Водонапірні та регулюючі ємності

Класифікація ємностей для зберігання води

Водонапірні і регулюючі ємності, використовувані в системах водопостачання, класифікують за такими основними ознаками:

  • - За функціональною ознакою: регулюючі, запасні, запасні-регулюючі;
  • - За конструктивним виконанням: водонапірні башти - необхідний натиск забезпечується установкою резервуара на підтримуючої конструкції необхідної висоти над поверхнею землі; напірні резервуари - натиск забезпечується установкою резервуара на відповідній піднесеної позначці місцевості; пневматичні установки - необхідний натиск забезпечується тиском стисненого повітря на поверхню води в герметичних резервуарах.

Регулюючі ємності забезпечують більш рівномірну роботу насосних станцій II підйому, запасні сприяють забезпеченню безперебійної роботи систем водопостачання. Запасні і регулюючі ємності застосовують наступних видів: резервуари, водонапірні башти, баки пневматичних установок і відкриті водойми.

Типи водонапірних башт та їх обладнання

Водонапірна вежа (рис. 6.1) складається з двох основних елементів - резервуара і підтримуючої конструкції.

Водонапірна залізобетонна башта з залізобетонним баком

Рис. 6. 1. Водонапірна залізобетонна башта з залізобетонним баком:

1 - переливна труба; 2 - залізобетонний бак; 3 - шатер; 4 - залізобетонний стакан; 5 - підвал; 6 - подающе-розводяща труба

Резервуари і підтримуючі конструкції башти слід проектувати залізобетонними. В окремих випадках допускається застосовувати місцеві будівельні матеріали (цегла і деревину) для виконання підтримуючих конструкцій, а для резервуарів - метал.

Металеві баки володіють рядом достоїнств - заводське виготовлення деталей або всього бака і швидкий монтаж. Проте зважаючи великої витрати металу і корозії їх дозволяється застосовувати тільки в сейсмічних районах.

Залізобетонні резервуари, як правило, мають циліндричну форму з плоским чи іншої форми днищем. Відношення висоти бака до його діаметра приймається від 0,5 до 1,2.

Велика висота вежі небажана, оскільки викликає збільшення висоти підйому води, підвищення напору і велике коливання його в системі.

Найбільшого поширення набули баки з попередньо напруженого залізобетону з плоским днищем, оскільки застосування сферичних днищ хоча й дає економію матеріалу, але ускладнює і здорожує будівельні роботи.

Залежно від кліматичних умов навколо бака башти може бути влаштований утеплюючий намет.

У системах господарсько-питного водопроводу резервуари для запобігання їх від засмічення і забруднення повинні бути перекриті. Для вентиляції бака передбачається вентиляційна труба, закрита сіткою з фільтром. Резервуар вежі спирається на підтримуючу конструкцію. Найбільшого поширення набули підтримуючі конструкції у вигляді залізобетонного циліндричного склянки, який виконується в рухомий опалубці.

Для обмеження надходження води в бак водонапірної башти встановлюють автоматичну апаратуру сигналізації рівня води в баку або поплавкові запірні клапани.

Визначення місткості бака водонапірної башти

Обсяг бака водонапірної башти V б визначають за формулою

де V - об'єм регулюючої ємності; Vп - протипожежний запас води.

Регулюючу ємність бака визначають за допомогою об'єднаних графіків або таблиць водоспоживання та подачі води насосами в систему водопостачання.

На рис. 6.2, а наведено суміщений ступеневий графік водоспоживання (суцільна лінія) і подачі води насосами в мережу (пунктирна лінія).

Для забезпечення мінімальної місткості бака графік подачі води насосами прагнуть максимально наблизити до графіку водоспоживання. Однак часте включення і виключення насосів ускладнює експлуатацію насосної станції і негативно позначається на електричній апаратурі керування насосними агрегатами, тому зазвичай призначають дво- або триступеневий режим роботи насосної станції. На наведеному графіку показаний двоступінчастий режим роботи: один щабель з подачею 2,5%, друга - 4,5% добового водоспоживання.

