管道课程设计1.docx

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管道课程设计1

河南城建学院

给排水管道工程课程设计

设计题目：

平顶山市给水排水管道工程设计

系别：

环境与市政工程学院

专业：

给水排水科学与工程

班级学号：

学生姓名：

指导教师：

谭水成、宋丰明、张奎、刘萍

2013年12月25日

指导老师评语

指导老师签字

答辩委员会评语

主任委员签字

设计成绩

年月日

前言4

第1章设计说明6

第2章给水管网设计与计算8

2.1给水管网布置及水厂选址8

2.2给水管网设计计算8

2.3管网水力计算10

2.4管网平差13

2.6消防校核19

第3章截流式合流制管网设计与计算24

3.1排水系统体制的确定24

3.2设计流量计算24

3.3合流制管道水力计算26

第4章设计总结28

参考文献29

前言

课程设计是学习计划的一个重要的实践性学习环节，是对前期所学基础理论、基本技能及专业知识的综合应用。

通过课程设计调动了我们学习的积极性和主动性，培养我们分析和解决实际问题的能力，为我们走向实际工作岗位，走向社会打下良好的基础。

通过毕业设计使我们具备调查研究、文献检索、综合分析及总体规划设计和细部深入设计的能力，对学科发展新动向有所了解，并在设计过程中，提高图纸表达能力，熟练掌握工具书的应用，计算机的使用，并能进行外语翻译，从而使我们具备独立工作和进行工程设计的能力。

本设计为平顶山市给排水管道工程设计。

整个设计包括三大部分:

给水管道设计、污水管道设计和雨水管道设计。

给水管道的设计主要包括管网的布置及选址、流量的设计计算、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网平差和消防校核。

排水体制确定为截流式合流制，污水和雨水共用一条管道。

主要包括排水体制的确定、设计流量计算和设计水力计算。

Foreword

Curriculumdesignisthelearningplanisanimportantpracticelinkoflearning,istheearlystudiesthebasictheory,basicskillsandexpertiseoftheintegratedapplication.Throughcoursesdesignedtomobilizeourlearningenthusiasmandinitiative,tocultivateourabilityofanalyzingandsolvingpracticalproblems,aswemovetowardactualwork,tosocietytolayagoodfoundation.

Throughthegraduationdesignsothatwehaveinvestigationandstudy,literatureretrieval,analysisanddesignofoverallplanninganddetailedinsightintotheabilitytodesign,tounderstandthesubjectnewdevelopmenttrend,andinthedesignprocess,improvethedrawingskills,masterthetoolsontheapplication,theuseofthecomputer,andcancarryontheforeignlanguagetranslation,soweworkindependentlyandengineeringdesignability.

ThedesignforthePingdingshancitywatersupplyanddrainagepipelineengineeringdesign.Thedesignincludesthreeparts:

watersupplypipelinedesign,sewagepipelinedesignandrainwaterpipelinedesign.Watersupplypipelinedesignmainlyincludesthedesignofpipenetworklayoutandsiteselection,designandcalculationoftheflow,clearwatertankvolumedetermination,hydrauliccalculation,pipenetworkadjustmentandfirecheck.Drainagesystemforinterceptingcombinedsewageandstormwater,shareapipeline.Themaindrainagesystem,includingdeterminationofdesignflowcalculationanddesignhydrauliccalculation.

第1章设计说明

河南城建学院0244111、2班《给水排水管道系统》课程设计任务书

一、设计题目：

平顶山市给水排水管道工程设计。

二、原始资料

1、城市总平面图1张，比例为1：

10000。

2、城市各区人口密度、平均楼层和居住区房屋卫生设备情况：

分区

人口密度（人/公顷）

平均楼层

给排水设备

淋浴设备

集中热

水供应

Ⅰ

300

Ⅱ

200

Ⅲ

3、城市中有下列工业企业，其具体位置见平面图：

1）A工厂，日用水量10000吨/天，最大班用水量：

4000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1200人，其中热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占20%。

2）B工厂，日用水量8000吨/天，最大班用水量：

3000吨/班，工人总数5000人，分三班工作，最大班2000人，热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占40%。

3）火车站用水量为L/s。

4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为6米。

5、城市河流水位：

最高水位：

63米，最低水位：

50米，常水位：

55米。

三、课程设计内容：

1、城市给水管网初步设计

1）城市给水管网定线（包括方案定性比较）；

2）用水量计算，管网水力计算；

3）清水池、水塔容积计算、水泵扬程计算

4）管网校核；（三种校核人选一种）

5）绘图（平面图、等水压线图）

2、城市排水管网初步设计。

1）排水体制选择

2）城市排水管网定线的说明；

3）设计流量计算；

4）污水控制分支管及总干管的水力计算；

5）任选1条雨水管路的水力计算（若体制为分流制）；

6）绘图（平面图、纵剖面图）

四、设计参考资料

1、《给排水设计手册》第一册或《给排水快速设计手册》第5册

2、《给排水管道系统》教材

五、设计成果

1、设计说明书一份（包括中英文前言、目录、设计计算的过程、总结）

2、城市给水排水管道总平面布置图1张，比例尺为1：

10000（1号图）；

3、给水管网等水压线图1张（3号图）；

4、污水总干管纵剖面图1张（由指导教师指定某一段，长度大约1000米左右）（3号图）；

六、要求

1、按正常上课严格考勤；

2、设计说明书要求条理清楚，书写端正，无错别字；图纸线条、符号、字体符合专业制图规范）；

3、按时完成设计任务

七、其他：

1、设计时间：

2013-2014学年第一学期（第15、16周12月16号-12月28号）

2、上交设计成果时间：

16周周五下午

3、设计指导教师：

谭水成、张奎、宋丰明、刘萍

第2章给水管网设计与计算

2.1给水管网布置及水厂选址

该城市有一条自西向东流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。

该城市的地势比较平坦没有太大的起伏变化。

城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。

因而采用统一的给水系统。

城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。

考虑要点有以下：

（1）给水系统布局合理；

（2）不受洪水威胁；

（3）有较好的废水排除条件；

（4）有良好的工程地质条件；

（5）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；

（6）少拆迁，不占或少占良田；

（7）施工、运行和维护方便。

输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。

城市的输水管和配水管采用钢管（管径）1000mm时）和铸铁管。

对水厂厂址的选择，应根据下列要求，并且通过技术经济比较来确定：

（1）给水系统布局合理；

（2）不受洪水威胁；

（3）有较好的废水排除条件；

（4）有良好的工程地质条件；

（5）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；

（6）少拆迁，不占或少占良田；

（7）施工、运行和维护方便。

2.2给水管网设计计算

2.2.1最高日用水量计算

城市最高日用水量包括综合生活用水、工业生产用水、职工生活用水及淋浴用水、市政用水、未预见用水和管网漏失水量。

总人口的计算：

由原始资料可知，该城市为平顶山市，一区面积234公顷

二区面积2750公顷，所以人口总数为234×300+2750×200=620200人

该城市在河南省，总人口62.02万人，查《室外排水设计规范》可知该城市位于二区，为大城市。

综合生活用水定额采用240L/cap.d.用水普及率定为100%。

最高日综合生活用水量Q1

Q1=qNf

Q1―—城市最高日综合生活用水，m3/d；

q――城市最高日综合用水量定额，L/（cap.d）；

N――城市设计年限内计划用水人口数；

f――城市自来水普及率，采用f=100%

Q1=qNf=240×620200/1000=148848m3/d

2.2.2工业用水量

（1）工业企业职工的生活用水量Q2：

工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算，淋浴用水按一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算.Q2=

{35×（3000×30%+5000×30%）+25×（3000×70%+5000×70%）}/1000=224m3/d

（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3：

A工厂淋浴用水量：

60×（3000×30%×40%+5000×30%×80%）/1000=93.6m3/d

B工厂淋浴用水量：

40×（3000×70%×20%+5000×70%×40%）/1000=72.8m3/d

Q3=38.4+128=166.4m3/d

（3）工业生产用水量Q4：

Q3=10000+8000=18000m3/d

2.2.3市政用水量Q4：

市政用水量不计，为零。

2.2.4城市的未预见水量和管网漏失水量Q5

按最高日用水量的18%计算。

综上所述，在设计年限以内城镇最高日设计用水量Qd为

Qd=1.18×（Q1+Q2+Q3+Q4）=197400.33m3/d

2.2.5最高日平均时和最高时设计用水量计算

从书中表4-8可以看出，该市是大城市，所以时变化系数为

1.3

所以最高时用水量为197400.33×1.3/86.4=2970.14L/s

2.2.6清水池的调节容积

W1=9.09%

2970.14×86.4=23326.76m³/d

2.2.7自来水厂自用水量按最高日用水量的5%计

W2=5%×2970.14×86.4=12831m3/d

2.2.8消防储水量（火灾延续时间按2h算，一次用水量按80L/s,同一时间火灾次数为三次）

W3=qfNT=80×3.6×3×2=1728m³

则清水池有效容积W为：

W＝（1＋1/6）×（W1＋W2＋W3）

=44200m³

取整数为：

W=44200m³

清水池的个数一般不少于两个，并能单独工作和分别放空。

如有特殊措施能保证供水要求时，亦可采用一个，但须分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。

本题取两个清水池，每座有效容积为23000，直径80m。

2.3管网水力计算

集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量或其他大用户的用水量，当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量，否则不计入集中用水量。

2.3.1最大时集中流量为：

2、22节点有工厂A和B，∑q=146.7+120=266.7L/S

最高日最高时用水量Qh=2703.44L/s

2.3.2比流量计算：

qs=（Qh-∑q）/∑L=（2970.14-266.7）/33970.73=0.079581L/（s.m）

Qh----为最高日最大用水量L/s;

