Инженерные системы

метки: Здание, Система, Инженерный, Сооружение, Водоснабжение, Канализация, Насос, Трубопровод

Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя разработан: канд.техн.наук, доцентом Эповым Георгием Клеонниковичем, преподавателем Рожковым Андреем Владимировичем, ассистентом Ким Ларисой Борисовной

Обсужден на заседании кафедры «ТСПиА»

Протокол № ______от «______»________2008 г.

Зав. кафедрой_____________ «____»________2008 г.

Одобрен методическим бюро факультета инженерно-строительного

Протокол № ______от «______»________2008 г.

Председатель_______________ «____»________2008 г.

1 Рабочая учебная программа

1.1 Сведения о преподавателе и контактная информация

Эпов Георгий Клеонникович, канд.техн.наук, доцент, Рожков Андрей Владимирович преподаватель, Ким Лариса Борисовна ассистент

Кафедра «ТСПиА» находится в 1 корпусе КарГТУ

(Бульвар-Мира 56), аудитория 178, контактный телефон – 56-59-32 вн.239

1.2 Трудоемкость дисциплины

Форма обучения	Семестр	Количество кредитов	Вид занятий					Количество часов СРС	Общее количество часов	Форма контроля
			количество контактных часов			Коли- чество часов СРСП	Все го ча- сов
			лекции	практические занятия	лабора торные занятия
очное	5	3	15	30	–	45	90	45	135	экз

зао., полн.	4	3	10	6	—	119	90			экз., (к.р)
ФАО	2	3	15	30	—	45	90	45		экз.

1.3 Характеристика дисциплины

Дисциплина «Инженерные системы 1» является базовой дисциплиной при изучении инженерных сетей и оборудования зданий

1.4 Цель дисциплины

Целью изучения данной дисциплины является получение знаний в области создания систем теплоснабжения, водоснабжения, канализации и вентиляции

1.5 Задачи дисциплины

Задачи дисциплины

Изучить теоретические основы водоснабжения, канализации тепло–газоснабжения и вентиляции, получить практические навыки по их расчету и проектированию.

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

• иметь представление о: инженерных системах зданий и сооружений, параметрах инженерных систем, свойствах жидкости как рабочего тела инженерных систем, законах и понятиях гидростатики и гидродинамики рабочего тела;

• знать: характеристику инженерных систем, свойства жидкости и газа, законы гидростатики и гидродинамики;
• уметь: применять законы гидростатики и гидродинамики при проведении расчетов инженерных систем;
• приобрести практические навыки: по определению параметров инженерных систем, расчету трубопроводов, воздуховодов и движению жидкости в открытых руслах.

1.6 Пререквизиты

Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение следующих дисциплин (с указанием разделов (тем)):

Дисциплина	Наименование разделов (тем)
1 Математика	Дифференциальное и интегральное исчисления.
2 Физика	Законы гидравлики и гидростатики
материалы	Физические и механические свойства материалов

1.7 Постреквизиты

Знания, полученные при изучении дисциплины «Инженерные системы 1» используются при освоении дисциплин: «Технология производства», «Архитектурная физика», «Инженерное благоустройство и транспорт».

1.8 Содержание дисциплины

1.8.1 Содержание дисциплины по видам занятий и их трудоемкость

Наименование раздела, (темы)	Трудоемкость по видам занятий, ч.
	лек ции	практи ческие	лабора торные	СРСП	СРС
1. Системы водоснабжения. Классификация, нормы водопотребления, расчет потребности в воде	1			3	3
2. Проектирование и расчет системы внутреннего водоснабжения здания	2	8		6	6
3. Инженерное оборудование зданий. Насосы, насосные станции	2			6	6
4. Системы водоотведения, проектирование и расчет	2	8		6	6
5. Теплопередача, закон Фурье, теплопроводность, конвекция, излучение	2			6	6
6. Теплопередача через сложную стенку	1			3	3
7. Общие сведения об отоплении и требования к системе отопления	1			3	3
8 Системы водяного отопления. Системы парового отопления.	2	8		6	6
9. Естественная вентиляция, аэрация зданий. Системы механической вентиляции	1	6		3	3
10 Газоснабжение	1			3	3
Итого	15	30		45	45

1.8.2 Тематика курсовых работ (проектов)

Курсовой проект по дисциплине не предусмотрен.

1.9 Список основной литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-sistemyi-zdaniy-i-soorujeniy/

1. Калицун В.И., Кедров В.С. и др. Основы гидравлики, водоснабжения и канализации.-М: илл.

