trạm bơm 34.8 58.8 24 Trạm bơm- 1 0.7 1 34.5 58.1 23.6 1-17 0.9 17 34.5 57.2 22.7 17-2 1.5 2 34.6 55.7 21.1 2-3 1.2 3 34.3 54.5 20.2 3-4 5.3 4 33 49.2 16.2 4-5 7.8 5 31.4 41.4 10 1-9 0.8 9 34.1 57.3 23.2 9-10 2.1 10 33 55.2 22.2 10-11 1.8 11 31.8 53.4 21.6 11-12 1.9 12 31.3 51.5 20.2 12-21 2.9 21 31.3 48.6 17.3 21-6 3.8 6 31.4 44.8 13.4 9-18 1 18 34.1 56.3 22.2 10-19 2.3 19 32.4 52.9 20.5 11-20 2.8 20 31.9 50.6 18.7 1-16 5.4 16 33.8 52.7 18.9 16-15 5.7 15 33 47 14 15-14 2.3 14 31.8 44.7 12.9 14-13 0.7 13 31.2 44 12.8 IN KẾT QUẢ EPANET( CẢ HÌNH VẼ MẠNG LƯỚI VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN) 5. Biểu đồ áp lực vòng bao 6. Hệ thống vận chuyển từ trạm bơm cấp II đến mạng lưới Sơ đồ tính toán số đoạn ống nối giứa 2 ống dẫn nước từ trạm bơm CII vào mạng lưới Để đảm bảo an toàn hệ thống cấp nước, hệ thống vận chuyển nước cần phải tính toán với số tuyến ống tối thiểu là 2. Việc xác định số đoạn ống nối giữa 2 đoạn ống phải dựa trên nguyên tắc: tổn thất trên tuyến ống dẫn khi bị hỏng 1 tuyến nào đó và không có các đoạn ống nối phải bằng tổn thất trên tuyến ống khi 1 tuyến ống dẫn nào đó bị hỏng và có các đoạn ống nối. Khi 2 tuyến ống làm việc bình thường, cột nước toàn phần của máy bơm là: Hbtp = 33.06m và Hb = 31.06m Khi có sự cố ( 1 tuyến ống bị hỏng, tuyến dẫn nước chỉ còn 1 tuyến ống hoạt động), lúc này lưu lượng phải đảm bảo 0.7Qhmax, áp lực tự do tại điểm bất lợi nhất vẫn là 20m, tổn thất qua mạng giảm h = Sx (0.7Qmaxh)2 = 0.5x Sx (Qmaxh)2 = 0.5 x hmạng Lúc này tổn thất áp lực trong ống dẫn tăng lên, lưu lượng giảm, nên áp lực ở đầu bơm tăng thêm 1 đoạn là Dh Để xác đinh được Dh ta cần biết đường cong đặc tính chung của 4 máy bơm khi chúng làm việc song song bản vẽ đường cong đặc tính chung của 4 máy bơm khi chúng làm việc song songNhư vậy khi có sự cố lưu lượng mà máy bơm bơm ra là: 70% x Qhmax = 0.7 x 919.27 = 643.5(l/s) ứng với lưu lượng này, tra trên đường cong đặc tính ta có cột nước của 4 máy bơm khi làm việc chung là Hbtp = 36 m à Hb = 36- 2 = 34m Khi có sự cố: Hb = Zn –Zb +Hn +hmạng x 0.5+ Ssự cố (0.7Qmaxh)2 à Ssự cố = = à Ssự cố = 2.52 x 10-5 tổn thất khi có sự cố và chưa có các đoạn ống nôi là: h = Ssự cố x q2 khi có n đoạn ống nối thì số đoạn ống nối này chia chiều dài ống thành n+1 đoạn, mỗi đoạn có chiều dài li = khi 1 đoạn ống trong n+1 đoạn bị hỏng, còn lại n đoạn làm việc với lưu lượng là q/2, 1 đoạn làm việc với lưu lượng là q à tổn thất là: h =n x S0 x li x + S0 x li x q2 = q2 x l x S0 x = q2 x () tổn thất khi 1 tuyến ống bị hỏng và không có các đoạn ống nôi là h = Ssự cố x q2 à Ssự cố= = à n = = = -0.23 vậy không cần đặt đoạn ống giữa 2 tuyến ống dẫn nước VII. Tính toán thiết kế 1 vài chi tiết