1. Ett samhälle har en dygnsförbrukning av vatten enligt följande tabell:

Transkript

1 ÖVNINGAR VA-TEKNIK Magasinering 1. Ett samhälle har en dygnsförbrukning av vatten enligt följande tabell: Tid på dygnet Förbrukning, m 3 /h Kl Kl Kl Kl Total 3000 m 3 /h Vattentillförseln till magasinet sker genom pumpning från ett vattenverk. Pumpen arbetar med konstant kapacitet under dygnets 24 h. A, Hur stor volym behövs i ett vattenmagasin i samhället? B, Vilken kapacitet har pumpen? 2. Driftpersonalen i vattenverket i uppgift 1 har funnit att driften blir för dyr när pumpen arbetar under 24h. För att förbättra ekonomin beslutas att pumpen i stället ska vara i drift mellan klockan Vilken magasinsvolym krävs nu i samhället och vilken blir pumpkapaciteten med den kortare drifttiden?

2 3. I en stad varierar vattenförbrukningen under ett dygn med maximal förbrukning enligt tabellen nedan: Tid på dygnet Förbrukning, m 3 /h Som säkerhet mot driftavbrott och brand ökas magasinsvolymen med 15 procent. Pumpningen sker med en pump med konstant pumpkapacitet under 20h. Bestäm den minsta storleken som kan accepteras på magasinet. 4. En kemisk industri har behov av vatten för sin produktion enligt följande: Tid på dygnet Vattenbehov, m 3 /h Industrin köper vattenleverans från ett närbeläget vattenverk. Vattnet kommer att levereras dagligen med konstant kapacitet under tiden till Ett utjämningsmagasin kommer att byggas vid industrin och i magasinet skall det alltid finnas en vattenreserv på 400 m 3, som säkerhet vid brand. Hur stor måste utjämningsmagasinets volym vara?

3 5. I ett samhälle förbrukas m 3 per dygn och förbrukningen fördelas procentuellt på dygnets timmar enligt följande: Tid på dygnet Förbrukning i %/h , , , , , 12 14, ,5 Pumpning sker kontinuerligt över tiden till ett magasin med volymen m 3. Samhället önskar använda de låga energipriserna som råder på natten och överväger därför att pumpa mellan kl och Av säkerhetsskäl ska det alltid finnas m 3 och för brandskydd 400 m 3, i magasinet. Räcker det befintliga magasinet till för ny, kortare, pumptid?

4 Distributionsnät 6. Nya vattenledningar ska dras fram till ett område. Beräkna den dimensionerandevattenförbrukningen för området. Hänsyn måste tas både till normala och kritiska driftförhållanden. Nätet är att betrakta som nytt. Områdets sammansättning är följande: Småhusbebyggelse: 8000 personer Flerfamiljshus: personer (högre än 4 våningar) Industriareal: 10 ha (hög brandbelastning) 7. Ett vattentorn, A, ska försörja två områden av flerbostadshus, B och C, med vatten. Det finns ingen handel eller industri i området och nätet är att betrakta som nytt. Antalet brukare är 1000 personer i B och 1000 personer i C. Högsta tappstället för både område B och C är 7 m över respektive förbindelsepunkt. Nivåer och ledningsegenskaper är enligt figur (k = 1,0 mm) a, Beräkna trycket i förbindelsepunkterna för B och C vid lågförbrukning (q =0) b, Beräkna trycket i högsta tappställena för B och C vid normalförbrukning (q dim1 ). Z låg = 100 möh Z normal = 90 möh A L AB = 500 m D AB = 200mm B Z B i fp = 40 möh L BC = 1000 m D BC = 150mm C Z C, i fp = 30 möh 8. Distributionsnätet i en stad är utformat enligt figuren nedan. Pilarna visar uttag respektive tillförsel i knutpunkter. Alla ledningssträckor har k-värdet 1,0 mm. 150 l/s D = 250 mm L = 1500 m A B D = 250 mm L = 1500 m 45 l/s D = 200 mm L = 1500 m D D = 300 mm C L = 1500 m 25 l/s 80 l/s Beräkna flödesfördelningarna i ledningsnätet med hjälp av Hardy-Cross metod. q ska vara mindre än 2 l/s.

5 9. Beräkna flödena i de olika ledningarna i nedanstående cirkulationsnät (k=0,5 och q < 5 l/s). Beräkna även den högsta och den lägsta nivån i högreservoar (H) och trycket i förbindelsepunkten i D inte får överskrida 70 mvp och i högsta tappstället inte underskrida 15 mvp. Förbindelspunkten i D ligger på nivån + 20 m ö h, och högsta tappstället ligger 5 meter över denna. H 75 l/s B Ø 400 Ø m C 300 m D A Ø m 100 l/s 150 l/s Ø m Ø m Ø m Ø 400 F 400 m E 100 l/s 150 l/s 10. Beräkna flödet i de olika ledningssträckorna i cirkulationsnätet nedan. Beräkna även friktionsförlusten i sträckan C-D. Alla ledningssträckor utom C-D, har en innerdiameter på 150 mm. C-D har en innerdiameter på 200 mm. k= 0,2 mm. q < 0,5 l/s. 10 l/s

6 Avloppsledningsnät 11. En avloppsledning med jämn lutning och dimensionen Ø = 1200 mm, leder avloppsvatten från A till B. Vattengången vid A ligger på nivån +17,1 m och vid B på + 14,6 m. Avståndet mellan A och B är 1200 m. Hur stort blir flödet i ledningen om vattennivån vid A inte får överstiga + 18 m? k = 0,2 mm. 12. En betongledning (k = 1.0 mm) skall designas för ett flödet på 70 l/s. Det maximala timflödet under ett minimidygn är 17 l/s. Ledningens längd är 4000 m och nivåskillnaden mellan in- och utlopp är 15 m. Beräkna dimensionen på ledningen och bestäm om ledningen är självrensande genom att kontrollera att hastigheten överstiger 0,5 m/s för maxtimflödet under minimidygnet. 13. En avloppstunnel är spängd in i berget och har en bredd på 21,8 m, en höjd på 2,5 m och en lutning på 0.08 %. Tunnelns botten är förstärkt med betong. M btg = 75 och M sten = 35. Beräkna a, Vattenhastigheten när tunnel är fylld till 10%. b, Vattenhastigheten och flödet när tunnel är helt fylld med vatten. 14. En avloppstunnel är spängd in i berget och har en bredd på 1,6 m, en höjd på 2,2 m och en lutning på 0.1 %. Tunnelns botten och sidor upp till 0,5 m är förstärkt med betong. M btg = 75 och M sten = 35. Beräkna flödet i tunnel när den är fylld dels till 35% och dels till 100%. 15. Nivåskillnaden mellan inloppspunkt och utloppspunkt för en avloppsledning är 1,9 m. Längden på ledningen är 700m och diameter är 500 mm (k= 1,0mm). Hur stort måste flödet vara för att vattnet ska ha en hastighet på minst 0,5 m/s? 16. Nivåskillnaden mellan inloppspunkt och utloppspunkt för en avloppsledning är 1,9 m. Längden på ledningen är 700m och diameter är 500 mm (k= 1,0mm). Lägsta flödet är I ledningen är 70 l/s. Vilken är vattenhastigheten vid detta flöde? 17. En avloppsledning med diameter 400 mm har en kapacitet på 130 l/s vid fylld ledningssektion. Vid vilket flöde är vattenhastigheten 0.5 m/s i denna ledning?

7 Avloppsvattenpumpning 18. En avloppspumpstation för ett bostadsområde har en pump med en kapacitet på 20 l/s. Bestäm den effektiva volymen för pumpgropen om antalet starter per timme är En avloppspumpstation ska anläggas i ett bostadsområde med småhus utan källare. Möjligheten för bräddning är begränsad i området, som är 5 ha stort och har marktypen morän. Inläckaget i området är 0,05 l/s,ha. a, Hur stort blir maxtillrinningen till pumpstationen om antalet personer i området är 700? b,vilken pumpkapacitet bör den avloppspump ha som ska installeras i pumpstationen? 20. I en pumpstation skall två pumpar installeras för att kunna transportera avloppsvattnet vidare i systemet både vid normaltillrinning och vid beräknad maxtillrinning. Normaltillrinning är 30 l/s och maxtillrinningen är 80 l/s.vid normaltillrinning arbetar endast en pump med 6 starter per timme. Vid maxtillrinning arbetar båda pumparna där den andra pumpen har tillslag 8 gånger per timme. Vilken effektiv volym krävs i pumpgropen vid normaltillrinning och räcker denna volym till vid maxtillrinning när båda pumparna är igång? 21. Två pumpar ska installeras i en cylindrisk pumpstation. Kapaciteten med en pump i drift är 50 l/s och med två pumpar i drift är den 90 l/s. Pumpstationen skall designas så att antalet starter per timme är 6 för båda pumparna. Avståndet mellan startnivåerna och stoppnivåerna skall vara 50 mm. Hur stor kommer bottenytan i pumpstationen att bli om avståndet mellan den högsta startnivån och den lägsta stoppnivån är 1,5 m.

8