2. Прозоров И.В., Николадзе Г.И., Минаев А.В. Гидравлика, водоснабжение и канализация.-М: Высшая школа,1990-448с

3. Внутренние санитарно-технические в 3 ч. ч.2. Водовод и канализация под ред И.Г.Староверова и Ю.И.Шиллера-М.:1990-247с.

4. Тихомиров К.В., Сергиенко З.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1991. – 475 с., ил.

5. Внутренние санитарно-технические в 3 ч. Ч.1. Отопление. Ю.Н.Саргин и др. / Под редакцией И.Г.Староверова и Ю.И.Шиллера. 4-е изд. – М.: Стройиздат, 1989. – 346 с., ил. (Спр. Проект.)

6. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление. Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1991. – 735 с., ил.

7. Ю.М.Варфоломеев, О.Я.Кокорин Отопление и тепловые сети:Учебник.-М.:ИНФРА-М, 2006.-480с.

8. Грудзинский М.М., Ливчак В.И., Поз М.Я. Отопительно-вентиляционные системы повышенной этажности.-М.:Стройиздат, 1982

1.10 Список дополнительной литературы

1. СНиП 3.05.01-85 Внутренние санитарно-технические системы

2. СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация здания

3. СНиП РК 4.01-02-2001 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения

4. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения

5. Кострюков В.А. Примеры расчета по отоплению и вентиляции.ч.1 Отопление-М.:Стройиздат, 1964.-199с.

6. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.-М:ФГУП ЦПП, 2004

7. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология.- М.: ГУП ЦПП, 2003

1.11 Критерии оценки знаний студентов

Экзаменационная оценка по дисциплине определяется как сумма максимальных показателей успеваемости по рубежным контролям (до 50%) и итоговой аттестации (экзамену) (до 50%) и составляет значение до 100% в соответствии с таблицей.

Оценка по буквенной системе	Баллы	% — ное содержание	Оценка по традиционной системе
1	2	3	4
А цифровой эквивалент	4,0	95-100	Отлично
А-	3,67	90-94
В+	3,33	85-89	Хорошо
В	3,0	80-84
В-	2,67	75-89
С	2,33	70-74	Удовлетворительно
С-	2,0	65-69
С-	1,67	60-64
D+	1,33	55-59
D	1,0	50-54
F	0	0-49	Неудовлетворительно
Z	0	0-29	Неудовлетворительно

Рубежный контроль проводится на 5-й, 10-й и 15-й неделях обучения и складывается исходя из следующих видов контроля:

Вид контроля

%-ное содержание

Академический период обучения, неделя

Итого, %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Посещаемость

0,33

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

5

Практические занятия

1,33

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

20

СРСП

0,66

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

10

СРС

0,66

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

10

Рубежный контроль (модуль)

5

*

*

*

15

Экзамен

40

Всего

100

1.12 Политика и процедуры

При изучении дисциплины «Инженерные системы 1» прошу соблюдать правила:

1. Не опаздывать на занятия.

2. Не пропускать занятия без уважительной причины, в случае болезни прошу предоставлять справку, в других случаях – объяснительную записку.

3. Активно участвовать в учебном процессе.

4. Быть терпимыми, открытыми, откровенными и доброжелательными к сокурсникам и преподавателям.

1.13 Учебно-методическая обеспеченность дисциплины

Ф.И.О Наименование учебно- методической литературы [Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-sistemyi-zdaniy-i-soorujeniy/ Издательство, год издания Количество экземпляров в библиотеке на кафедре Основная литература [Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-sistemyi-zdaniy-i-soorujeniy/ 1. Калицун В.И., Кедров В.С. и др Основы гидравлики, водоснабжения и канализации М: 30 3 2. Прозоров И.В., Николадзе Г.И., Минаев А.В. Гидравлика, водоснабжение и канализация М: Высшая школа,1990 20 2 3.И.Г.Староверова и Ю.И.Шиллера-. Внутренние саниатрно-технические ч.2. Водовоснабжение и канализация М.:1990-247с 5 2 4 Богословский В.Н., Сканави А.Н	Отопление. Учебник для вузов	М.: 1991. – 735 с., ил		30	1
5.Ю.М.Варфоломеев, О.Я.Кокорин.	Отопление и тепловые сети: Учебник	М.:ИНФРА-М, 2006.-480с.		25	1
6. Грудзинский М..М., Ливчак В.И., Поз М. Я.	Отопительно-вентиляционные системы повышенной этажности	М.:Стройиздат, 1982		25	1
Дополнительная литература [Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-sistemyi-zdaniy-i-soorujeniy/
7.СНиП РК 4.01-02-2001	Водоснабжение. Наружные сети и сооружения		ЦИТП	1		2
8.СНиП 2.04.03-85	Канализация. Наружные сети и сооружения		ЦИТП	5		2
9. СНиП 2-01-01-82	климатология и геофизика		ЦИТП	10		1
9. В.А. —	Примеры расчета по отоплению и вентиляции.ч.1 Отопление		М.:Стройиздат, 1964.-199с	10		1
10.СНиП 3.05.01-85	Внутренние санитарно-технические системы		ЦИТП	5		2