Графіки водоспоживання та подачі води насосами

Рис. 6.2. Графіки водоспоживання та подачі води насосами:

а - ступінчастий; б - інтегральний; 1 - графік водоспоживання; 2 - графік водоподачі

Обчислення місткості бака (у%) зручно вести, розташовуючи всі обчислення в таблиці (табл. 6.1).

Таблиця 6.1

Обчислення місткості бака водонапірної башти

Вартові проміжки

Витрата воли в місті

Подача води насосами

Надходження води в бак

Витрата води з бака

Залишок води в баку

1

2

3

4

5

6

0 ... 1

3,1

2,5

0,6

-0,6

1 ... 2

3,0

2,5

0,5

-1,1

2 ... 3

3,0

2,5

-

0,5

-1,6

3 ... 4

2,9

2,5

0,4

-2,0

4 ... 5

3,2

4,5

1,3

-0,7

5 ... 6

3,4

4,5

і

+0,4

6 ... 7

4,4

4,5

0,1

+0,5

7 ... 8

5,4

4,5

0,9

-1,4

8 ... 9

4,9

4,5

0,4

-1,8

9 ... 10

4,7

4,5

-

0,2

-2,0

10 ... 11

4,6

4,5

-

0,1

-2,1

11 ... 12

4,4

4,5

0,1

-2,0

12 ... 13

4,3

4,5

0,2

-1,8

13 ... 14

4,3

4,5

0,2

-

-1,6

14 ... 15

4,5

4,5

-

-

-1,6

15-16

4,8

4,5

0,3

-1,9

16 ... 17

4,4

4,5

0,1

-1,8

17 ... 18

4,3

4,5

0,2

-

-1,6

18 ... 19

5,0

4,5

-

0,5

-2,1

19-20

4,8

4,5

0,3

-2,4

20-21

4,6

4,5

0,1

-2,5

21-22

4,8

4,5

-

0,3

-2,8

22-23

3,4

4,5

U

-

-1,7

23-24

3,8

4,5

0,7

-1,0

100%

100%

Графи 2 і 3 заповнюють за даними ординат графіка рис. 6.2, а; графа 4 - кількість води, що надходить в бак, рівне різниці ординат подачі води і споживання її, тобто різниці чисел граф 3 і 2; графа 5 - кількість води, що з бака, рівне різниці ординат споживання води і подачі її насосами, тобто різниці чисел граф 2 і 3; графа 6 - залишок води в баку, який визначається алгебраїчною сумою чисел граф 4 (знак "+") і 5 (знак "-"). Регулююча місткість бака дорівнюватиме сумі абсолютних значень найбільшою позитивною і найбільшою негативної величини графи 6.

У розглянутому прикладі регулююча ємність бака вежі виходила рівною | 0,5 | + | -2,8 | = 3,3%.

Графічним способом можна визначити регулюючий обсяг бака за інтегральними графіками водоспоживання (крива 1) і водоподачі (крива 2, рис. 6.2, б).

По осі абсцис відкладають проміжки часу, а по осі ординат - кількість води. Числові значення ординат інтегрального графіка водоспоживання отримують підсумовуванням кількості води, спожитої або подається від початку доби до кінця кожного аналізованого проміжку часу доби. При рівномірній (одноступінчастої) роботі насосної станції інтегральний графік буде представлений у вигляді прямої лінії, що з'єднує початок координат з точкою А, відповідної 100% добового водоспоживання.

Регулюючу місткість бака визначають як суму абсолютних величин максимальної позитивною (+ 6%) і максимальною негативною (-1,42%) різниці ординат кривих подачі та споживання, тобто вона дорівнює 6 + | -1,42 | = 7,42%.

Протипожежний обсяг приймають:

  • - Для промислових підприємств - на 10-хвилинну тривалість гасіння пожежі внутрішніми пожежними кранами, а також спринклерними і дренчерними установками (при ручному включенні насосів) при одночасному найбільшому витраті води на інші потреби;
  • - Для населених пунктів - на 10-хвилинну тривалість гасіння одного внутрішнього і одного зовнішнього пожеж при одночасному найбільшому витраті води на інші потреби.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >