VD1. Tính toán thuỷ lực cho mạng lưới cụt cấp nước như hình. Từ trạm bơm cấp II
cung cấp cho mạng một lưu lượng 40 (L/s). Mặt đất bằng phẳng, cao trình mặt đất là
20m. Theo qui hoạch nhà ở của khu dân cư 3 tầng, yêu cầu mạng lưới thiết kế bằng
ống gang mới. Bỏ qua tổn thất cục bộ
-
LỜI GIẢI
Tổng lưu lượng được cấp vào mạng lưới: Qb = 40 L/s
Tổng chiều dài đường ống: ∑L
∑L = 150 + 100 + 200 + 120 + 120 + 150 = 840 m
Xác định Qdđ và qđv
Qdđ = Qb - qttr = 40 – 5 = 35 L/s
-
-
��đ
35
= 0.0417 L/s.m
Đoạn ống
L (m)
qđv (L/s.m)
qdđ (L/s)
1-2
150
0.0417
6.25
2-3
200
0.0417
8.33
3-4
150
0.0417
6.25
3-7
100
0.0417
4.17
2-5
120
0.0417
5
2-6
120
0.0417
5
qđv =
∑�
=
Tính qdđ
Tính qn
840
+ Tại nút số 1
Đoạn ống liên quan 1 – 2
Có qdđ = 6.25 L/s và qttr = 5 L/s
qn1 =
6.25
2
+ 5 = 8.13 �/�
Nút Đoạn ống liên quan
qdđ (L/s)
qttr
(L/s)
qnút (L/s)
8.13
5 + 5 + 6.25 + 8.33
= 12.29
2
8.33 + 4.17 + 6.25
= 9.38
2
3.13
1
1-2
6.25
5
2
2-5; 2-6; 2-1; 2-3
5; 5; 6.25; 8.33
0
3
2-3; 3-7; 3-4
8.33; 4.17; 6.25
0
4
3-4
6.25
0
5
2-5
5
0
6
2-6
5
0
2.5
7
3-7
4.17
0
2.1
-
2.5
Xác định lưu lượng qtt của từng đoạn ống:
+ Tại đoạn ống 1-2 do Lưu lượng đi ra nút 1 là 8.13 L/s nên q1-2 = 8.13 L/s
+ Tương tự tại đoạn ống 2-5; 2-6; 3-7 có lưu lượng trong ống bằng chính lưu
lượng đi ra tại các nút ở điểm cuối ống ( 5, 6, 7)
+ Tại đoạn ống 2-3
q2-3 = qn2 + q2-5 + q2-6 + q1-2 = 12.29 + 2.5 + 2.5 + 8.13 = 25.42 (L/s)
+ Tại đoạn ống 3-7
q3-4 = qn3 + q3-7 + q2-3 = 9.38 + 2.1 + 25.42 = 36.9 (L/s)
Đoạn ống
1-2
qtt (L/s)
8.13
2-3
25.42
3-4
36.9
3-7
2.1
2-5
2.5
2-6
2.5
-
Vạch tuyến ống bất lợi nhất: Tuyến ống bất lợi nhất là 1-2-3-4
-
Xác định đường kính D của ống
Theo công thức kinh nghiệm, ta có:
D(m) = (0.8÷1.2)×Q0.42
Xác định đường kính ống cho đoạn ống 1-2:
D = (0.8 ÷ 1.2) × (8.13 × 10-3)0.42 = (0.106 ÷ 0.159) (m)
Chọn D = 150 mm
-
Tính V theo công thức: D =
��
��
V = 0.46 m/s, Vkinh tế = 0.28 – 1.15. V nằm trong Vkinh tế nên thõa mãn
Đoạn ống
1-2
2-3
3-4
3-7
2-5
2-6
qtt (L/s)
8.13
25.42
36.9
2.1
2.5
2.5
Dkn-1 (mm)
106
171
200
60
65
65
Dkn-2 (mm)
159
256
300
90
97
97
Dchọn (mm)
150
250
300
100
100
100
V (m/s)
0.46
0.517
0.522
0.265
0.32
0.32
Vkinh tế (m/s)
0.28 - 1.15
0.38 – 1.47
0.41 – 1.52
0.15 – 0.86
0.15 – 0.86
0.15 – 0.86
-
Tính toán thủy lực cho tuyến ống chính: 1-2-3-4
Áp lực cần thiết tại các nút là Hct = 10 + 4(n-1), trong đó: n là số tầng
Hct = 10 + 4(3-1) = 18 m
Tra công thức tính:
ống gang mới: � =
Tính: i = �
��
���
�.����
��.���
[�+
�.��
�
�� �
]�.���
=> hldđ = � ��� = � × �
Do bài này bỏ qua tổn thất cục bộ nên hl = hldđ
+ Xét đoạn ống 1 – 2 thì: 1- sau; 2- trước
Háp suất (sau) = 18 m = Hct
Háp suất (trước) = Háp suất (sau) + hl = 18 + 0.45 = 18.45 m
Hthủy tĩnh (sau) = Háp suất (sau) + Z = 18 + 20 = 38 m
Hthủy tĩnh (trước) = Háp suất (trước) + Z = 18.45 + 20 = 38.45 m
Tính tương tự đối với các đoạn ống còn lại, lưu ý phải tính được hl và theo trình tự
như trên thì bài toán mới được đáp án chính xác nhất.