2 График выполнения и сдачи заданий по дисциплине

Вид контроля	Цель и содержание задания	Рекомендуемая литература [Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-sistemyi-zdaniy-i-soorujeniy/	Продолжи тельность выполнения	Форма контроля	Срок сдачи
Аттестация	Расчет системы внутреннего водоснабжения	1–3	2 часа	контрольная	5 неде ля
Аттестация	Расчет теплопотерь через ограждающие	4–6	2 часа	контрольная	10-ая неделя
Аттестация	Расчет воздуховодов систем вентиляции	4–6	2 часа	контрольная	15 неде ля

3 Конспект лекции

Лекция 1

Тема: Системы водоснабжения. Классификация, нормы потребления, расчет потребности в воде (1 час)

План лекции

1.Классификация систем водоснабжения.

2.Нормы водоснабжения и требования к качеству воды.

3.Расчет потребности в воде.

Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи к потребителям.

Системы водоснабжения классифицируют по ряду признаков.

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и пр.

По назначению системы водоснабжения (или водопроводы) подразделяют на хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды, на хозяйственные и питьевые нужды населения и работников предприятий; производственные, снабжающие водой технологические цехи; противопожарные, обеспечивающие подачу воды для тушения пожаров.

Часто объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные или хозяйственно-производственно-противопожарные. Так, в городах и поселках обычно устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод. На промышленных предприятиях, как правило, сооружают два раздельных водопровода — производственный и хозяйственно-противопожарный. Объединенный производственно-хозяйственно-противопожарный водопровод тогда, когда для технологических нужд предприятия требуется небольшое количество воды питьевого качества. На некоторых промышленных предприятиях специальные противопожарные водопроводы.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти системы называют групповыми. Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, называют районной системой водоснабжения или районным водопроводом. Небольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, называют обычно местными системами водоснабжения.

В случаях, когда отдельные части территории имеют значительную разницу ^— в отметках, устраивают зонные системы водоснабжения. При таком рельефе местности насосы должны поддерживать в наружной сети для высоко расположенных участков высокое давление, которое не нужно для низко расположенных участков (обычно в наружной сети при шести — восьмиэтажной поддерживается давление не более 6 атм).

В связи с этим водопроводную сеть разбивают на зоны, для каждой из которых устанавливают напор требуемой величины.

Нередко для производственных целей требуется подача воды различного качества и под разными напорами. В этом случае две самостоятельные сети или даже несколько сетей.

Вода, использованная в технологическом процессе, подается в канализационную сеть и после соответствующей очистки сбрасывается в водоем ниже по течению.

На ряде промышленных предприятий (химические, нефтеперерабатывающие, металлургические заводы, ТЭЦ и пр.) вода применяется для целей охлаждения и почти не загрязняется, а только нагревается. Такую производственную воду, как правило, используют вновь, предварительно охладив ее.

Нормой водопотребления называют количество воды, расходуемой на определенные нужды в единицу времени или на единицу вырабатываемой продукции.

Следует различать нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в населенных местах и на промышленных предприятиях.

В населенных пунктах нормы хозяйственно-питьевого водопотребления назначаются по СНиП в зависимости от степени благоустройства жилых районов и климатических условий.

Меньшие значения норм водопотребления относятся к районам к районам с теплым климатом. Д крупных городов и курортов принимаются повышенные, специально обоснованные нормы.

На промышленных предприятиях вода расходуется рабочими и служащими на хозяйственно-питьевые нужды и для душей. Нормы водопотребления для хозяйственно-питьевых целей на промышленных предприятиях следует принимать согласно СНиП. Количество воды, подаваемой для душей, определяется из условия, что часовой расход воды на одну душевую сетку составляет 500 л (продолжительность пользования душем 45 мин после окончания смены).

Количество душевых сеток определяется по проектам внутренних водопроводов, а при их отсутствии в зависимости от количества работающих и вида производства.