∑q---为大用户集中流量L/s;

∑L---管网总的有效长度m

2.3.3沿线流量计算:

沿线流量计算数据见下表：

表2-3沿线流量计算表

管段编号

实际长度

有效长度

比流量

沿线流量

1--2

521.2

0.079581

41.4776172

2--3

555.9

0.079581

44.2390779

3--4

1152.4

0.079581

91.7091444

4--5

817.5

0.079581

65.0574675

5--6

280.8

0.079581

22.3463448

6--7

421.3

0.079581

33.5274753

7--8

1125.3

0.079581

89.5524993

8--9

1455.3

727.65

0.079581

57.90711465

9--14

1662.8

831.4

0.079581

66.1636434

4--10

685.5

0.079581

54.5527755

10--11

1322.9

661.45

0.079581

52.63885245

11--12

624.1

0.079581

49.6665021

12--13

539

0.079581

42.894159

13--14

1658.9

829.45

0.079581

66.00846045

11--15

1359.5

0.079581

108.1903695

15--16

1008.8

0.079581

80.2813128

12--16

1198.2

0.079581

95.3539542

17--18

854.4

0.079581

67.9940064

18--19

590.2

0.079581

46.9687062

19--20

1044.6

0.079581

83.1303126

20--21

1291

0.079581

102.739071

17--22

1683.4

0.079581

133.9666554

18--23

1533.6

0.079581

122.0454216

22--23

685.2

0.079581

54.5289012

23--24

864.5

0.079581

68.7977745

24--25

572.7

0.079581

45.5760387

19--25

834.8

0.079581

66.4342188

25--26

750.6

0.079581

59.7334986

24--27

1186.1

593

0.079581

47.191533

27--28

1135

0.079581

90.324435

26--28

665.9

0.079581

52.9929879

1--8

520.2

260.1

0.079581

20.6990181

2--5

1558.6

0.079581

124.0349466

6--12

956.9

0.079581

76.1510589

7--13

964.3

0.079581

76.7399583

13--21

2482.2

1241.1

0.079581

98.7679791

15--19

851.6

0.079581

67.7711796

16--20

1201.9

0.079581

95.6484039

20--26

502.4

0.079581

39.9814944

合计

39119.5

33975.25

2703.78437

2.3.4节点流量:

管段中任一点的节点流量等于该点相连各管段的沿线流量总和的一半

计算结果见表2-4：

表2-4节点流量计算表

节点编号

节点连接管段

节点流量

集中流量

节点总流量

1-81-2

2-32-51-2

104.79

146.7

251.49

3-42-3

67.96

4-104-34-5

105.65

5-62-5

73.18

5-66-76-12

7-87-136-7

99.9

1-87-88-9

84.07

8-99-14

62.03

4-1010-11

53.59

10-1111-1211-15

105.24

11-126-1212-1612-13

132.02

12-137-1313-1413-21

142.19

13-149-14

66.08

11-1515-1615-19

128.12

12-1616-2015-16

135.63

17-1817-22

100.97

17-1818-2318-19

68.75

118.49

18-1915-1919-2019-25

71.65

98.92

19-2016-2020-2120-26

160.74

13-2120-21

100.74

17-2222-23

94.24

22-2318-2323-24

122.67

23-2424-2524-27

80.77

19-2525-2425-26

85.86

20-2626-2825-26

76.35

120

196.35

24-2727-28

68.75

26-2827-28

71.65

2.4管网平差

2.4.1环状管网流量分配计算

根据节点流量进行管段的流量分配

分配步骤：

（1）按照管网的主要方向，初步拟定个管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。

（2）为可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀的分配流量，并且满足节点流量平衡的条件。

（3）与干管线垂直的连接管，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平时流量不大，只有在干管损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以较少的分配流量。

2.4.2管径的确定

由分配的管段流量参照下图的经济流速，查铸铁管水力计算表选定符合条件的管径

设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径

表2-5平均经济流速与管径的确定

管径（mm）

平均经济流速（m/s）

D=100-400

0.6-0.9

D>=400

0.9-1.4

2.4.3流量分配及管网平差结果见下表2-6“管网平差结果”。

表2-6“管网平差结果

迭代次数=17

======================================================================

环号=1

闭合差=.043

----------------------------------------------------------------------

管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq

（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）

----------------------------------------------------------------------

1555900.81517.75.86.48.0009

21152800.89449.751.201.38.0031

3817500.93182.702.371.93.0106

415586001.07-301.322.40-3.75.0124

sqtotal=.044dq=.48

======================================================================

环号=2

闭合差=.027

----------------------------------------------------------------------

管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq

（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）

----------------------------------------------------------------------

152014001.051609.67.77.40.0002

2112510001.3210

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