Đoạn
ống
L
(m)
Dchọn
(mm)
V
(m/s)
i
hl
(m)
Cao độ mặt
đất (m)
Cột nước áp lực Cột nước áp suất
thủy tĩnh (m)
(m)
Nút
trước
Nút
sau
Nút
trước
Nút
sau
Nút
trước
Nút
sau
1-2
150
150
0.46
0.002971 0.45
20
20
38.45
38
18.45
18
2-3
200
250
0.517 0.001894 0.38
20
20
38.83
38.45
18.83
18.45
3-4
150
300
0.522 0.001514 0.23
20
20
39.06
38.83
19.06
18.83
-
Tính thủy lực tại tuyến ống nhánh: ( bài toán ngược so với tuyến chính)
Xét tại nút 2-5 lúc này 2- trước; 5- sau
Dựa vào Hthủy tĩnh vừa tính ở nhánh chính => Htt2 = 38.45 m
Từ đây ta tính được: Hnút sau = Hnút trước - hl
Háp suất sau = 38.45 – 0.32 = 38.14 m
Ta lại có: Hthủy tĩnh trước = Háp suất trước + Z
Háp suất trước = 38.45 – 20 = 18.45 m
Hthủy tĩnh sau = Háp suất sau + Z
Háp suất sau = 38.14 – 20 = 18.14 m
Đoạn
ống
L
(m)
Tính tương tự đối với các đoạn ống nhánh còn lại
Dchọn
(mm)
V
(m/s)
i
hl
(m)
Cao độ mặt
đất (m)
Cột nước áp lực Cột nước áp suất
thủy tĩnh (m)
(m)
Nút
trước
Nút
sau
Nút
trước
Nút
sau
Nút
trước
Nút
sau
2-5
120
100
0.32
0.002619 0.31
20
20
38.45
38.14
18.45
18.14
2-6
120
100
0.32
0.002619 0.31
20
20
38.45
38.14
18.45
18.14
3-7
100
100
0.265 0.001901 0.19
20
20
38.83
38.64
18.83
18.64
BÀI TẬP ĐƯỢC TRÌNH BÀY BỞI: THÀNH PHÁT.
CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
LIÊN HỆ LẠI DISCORD NẾU CÓ SAI SÓT CẦN CHỈNH SỬA, XIN TRÂN
TRỌNG CẢM ƠN!
TRÌNH BÀY: NGUYEN THANH PHAT
VD2. Cho sơ đồ mạng có hai vòng (1) và (2). Từ trạm bơm cấp II cung cấp cho mạng một
lưu lượng là 100 l/s. Tại nút 5 lấy ra một lưu lượng tập trung là 10 l/s. Yêu cầu tính toán
thủy lực mạng lưới.
Tổng chiều dài mạng lưới : �L = 200 + 345 + 285 + 320 + 250 + 340 + 280 = 2020 m
Tính Qdđ = 100 – 10 = 90 l/s
Tính qđv =
��đ
90
= 2020 = 0.04455 l/s.m
��
Tính qdd cho từng đoạn ống:
Ngay tại đoạn ống 1-2:
Qdd1-2 = qđv × L = 0.04455 × 200 = 8.19 l/s
Đoạn ống
L (m)
qđv (L/s.m)
qdđ (L/s)
1–2
200
0.04455
...