Нормы потребления воды для производственных нужд. Многие отрасли промышленности (химическая, текстильная, металлургическая и др.) расходуют значительные количества воды. Обычно устанавливают нормы расходования воды на единицу вырабатываемой продукций (1 т металла, 1 т волокна, 1 т хлеба и т. д.).

Эти нормы разрабатываются технологами соответствующих производств с учетом принятой технологии.

Нормы потребления воды для тушения пожаров. Эти нормы также устанавливают по СНиП. Расчетный расход воды для тушения пожаров в населенных местах определяют по таблице II.3 [1], а на промышленных предприятиях — по таблице II.4 [1].

Для промышленного предприятия определяют расходы воды для тушения пожаров в отдельных зданиях. За расчетный принимают наибольший расход.

расчетный

Расчетный расход хозяйственно-питьевого водопотребления населенного места определяют по формуле

где q — среднесуточная норма водопотребления на одного жителя в л;

N — расчетное число жителей;

86 400— число секунд в сутках.

Расчетный расход воды на производственные нужды принимается по данным технологов.

Контрольные вопросы:

1 Как предохранить водонапорные трубы внутренней разводки от конденсата?

2 Критическое значение числа Рейнольдса для воды:

3 Что такое диктующий прибор в расчетной схеме водоснабжения здания?

Рекомендуемая литература

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-sistemyi-zdaniy-i-soorujeniy/

1. Калицун В.И., Кедров В.С. и др. Основы гидравлики, водоснабжения и канализации.-М: илл.

2. Прозоров И.В., Николадзе Г.И., Минаев А.В. Гидравлика, водоснабжение и канализация.-М: Высшая школа,1990-448с.

Лекция 2

Тема: Проектирование и расчет системы внутреннего водоснабжения здания (2 часа)

План лекции

1. Основные положения проектирования системы внутреннего водоснабжения

2. Аксонометрическая схема водоснабжения

3. Гидравлический расчет

Для выбора системы водопровода необходимо установить: обеспеченность здания напором, потребность в регулирующей емкости. Если гарантийный напор больше или равен требуемому напору для здания, то повысительного насоса при этом не требуется.

Ввод водопровода прокладывают под прямым углом к стене здания с наименьшей длиной, в среднюю часть здания или подземную к зданию, где размешают повысительные насосы. Диаметр ввода определяют расчетом. При ввода применяют чугунные трубы диаметром 50, 100 мм и более или стальные оцинкованные при диаметре ввода менее 50 мм. Глубину заложения ввода с уклоном от здания принимают с учетом глубины заложения труб городского водопровода и глубины промерзания грунта. Ввод водопровода располагают выше труб канализации на расстоянии в плане не менее 1,5 м друг от друга. К городскому водопроводу ввод присоединяется с применением запорной арматуры, тройника или седёлки.

Водомерный узел располагают непосредственно за наружной стеной подвала в помещении с температурой воздуха не ниже +2 ^о С. Внутреннюю водопроводную сеть проектируют из стальных водо-газопроводных оцинкованных труб с уклоном 0,005 к водомерному узлу. Стояки водопровода располагают в санузлах, кухнях (вблизи мест потребления воды).

Трубы целесообразно прокладывать в каналах, бороздах, санитарно-технических кабинах. Водопроводные стояки должны иметь нумерацию. водопровода соединяет стояки с водомерным узлом и прокладывается по стенам и колоннам.

Поливочные краны (через 60—70 м по периметру здания) для поливки прилегающей территории показывают на плане подвала и на аксонометрической схеме сети, предусматривая опорожнение подводок на зиму. Подводки от стояков к водозаборной арматуре целесообразно прокладывать по стенам на 0,15—0,25 м выше пола.

Аксонометрическая схема водопроводной сети и ввода вычерчивается в масштабе поэтажного плана и является расчетной схемой. Если подводки к водоразборным точкам на всех этажах одинаковы, то достаточно их показать только для одного (верхнего) этажа. На остальных этажах показывают ответвления от стояков. Дальний прибор на самом удаленном от ввода стояке является диктующим прибором.

Гидравлический расчет водопроводной сети выполняют по участкам расчетного направления от диктующего водоразборного до места присоединения ввода к наружной сети.

В пределах расчетного участка расход воды и диаметр трубы не меняются. При выборе диктующего водоразборного следует учитывать величину свободного (рабочего) напора, высоту.

Расчетные расходы воды определять по методике СНиП 2.04.01-85*. Весь расчет, как правило представляется в табличной форме. При этом следует учесть, что гидравлический расчет сетей внутренних водопроводов холодной воды необходимо производить по максимальному секундному расходу воды (q, л/с).

В жилых и общественных зданиях, по которым отсутствуют сведения о расходах воды и технических характеристиках санитарно-технических приборов, СНиП допускает принимать

Сети объединенного хозяйственно-противопожарного и производственно-противопожарного водопроводов должны быть проверены на пропуск расчетного расхода воды, пожаротушения при наибольшем расходе ее на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, при этом расход воды на пользование душами, мытье полов, поливку территорий не учитывается. Скорость движения воды в трубопроводах при этом не должна превышать 3 м/с, в синклерных и дренчерных системах – 10 м/с. Диаметры трубопроводов водоразборных стояков в секционном узле следует выбирать по расчетному расходу в стояке с коэффициентом 0,7.

Потери напора на участках трубопроводов определяются по

H=il(1+k _l )

Значение k _l следует принимать:

0,3 – в сетях хозяйственно-питьевого водопроводов жилых и общественных зданий;

0,2 – в сетях объединенных хозяйственно-противопожарных водоводов и производственных;

0,15 — в сетях объединенных производственных противопожарных водоводов;

0,1 – в сетях противопожарных водоводов.

Контрольные вопросы:

1 Глубина заложения водопроводной сети (Н ₃ ) в зависимости от глубины промерзания грунта (Н_п ):

2 Максимальное давление на которое испытываются системы внутреннего водопровода

3 Отчего зависит коэффициент местных сопротивлений?

4 Основной расчетный параметр инженерных сетей:

Рекомендуемая литература

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-sistemyi-zdaniy-i-soorujeniy/

1. Калицун В.И., Кедров В.С. и др. Основы гидравлики, водоснабжения и канализации.-М: илл.

2. Прозоров И.В., Николадзе Г.И., Минаев А.В. Гидравлика, водоснабжение и канализация.-М: Высшая школа,1990-448с.

3.СНиП РК 4.01-02-2001 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения

Лекция 3

Тема: Инженерное оборудование зданий. Насосы, насосные станции

(2 часа)

План лекции

1.Общие понятия о преобразовании гидравлической энергии.

2.Объемные гидромеханизмы.

3. Гидродинамические передачи.

4. Контрольно распределительная арматура насосных станций.

Особенностью энергии потока жидкости является возможность ее преобразования в механическую энергию и наоборот – преобразование механической энергии в энергию потока жидкости, но необходимо отметить, что преобразование потенциальной энергии и кинетической (скоростного напора) происходят отдельно в каждом виде преобразователей. Механизмы, в которых преобразованию подвергается потенциальная энергия потока жидкости называются объемными гидромашинами (силовые и моментные гидравлические пневмоцилиндры, шестеренные, поршневые, пластинчатые и винтовые машины).

Если преобразованию подвергается кинетическая энергия потока жидкости, то механизмы преобразования называются гидродинамическими передачами (центробежные, вихревые насосы, эрлифты, струйные насосы, гидромуфты и гидротрансформаторы).

Особенностью объемных машин является то, что процесс всасывания-нагнетания жидкости связан с изменением внутреннего рабочего объема и давления внутри него. При увеличении внутреннего объема в нем возникает разряжение и за счет внешнего атмосферного давления происходит всасывание жидкости, при уменьшении объема жидкость сжимается, давление в ней возрастает и происходит процесс нагнетания жидкости. Наиболее характерным объемным насосом является поршневой, в котором возвратно-поступательное движение поршня создает основу для рабочего процесса. Однако поршневая пара весьма чувствительна к свойствам перекачиваемой жидкости и для воды неприменима. Менее чувствительны к свойствам перекачиваемой жидкости шестеренные, пластинчатые и винтовые насосы, но и в этом случае отрицательное влияние воды на рабочие поверхности и внутренние каналы ограничивает возможность их применения в системах водоснабжения. Для перемешения воды наиболее применимы гидродинамические механизмы. Наиболее простым образцом которых являются водоструйные насосы (гидроэлеваторы ). Действие струйных насосов основано на вовлечении и движении частиц транспортируемой жидкости частицами рабочей жидкости, движущейся с большей скоростью. насосам относятся эжекторы, инжекторы и гидроэлеваторы. В инжекторах в качестве рабочей среды используется водяной пар.

Гидроэлеваторы применяют для подъема воды из колодцев, траншей и т. д., а также для транспортирования неоднородных сред в виде пульп. В зависимости от области применения гидроэлеваторы имеют различное оформление.

Коэффициент полезного действия водоструйных насосов не превышает 0,25—0,3, в связи с чем их используют на небольших установках периодического действия.

Наиболее широко в водоснабжении применяют центробежные насосы, характеризующиеся надежностью, относительной простотой, удобством в эксплуатации.

Центробежные насосы можно классифицировать по напору, числу колес, расположению вала, назначению и пр.:

• по напору — низконапорные (до 2 МПа), средненапорные (0,2-0,6 МПа) и высоконапорные (более 0,6 Мпа);

• по способу отвода воды из рабочего колеса в напорный трубопровод — спиральные и турбинные;
• по расположению вала — горизонтальные и вертикальные;
• по характеру перекачиваемой жидкости — водопроводные, канализационные, кислотные, песковые, грязевые и др.

Основной рабочий орган центробежного насоса – рабочее колесо с лопатками, расположенное внутри корпуса на валу. Лопатки рабочего колеса изогнуты в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Корпус насоса соединен со всасывающим и нагнетательным трубопроводами. Перед пуском насоса в работу корпус его и всасывающий трубопровод заполняют жидкостью. При вращении рабочего колеса жидкость, находящаяся в корпусе между лопатками, под действием центробежной силы отжимается к периферии, переходит в спиральную камеру и затем в напорный трубопровод. В центре насоса перед входом в рабочее колесо возникает пониженное давление, и жидкость под действием атмосферного давления поступает из всасывающего трубопровода в насос.

Высота всасывания и напор, развиваемый насосом. Для обеспечения нормальной работы центробежных насосов необходимо, чтобы разрежение в их патрубке не превышало определенной допустимой вакуумметрической высоты всасывания, которая зависит от особенностей их конструкции, частоты вращения рабочего колеса и др. Допустимая вакуумметрическая высота всасывания приводится в каталогах, обычно она не превышает 8,5м.

Различают геометрическую высоту всасывания и вакуумметрическую высоту всасывания. Геометрическая высота всасывания определяется как разность отметок оси колеса и уровня воды в источнике. Вакуумметрическая высота всасывания представляет собой сумму геометрической высоты всасывания, потерь напора во всасывающем трубопроводе и скоростного напора на входе в насос. Она не должна превышать допустимую вакуумметрическую высоту всасывания для насоса данного типа.

Полный напор Н, создаваемый центробежным насосом складывается из геометрической высоты всасывания Н _г.в. , геометрической высоты нагнетания Н_г.н. , потерь напора во всасывающем трубопроводе h_нв , потерь напора в напорном трубопроводе h_п.н. и разности скоростного напора на входе и выходе из насоса.

Вихревые насосы благодаря парному кольцевому вихревому движению жидкости под действием лопастей рабочего колеса внутри корпуса в состоянии развивать напор в 2-4 раза больший, чем напор центробежных насосов при одном и том же диаметре колеса. Это позволяет существенно уменьшить габариты и массу насоса. Серийно выпускаемые насосы имеют подачу 1-40 м ³ /ч при напорах 15-90 м. Достоинством вихревых насосов является их самовсасывающая способность, исключающая необходимость заливки перекачиваемой жидкостью корпуса и всасывающей линии перед пуском; недостаток их – невысокий КПД, равный 0,25-0,5

Современные насосные станции систем водоснабжения обычно оснащаются центробежными насосами, позволяющими создать большее давление в сети. В качестве контрольно-распределительной аппаратуры применяются предохранительные и обратные клапана, вентили, задвижки, воздушные колпаки (для предохранения от гидроудара), манометры и счетчики воды. В насосной станции всегда должна быть предусмотрена резервная группа насосов включающихся в аварийном режиме. Необходимый расход воды в насосной станции должен обеспечиваться несколькими насосами, что позволяет регулировать подачу воды в часы максимального водопотребления. Соединение насосов в насосной группе может быть параллельным и последовательным. В первом случае повышается суммарный расход, во втором случае рабочий напор.

Контрольные вопросы

1 Как определяется величина давления развиваемого центробежным насосом

2 Способ распространения шума от насоса по трубопроводам:

3 Какие насосы находят наибольшее применение в инженерных сетях?

4 Какая принципиальная схема насоса позволяет получить максимальный КПД по расходу

Рекомендуемая литература

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-sistemyi-zdaniy-i-soorujeniy/

1. Калицун В.И., Кедров В.С. и др. Основы гидравлики, водоснабжения и канализации.-М: илл.