--------------------------------------
...+ B-C + C-D + D-E + E-F + F-G
→ hLdđ (m) = 0.40 + 0.65 + 0.18 + 0.20 + 0.36 + 0.46 = 2,23 m
( kết quả của bạn tính ra đôi khi lệch so với chúng tôi là do chúng tôi đã dùng excel để tính và
trong quá trình làm tròn số đã thể dẫn đến sai số ∆ = 0.01 nên bạn hãy tính toán thật kỹ và
bài trên đây chỉ mang tính chất tham vấn )
+ Đối với Tổn thất cục bộ ta chọn theo công thức để xác định: hLcb (m) = (20%-30%)hLdđ
Tôi chọn hLcb (m) = 30%hLdđ = 30%× 2,23 = 0,67 m
Vậy nên tổn thất cần thiết là:
Hct = hhh + htd + hđh + hLdđ + hLcb = 9 + 10 + 1,78 + 2,23 + 0,67 = 23,77 m
→ Sau quá trình tính toán ta tìm được tuyến ống bất lợi nhất là tuyến ống:
B-C + C-D + D-E + E-F + F-G , đây chính là tuyến ống của Hương sen với Hct = 24,25 m
Thậm chí áp lực cấp cho ngôi nhà cũng đã vượt hoàn toàn Hmin = 20 m (Hmax = 30 m) điều này
cho thấy, sự cấp nước cho nhà sẽ có lúc thiếu và lúc đủ cho nên cần chọn thêm phương án bố trí
bơm hoặc bể nước mái để tăng áp lực cần thiết cho công trình.
THOÁT NƯỚC
Trang 1
THOÁT NƯỚC
Trang 2
THOÁT NƯỚC
Trang 3
THOÁT NƯỚC
Trang 4
THOÁT NƯỚC
BÀI TẬP 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CHO CÔNG TRÌNH
XÁC ĐỊNH SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC CHO TÒA NHÀ:
VẠCH TUYẾN THOÁT NƯỚC CHO CÔNG TRÌNH TRÊN MẶT BẰNG:
Trang 5
THOÁT NƯỚC
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ THOÁT NƯỚC CỦA TÒA NHÀ
-
Tra bảng TCVN 4513-1988, xác định đương lượng thiết bị vệ sinh cho
tòa nhà:
TBVS
Ký hiệu
N
???????????? (l/s)
Rửa mặt
RM
0,33
0,07
Chậu giặt
CG
1
0,33
Hương sen
HS
0,67
0,2
Máng tiểu (1m)
MT
0,3
0,1
Hố xí có thùng rửa
HX
0,5
1,6
- Lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống
*Tính điển hình cho đoạn ống A-B, có 2 RM và 3 HS
Lưu lượng cần thiết cấp cho đoạn ống được tính theo công thức “ Nhà ở
công cộng – nhà tập thể”: ???????????? = 0,2 × ???? × √Σ????
Trong đó:
???? = 2,5 đối với nhà ở tập thể
Σ???? = 2× 0,33 + 3 × 0,67 = 2,67 l/s
Vậy: ???????? = 0,2 × 2,5 × √2,67 = 0,817 l/s
???????????????????????? = 0,2 l/s
Lưu lượng thải cần thiết cho đoạn ống là: ????????ℎ = ???????? + ????????????????????????
→ ????????ℎ = 0,817 + 0,2 = 1,017 ????/????
Trang 6
THOÁT NƯỚC
- Tính toán tương tự đối với các đoạn ống còn lại:
+ Đối với các đoạn ống thoát nước thải xám:
Đoạn ống
A-B
C-B
B-D
D-E
Σ????
2,67
3
17,01
17,01
TBVS
2RM+3HS
3CG
6RM+9HS+9CG
6RM+9HS+9CG
???????? (l/s)
0,817
0,866
2,062
2,062
???????????????????????? (l/s)
0,2
0,33
0,33
0,33
????????ℎ (l/s)
1,017
1,196
2,392
2,392
???????????????????????? (l/s)
1,6
0,21
1,6
1,6
????????ℎ (l/s)
2,212
0,607
2,864
2,864
+ Đối với các đoạn ống thoát nước thải đen:
Đoạn ống
A1-B1
C1-B1
B1-D1
D1-E1
Σ????
1,5
0,63
6,39
6,39
TBVS
3HX
1MT (2,1m)
9HX+3MT
9HX+3MT
???????? (l/s)
0,612
0,397
1,264
1,316
- Tính toán thủy lực cho từng đoạn ống:
*Tính điển hình cho đoạn ống A-B, có 2 RM và 3 HS:
Lưu lượng thải cần thiết cho công trình được xác định bởi công thức:
Q th =
D2tt
8
× (???? − sin ????) ×
1
????
×[
????????????
4
????−sin ????
×(
????
2
3
)] × √????
Trong đó: ????????ℎ = 1,017 × 10−3 ????3 /s
???? = 2????, i = 0,03
Lựa chọn ống nhựa để thoát nước nên n = 0,011
Thay các đại lượng trên vào công thức:
→ 1,017 × 10−3 =
D2tt
8
× (2???? − sin 2????) ×
1
0,011
×[
????????????
4
2????−sin 2????
×(
2????
2
3
)] × √0,03
→ ???????????? = 0,0415 m
Chọn đường kính ống theo bảng ống nhựa uPVC Bình Minh, đối với ống thoát
nước xám chọn DN ≥ 50 ???????? → DN 50 mm có ????60, có: OD= 60,3 ????????, dày
thành là 2,0 mm → ID = ???????? − 2 ????à???? ????ℎà????ℎ = 60,3 − 2 × 2 = 56,3 ????????
Thay ???????? = 56,3 ???????? vào lại phương trình trên để tìm ra ???? = 3,01 rad
ℎ
1−????????????
????
2
Độ đày: [ ] =
????
2
1−????????????
=
2
3,01
2
ℎ
????
= 0,467 m ≤ [ ] max = 0,5 ????
Trang 7
THOÁT NƯỚC
Vận tốc thực tế trong ống:
2
1
1
???????????? = × ????ℎ3 × √???? =
× 0,01342/3 × √0,03 = 0,89 m/s
????
0,011
Trong đó: ????ℎ =
???? ????−sin ????
4
(
????
)=
56,2×10−3 3,01−sin 3,01
4
(
) = 0,0134 m
3,01
- Tính toán tương tự đối với các đoạn ống còn lại:
Đoạn
ống
????????ℎ (????3 /s)
n
A-B
C-B
D-E
A1-B1
C1-B1
D1-E1
1,017 × 10−3
1,196× 10−3
2,392× 10−3
2,212× 10−3
0,607× 10−3
2,864 × 10−3
0,011
0,011
0,011
0,011
0,011
0,011
???????????? (m) ???????????? (mm) ID(mm)
????????????
????
60
90
90
114
114
114
0,03
0,03
0,03
0,03
0,03
0,03
3,01
2,32
2,88
2,23
1,58
2,4
0,0415
0,0442
0,0573
0,0556
0,0342
0,6127
56,3
81,3
81,3
107,9
107,9
107,9
Độ
đầy
h/D
0,467
0,30
0,44
0,28
0,15
0,32
(h/D)max V(m/s)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
ỐNG ĐỨNG
Ống đứng B-D thoát nước thải xám DN ≥ 75 ????????, có ????????ℎ = 2,392 ????/???? tra bảng 6 và
so vận tốc ???????????????? = 1,892 m/s → chọn ống DN= 75 ????????
Trong đó:
???????????????? −1,5
2,0−1,5
=
2,392−2,0
2,5−2,0
→ ???????????????? = 1,892 m/s
Ống đứng B1-D1 thoát nước thải đen DN ≥ 100 ????????, có ????????ℎ = 2,864????/???? tra bảng 6
và so vận tốc ???????????????? = 1,255 m/s → chọn ống DN=100 ????????
Trong đó:
???????????????? −1,0
1,5−1,0
=
2,864−2,2
3,5−2,2
→ ???????????????? = 1,255 m/s
ỐNG THÔNG HƠI
Tra Bảng 7 Chọn đường kính ống thông hơi chung cho đường ống thoát nước thải
& phân là: ống có đường kính DN50 (mm) đối với ống thoát nước xám và DN 75
(mm) đối với ống thoát nước thải đen
Đường ống thông hơi này phải có các ống thông hơi ngang nối vào đường ống ngang
thoát nước từ các TBVS.
Chọn đường kính ống thông hơi ngang là DN50 = 60. Đặt cửa thông tắc ống đứng
tại tầng 1 (cao hơn sàn tầng 1 = 1m).
Đặt cửa thông tắc tại đầu tuyến ống nhánh (cả thoát phân + thoát thải)
Trang 8
0,89
0,91
1,1
1.06
0,73
1,14