2. Прозоров И.В., Николадзе Г.И., Минаев А.В. Гидравлика, водоснабжение и канализация.-М: Высшая школа,1990-448с.

Лекция 4

Тема: Системы водоотведения. Проектирование и расчет. (2 часа)

План лекции

1.Особенности систем водоотведения (канализации).

2.Сточные воды, понятие и классификация.

3. Расчет системы водоотведения.

Вода, которая была использована для различных нужд и получила при этом дополнительные примеси (загрязнения), изменившие ее химический состав или физические свойства называется сточной жидкостью (стоками) и является объектом водоотведения. В зависимости от происхождения стоки подразделяются на бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные (промышленные) и атмосферные.

Состав бытовых сточных вод более или менее однообразен. Он характеризуется содержанием, в основном, органических загрязнений в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях. Концентрация загрязнений зависит от степени разбавления их водопроводной водой, т.е. от нормы водопотребления.

Производственные сточные воды образуются в результате загрязнения водопроводной воды в процессе использования ее в производстве. Производственные сточные воды делятся на загрязненные и условно чистые.

Состав и концентрация загрязнений производственных сточных вод весьма разнообразны, так как они зависят от характера производства, выпускаемой продукции и особенностей технологического процесса.

Некоторые производства дают несколько видов сточных вод с различным составом и концентрацией загрязнений. Загрязненные производственные сточные воды могут быть подразделены на содержащие в основном органические загрязнения и содержащие в основном минеральные загрязнения. Условно чистые воды, содержащие весьма малое количество загрязнений, можно спускать в водоем без очистки.

Атмосферные сточные воды

Атмосферные сточные воды содержат преимущественно минеральные загрязнения и в меньшем количестве органические загрязнения. Атмосферные сточные воды, образующиеся на территориях промышленных предприятий, содержат отходы и отбросы соответствующих производств. Для атмосферных сточных вод характерна большая неравномерность поступления в канализацию. В сухую погоду они совсем отсутствуют, а в период сильных ливней их количество бывает весьма значительным. Секундные расходы атмосферных сточных вод могут в 50—150 раз превышать расходы бытовых вод от той же площади застройки города или другого населенного места.

Поддержание санитарного благополучия городов и других населенных мест, а также промышленных предприятий возможно только при своевременном удалении с занимаемой ими территории сточных вод их очисткой и обеззараживанием.

Канализация представляет собой комплекс инженерных сооружений и мероприятий, предназначенных целей:

• а) приема сточных вод в местах их образования и транспортирования их к очистным сооружениям;
• б) очистки и обеззараживания сточных вод;
• в) утилизации полезных веществ, содержащихся в сточных водах и их осадке;
• г) выпуска очищенных вод в водоем.

Условия места выпуска очищенных стоков в водные объекты необходимо согласовывать с органами по регулированию использования и охране вод и местными органами управления. Санитарно-защитные зоны от канализационных сооружений до границ зданий жилой застройки, участков общественных зданий и предприятий пищевой промышленности, с учетом их перспективного расширения, следует принимать

Особенностью систем водоотведения является их самотечность на основных участках и необходимость вентиляции трубопроводов и коллекторов. Самотечность достигается укладкой труб с уклоном большим гидравлическому уклону (сопротивлению на трение), и регламентируется СНиПом в зависимости от расхода и трубопроводов. Вентиляция достигается путем неполного заполнения труб, установкой вентиляционных стояков на стояках канализации, специальными вытяжными во входных камерах дюкеров, смотровых и переходных колодцев. Для естественной вытяжной вентиляции наружных сетей, отводящих стоки необходимо предусматривать стояки диаметром 300 мм и высотой не менее 5м через 250 м трубопровода.

Гидравлический расчет канализационных самотечных трубопроводов (лотков, каналов) производится на расчетный максимальный секундный расход сточных вод по таблицам и графикам СНиПа, составленными на основании формулы Шези. Наименьшие диаметры труб самотечных сетей: для уличной сети – 200 мм, для внутриквартальной – 200 мм. Во избежание заиливания канализационных сетей расчетные скорости движения сточных вод следует принимать в зависимости от степени наполнения труб и каналов и крупность взвешенных веществ, содержащихся в сточных водах в соответствии с СНиП 2.04.03-85. Расчет системы внутреннего водоотведения зданий производится на основе СНиП 2.04.01-85* в зависимости от назначения здания и предъявляемых требований к сбору стоков. Расчет внутренних канализационных трубопроводов следует производить, назначая скорость движения V м/с и наполнение H/d таким образом, чтобы было выполнено условие V/ЦH/dік; к=0,5 для трубопроводов из пластмассовых, полиметаллических труб, к = 0,6 – для труб из других материалов. При этом скорость движения жидкости должна быть не менее 0,7 м/с, а наполнение трубопроводов не менее 0,3. В том случае, когда выполнение данного условия не представляется возможным из-за недостаточной величины расходов стоков, безрасчетные участки трубопроводов диаметром 40-50мм следует прокладывать с уклоном 0,03, а диаметром 85 и 100 мм с уклоном 0,02. Наибольший уклон трубопроводов не доложен превышать 0,15 (за исключением ответвлений от приборов длиной до 1,5м).

Размеры и уклоны лотков следует принимать из условия обеспечения самоочищающей скорости стоков, наполнения лотков не более 0,8 их высоты, ширину лотков не менее 0,2м; при высоте лотка свыше 0,5м, ширина его должна быть не менее 0,7м.

Контрольные вопросы

1 Санитарно-защитная зона для сливных станций, м:

2 Число вторичных отстойников на очистном сооружении:

3 Диаметр горловины канализационных колодцев:

4 Какая зависимость называется формулой Шези?

5 Максимальная скорость сточных вод в металлических трубах, м/с

Рекомендуемая литература

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-sistemyi-zdaniy-i-soorujeniy/

1. Калицун В.И., Кедров В.С. и др. Основы гидравлики, водоснабжения и канализации.-М: илл.

2. Прозоров И.В., Николадзе Г.И., Минаев А.В. Гидравлика, водоснабжение и канализация.-М: Высшая школа,1990-448с.

3.СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация здания

4.СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения

Лекция 5

Тема:Теплопередача, закон Фурье, теплопроводность, конвекция, излучение (2 часа)

План лекции

1. Виды теплопередачи

2. Теплопроводность

3. Конвекция, излучение

Теория теплообмена — это наука о процессах переноса теплоты. С теплообменом связаны многие явления, наблюдаемые в природе и технике. Ряд важных вопросов проектирования зданий и сооружений решается на основе теории теплообмена или некоторых ее положений. Знание законов теплообмена позволяет инженеру-строителю увязать толщину и материал ограждающих с отопительными разработать новые строительные материалы и более экономичные и способные надежно защищать человека от холода, решить и другие вопросы, которые возникают в процессе развития строительной техники. Теплообмен представляет собой сложный процесс, который можно расчленить на ряд простых процессов. Различают три элементарных принципиально отличных один от другого процесса теплообмена — теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. » Процесс теплопроводности происходит при непосредственном соприкосновении (соударении) частиц вещества (молекул, атомов и свободных электронов), сопровождающемся обменом энергии и их теплового движения. Такой процесс теплообмена может происходить в любых телах, но механизм переноса теплоты зависит от агрегатного состояния тела. Теплопроводность жидких и в «особенности газообразных тел незначительна. Твердые тела обладают различной теплопроводностью. Тела с малой теплопроводностью называют теплоизоляционными.

Процесс конвекции происходит лишь в жидкостях и газах и представляет собой перенос теплоты в результате перемещения и перемешивания частиц жидкости или газа. Конвекция всегда сопровождается теплопроводностью.

Если перемещение частиц жидкости или газа обусловливается разностью их плотностей, то такое перемещение называют естественной конвекцией. При естественной конвекции нагретые объемы теплоносителя поднимаются, охладившиеся — опускаются. Например, отопительный прибор системы центрального отопления соприкасается с воздухом, который получает от него теплоту и поднимается, уступая место более холодному воздуху. Таким образом, теплота вместе с воздухом передается от прибора в другие части помещения.

Если жидкость или газ перемещается с помощью насоса, вентилятора, эжектора и других устройств, то такое перемещение называют вынужденной конвекцией. Теплообмен происходит в этом случае значительно интенсивнее, чем при естественной конвекции.

Процесс теплового излучения состоит в переносе теплоты от одного тела к другому электромагнитными волнами, возникающими в результате сложных молекулярных и атомных возмущений. Лучистая энергия возникает в телах за счет других видов энергии, главным образом тепловой. Электромагнитные волны распространяются от поверхности тела во все стороны. Встречая на своем пути другие тела, лучистая энергия может ими частично поглощаться, превращаясь снова в теплоту (повышая их температуру).

Закон Фурье (1822 г.) является основным законом теплопроводности, устанавливающим прямую пропорциональность между поверхностной плотностью теплового потока и температурным градиентом: