Nguyễn Tiến Dũng PDF

Preview

Summary

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAINGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ----------TIỂU LUẬN MÔN CƠ LƯU CHẤTĐỀ TÀIHỆ THỐNG CUNG CẤP NƯỚC NHÀ CAO TẦNGGVHD: ThS. Nguyễn Hải Đăng SVTH: Nguyễn Tiến Dũng Nguyễn Vũ VinhBiên Hòa - Đồng Nai, tháng 1, năm 2021TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN PHÂN CÔNG NHI...

Description

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ----------

TIỂU LUẬN MÔN CƠ LƯU CHẤT

ĐỀ TÀI HỆ THỐNG CUNG CẤP NƯỚC NHÀ CAO TẦNG

GVHD: ThS. Nguyễn Hải Đăng SVTH: Nguyễn Tiến Dũng Nguyễn Vũ Vinh

Biên Hòa - Đồng Nai, tháng 1, năm 2021

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Họ và tên

Mã số sinh viên

Lớp

Phân công nhiệm vụ Word: Tìm kiếm tài liệu chương I II III và làm word chương I II, kiểm tra lỗi

Nguyễn Tiến Dũng

141801821

18DOT6 chương III, Powerpoint: Lên ý tưởng chương II III và làm powerpoint chương II III. Word: Tìm kiếm tài liệu chương I III và làm word chương III, kiểm tra lỗi

Nguyễn Vũ Vinh

141801914

18DOT6 chương I II, lên ý tưởng chương I II và làm powerpoint chương I II, thuyết trình.

LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn khoa công nghệ, trường đại học công nghệ Đồng Nai, đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập. Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS. Nguyễn Hải Đăng đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo chúng em trong quá trình thực hiện đề tài tiểu luận. Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa đã tận tình giảng dạy, trang bị cho em những kiến thức quý báu trong năm vừa qua. Chúng em xin cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ và ủng hộ của các anh chị bạn bè trong quá trình thực hiện khóa đề tài. Mặc dù đã cố gắng hoàn thành khóa luận trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự thông cảm, góp ý và tận tình chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn ThS. Nguyễn Hải Đăng đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài tiểu luận này của em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy.

Biên Hòa, ngày tháng năm 2021.

NHẬN XÉT CỦA GVHD ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... Biên Hòa, ngày… tháng… năm 2021. Giảng viên hướng dẫn ký tên.

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1 CHƯƠNG I HỆ THỐNG BƠM CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG......................2 1.1 Giới thiệu hệ thống bơm cấp nước cho nhà cao tầng............................................2 1.1.1 Các loại hệ bơm cấp nước cho nhà cao tầng hiện nay....................................2 1.1.2 Chức năng..........................................................................................................2 1.2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng...................................................................3 1.2.2 Các điều luật tiêu chuẩn và quy cách được áp dụng......................................5 CHƯƠNG II TÌM HIỂU MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG. .6 2.1 Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống...............................................................6 2.2 Các lưu ý trong thiết kế...........................................................................................7 2.3 Ứng dụng của hệ thống bơm cấp nước trong thực tế............................................8 2.4 Kết cấu đặc điểm của máy bơm sử dụng trong hệ thống bơm cấp nước...........10 2.4.1 Giới thiệu máy bơm........................................................................................10 2.4.2 Các loại máy bơm............................................................................................10 2.4.3 Các thông số năng lượng chính và vùng sử dụng bơm.................................12 CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG.................................................14 3.1 Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước bên trong - TCVN 4513: 1988.............................14 3.2 Tính toán thiết kế để kiểm nghiệm lại hệ thống của tòa nhà..............................17 3.2.1 Các số liệu của hệ thống bơm của tòa nhà như sau......................................17 KẾT LUẬN...................................................................................................................... 21 Tài liệu tham khảo..........................................................................................................22

MỤC LỤC HÌ Hình 1. 1 Các hệ bơm cấp nước nhà cao tầng...............................................................................................2 Hình 1. 2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng..........................................................................................3 Hình 1. 3 Mô hình hệ thống cấp nước nhà cao tầng...................................................................................4Y Hình 2. 1 Máy bơm nước tại tòa nhà Etown - Tân Bình................................................7 Hình 2. 2 Sơ đồ làm việc của hệ thống điều khiển nhiều bơm.....................................8 Hình 2. 3 Máy bơm nước tại tòa nhà Etown - Tân Bình..............................................10 Hình 2. 4 Model máy bơm nước tại tòa nhà Etown- Tân Bình....................................12 Hình 2. 5 Các hệ số máy bơm làm việc.....................................................................13 Hình 2. 6 Biểu đồ máy bơm đẩy nước lên bể.............................................................13

MỤC LỤC BẢN Bảng 2. 1 Bảng số liệu thiết bị sử dụng Bảng 3. 1 TCVN 4513: 1988......................................................................................................................14 Bảng 3. 2 Tiêu chuẩn nước chữa cháy và số cột nước chữa cháy bên trong nhà lấy theo bảng..................16

LỜI MỞ ĐẦU

 Ngày nay máy bơm được dùng rất rộng rãi trong đời sống và các ngành kinh tế quốc dân. Trong công nghiệp, máy bơm được dùng để cung cấp nước cho các lò cao, hầm mỏ, nhà máy... bơm dầu trong công nghiệp khai tác dầu mỏ...Trong kỹ nghệ chế tạo máy bay, trong nhà máy điện nguyên tử ... đều dùng máy bơm. Trong nông nghiệp, máy bơm dùng để bơm nước tưới và tiêu úng. Trong đời sống máy bơm dùng cấp nước sạch cho nhu cầu ăn uống của con người, vật nuôi ... Cùng với sự phát triển không ngưng về kỹ thuật và công nghệ, hiện nay đã ra đời của những máy bơm rất hiện đại, đồng thời chúng ta đã có một số nhà máy chế tạo bơm như: Công ty chế tạo bơm Hải Dương, Công ty cơ khí điện thủy lợi, Nhà máy cơ khí Duyên Hải ... sản xuất máy bơm phục vụ cho đất nước. Do đó, khi được giao đề tài “khảo sát và kiểm tra hệ thống bơm nước tòa nhà E tower TÂN BÌNH”, tác giả đã dựa trên số liệu khảo sát thực tế về số nhân viên, số nhà vệ sinh thực tế và dự kiến lượng nước sử dụng cùng lúc tối đa, đồng thời tìm hiểu bể cấp nước từ hệ thống nước thành phố đặt tại bể chìm tầng hầm, bể cấp nước cho các nhà vệ sinh đặt trên sân thượng để hoàn thành bài tập tiểu luận này.

1

CHƯƠNG I HỆ THỐNG BƠM CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG 1.1 Giới thiệu hệ thống bơm cấp nước cho nhà cao tầng 1.1.1 Các loại hệ bơm cấp nước cho nhà cao tầng hiện nay

Hình 1. 1 Các hệ bơm cấp nước nhà cao tầng

- Bể ngầm  Trạm bơm  Bể trung gian (có thể có)  Trạm bơm trung gian  Bể mái  phân vùng cấp nước trọng lực và trạm bơm cho các tầng trên cùng. - Bể ngầm  Trạm bơm  phân vùng cấp nước tới các tầng. - Bể ngầm  Trạm bơm  Tới các tầng dưới và Bể trung gian  Trạm bơm và phân vùng cấp nước tới các tầng. - Bể ngầm  2 bơm biến tần (1 duty, 1 stanby) + bình áp lực  phân 3 vùng cấp nước (mỗi vùng 7 tầng), với 3 ống đứng từ ống gom header. Hệ thống đường ống với 3 van chống nước va, 3 van điều áp lắp trên 3 ống đứng chính và đầy đủ van khóa khác. 1.1.2 Chức năng Chúng ta luôn bắt gặp những hệ thống bơm nước công nghiệp tuần hoàn trong các nhà máy công nghiệp hay các hệ thống cung cấp nước sinh hoạt trong các cao ốc chức năng như khách sạn, văn phòng, căn hộ cao cấp, nơi cần thiết lượng nước sinh hoạt lớn với nhu cầu (lưu lượng) luôn thay đổi thường xuyên. Việc nghiên cứu sử dụng hiệu quả nguồn điện năng cung cấp cho một nhóm phụ tải công suất lớn và có đặc tính giao động như vậy đang được quan tâm rất nhiều, nhất là

2

trong bối cảnh hiện nay khi tiêu chí tiết kiệm điện năng luôn được đề cập đến trong các dự án lớn. Để đáp ứng được những yêu cầu về cấp nước với áp suất không đổi trong công nghiệp, dân dụng, cũng như các hệ thống tưới tiêu tiết kiệm nước trong nông nghiệp. 1.2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng.

- Hệ thống cấp thoát nước: Vấn đề về áp lực, lưu lượng, thiết kế hệ thống cấp thoát nước thường khó khăn nên cần yêu cầu cao, tính toán kỹ lưỡng ,triệt để. - Hệ thống phòng cháy chữa cháy: Được trang bị đầy đủ các hệ th ống, thiết bị kỹ thuật phòng cháy chữa cháy, đảm bảo an toàn khi xảy ra hỏa hoạn.

Hình 1. 2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng

+ Xây dựng bể nước trên mái: Đây là phương án của các công trình Việt nam. Nước được bơm từ bể nước ngầm lên bể chứa trên mái, sau đó từ bể nước trên mái sẽ gồm các trục cấp nước cho các tầng phía dưới, phương án này không sợ mất điện máy bơm (vì bể nước mái dự trữ được tối thiểu 1 ngày đêm). Tuy nhiên chúng ta phải xây dựng bể nước mái khá lớn trên mái nhà (thông thường khoảng 30-50m3).

3

+ Phương án không dùng bể nước mái: là phương án không cần sử dụng bể nước mái, nước từ bể ngầm qua hệ thống máy bơm (có hệ thống bình tăng áp) cấp trực tiếp cho các thiết bị dùng nước. Phương án này được sử dụng rất nhiều ở các nước phát triển do nguồn điện ổn định. - Nhược điểm phương án này là hệ thống bơm có công suất lớn hơn và phải có bình áp, phải có hệ thống điện dự phòng 24/24h.

Hình 1. 3 Mô hình hệ thống cấp nước nhà cao tầng

4

1.2.2 Các điều luật tiêu chuẩn và quy cách được áp dụng Việc thiết kế và xây dựng công trình này phải tuân thủ các yêu cầu mới nhất của các điều luật và tiêu chuẩn quy cách Việt Nam được áp dụng do các cơ quan chức năng có thẩm quyền ban hành về việc thiết kế, đánh giá, sản xuất, thử nghiệm lắp đặt và vận hành.  Một số tiêu chuẩn tham khảo - TCVN 4513-88 : Cấp nước bên trong. - TCVN 4519-88 : Hệ thống cấp thoát nước bên trong nhà và công trình. Quy phạm nghiệm thu và thi công. - TCVN 5576 : 1991 : Hệ thống cấp thoát nước. - TCVN 6140 : 1996 : Oáng polyvinyl clorua cứng (PVC-U) dùng để cung cấp nước (ISO 6992 : 1986). - TCVN 6151 : 1996 : Ống và phụ tùng nối bằng polyvinyl clorua cứng (PVC-U)dùng (ISO 4422 : 1920) để cấp nước. - TCVN 6250 : 1997 : Ống polyvinyl clorua cứng (PVC-U). Hướng dẫn lắp đặt (ISO 4191 : 1989). - TCVN 6253 : 1997 : Ống nhựa dùng để vận chuyển nước sinh hoạt. (ISO 8795 : 1990) Phương pháp thử. - TCVN 5436 : 1998 : Sản phẩm sứ vệ sinh, phương pháp thử. - TCVN 6073 : 1995 : Sản phẩm sứ vệ sinh. - TCVN 3786 : 1994 : Ống sành thoát nước và phụ tùng. - TCVN 4038 - 85 : Thoát nước. - TCVN 4474 - 87 : Thoát nước bên trong.

5

CHƯƠNG II TÌM HIỂU MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 2.1 Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống Khi hệ thống cấp nước tự động hoạt động, sẽ có một cảm biến áp suất với độ nhạy cao gắn trên đường ống để phát hiện sự thay đổi của áp suất trên đường ống do nhu cầu tiêu thụ nước thay đổi gây ra, sau đó sẽ truyền tín hiệu thay đổi này về biến tần. Sau khi tính toán và so sánh với giá trị áp suất đặt, biến tần sẽ gửi lệnh thay đổi tần số mới xuống bộ điều khiển tốc độ quay của của động cơ cánh quạt của bơm và có thể đưa thêm hay cắt bớt các bơm trong hệ thống. Do vậy ổn định được áp suất nước trên đường ống theo yêu cầu.  Hệ thống cấp nước sạch - Trên đường ống cấp nước chính đặt cảm biến đo áp suất. Khi có sự thay đổi về áp suất trong đường ống thì cảm biến sẽ truyền tín hiệu về biến tần (tín hiệu dạng tương tự). Tại biến tần tín hiệu này được so sánh với giá trị áp suất được đặt sẵn (tín hiệu dạng tương tự). Sau đó biến tần sẽ dựa vào giá trị so sánh đó và điều khiển tần số nguồn cấp cho động cơ bơm. - Ở bể chứa nước đặt cảm biến báo mức nước. Nếu mức nước xuống quá thấp (không đủ mức nước cho bơm hoạt động), cảm biến báo mức sẽ truyền tín hiệu về biến tần để dừng bơm.  Hệ thống thoát nước thải - Tương tự hệ thống cấp nước, bể chứa nước thải cũng có đặt cảm biến báo mức bùn trong bể.  Hệ thống thoát nước nhà cao tầng gồm: hệ thống thoát nước mưa, hệ thống thoát nước thải sinh hoạt. - Hệ thống thoát nước mưa dùng để thoát nước mưa từ mái nhà và ban công.

6

- Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt dùng để thu dẫn nước thải sinh hoạt từ nhà vệ sinh, các chậu rửa, phòng tắm được thu lại qua phễu thu sàn theo đường ống thoát nước thải đến bể tự hoại rồi thải ra ngoài theo đường ống nước thoát. Thiết kế hệ thống thoát nước nhà cao tầng cần thiết kế bể tự hoại, vị trí đặt bể tự hoại, cấu tạo bể tự hoại, đường ống dẫn nước và thoát nước trong bể, phễu thu sàn, cách đường ống đến bể tự hoại kèm theo độ dốc và độ lớn trong hệ thống thoát nước thải. 2.2 Các lưu ý trong thiết kế  Các yêu cầu để bơm nước cho nhà cao tầng -

Khối lượng nước yêu cầu một ngày, với 8 giờ làm việc là 700 lít.

-

Nước cấp cho nhà được dùng vào việc: tắm, giặt,vệ sinh, phun sương…

-

Cột áp đẩy là 10 m.

 Một số vấn đề có thể gặp

Hình 2. 1 Máy bơm nước tại tòa nhà Etown - Tân Bình

Để đáp ứng nhu cầu áp lực nước trong hệ thống luôn đủ khi nhu cầu sử dụng nước thay đổi bất thường, các bơm trong hệ thống luôn làm việc liên tục ở chế độ đầy tải tương ứng với trường hợp nhu cầu sử dụng nước của hệ thống ở mức cực đại. Tuy nhiên đều này dẫn đến 1 số bất lợi sau. - Áp lực nước trong hệ thống đôi khi tăng quá cao không cần thiết, do nhu cầu sử dụng nước giảm xuống nhưng hệ thống bơm vẫn chạy đầy tải. - Các bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ cơ khí, hoặc chi phí đầu tư sẽ tăng lên (do tăng số lượng bơm) nếu muốn các bơm chạy luân phiên. - Tổn hao điện năng trên hệ thống do động cơ bơm vẫn chạy đầy tải trong khi nhu cầu sử dụng nước giảm xuống.

7

2.3 Ứng dụng của hệ thống bơm cấp nước trong thực tế Hiện nay tại tòa nhà E tower-Tân Bình, sau đây là khảo sát cấu trúc của tòa nhà E (12 tầng) về các chỉ tiêu sau đây. - Số lavapo/ tầng. - Số bồn tiểu/ tầng. - Số bồn cầu/ tầng. - Số vòi nước phụ/ tầng. - Số phòng/ tầng. - Số người / phòng/ tầng. - Chiều cao/ phòng/ tầng. - Các ghi chú khác.

Hình 2. 2 Sơ đồ làm việc của hệ thống điều khiển nhiều bơm

8

Tầng Tầng

Bồn Bồn Lavap o tiểu cầu 0 0 0

Vòi nước 0 phụ

Chiều Số phòng Chỉ để xe

Số Người

cao 4m

Ghi chú

hầm Tầng 1 Phòng máy

Phòng làm

Tầng 2 Tầng 3

0 3

0 6

0 3

0 1

Công cụ 10

25

4m 4m

việc Phòng làm

Tầng 4

3

6

3

1

12

25

4m

việc Phòng làm

Tầng 5

3

6

3

1

16

25

4m

việc Phòng làm

4m

việc Phòng làm

4m

việc Phòng làm

4m

việc Phòng làm

Tầng 6 Tầng 7 Tầng 8

3 3 3

6 6 6

3 3 3

1 1 1

14 14 14

25 25 25

Tầng 9

3

6

3

1

14

25

4m

việc Phòng làm

Tầng 10

3

6

3

1

11

100

4m

việc Phòng làm

Tầng 11

0

0

0

0

10

100

4m

việc Phòng làm

Tầng 12

0

0

0

0

5

100

4m

việc Phòng làm việc

Bồn nước để trên tầng 12 có nghĩa là ở độ cao là tổng chiềi cao tòa nhà trừ ra 4 Toàn bộ các đường ống nước dẫn vào thiết bị sử dụng ống phi 21 và có van. m

Bảng 2. 1 Bảng số liệu thiết bị sử dụng

9

2.4 Kết cấu đặc điểm của máy bơm sử dụng trong hệ thống bơm cấp nước 2.4.1 Giới thiệu máy bơm Máy bơm là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên ngoài (cơ năng, điện năng, thủy năng...) và truyền năng lượng cho dòng chất lỏng, nhờ vậy đưa chất lỏng lên một độ cao nhất định hoặc dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống.

Hình 2. 3 Máy bơm nước tại tòa nhà Etown - Tân Bình

2.4.2 Các loại máy bơm Người ta chia máy bơm ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như nguyên lý tác động của cánh bơm vào dòng nước, dạng năng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm. Trong đó thường dùng đặc điểm thứ nhất để phân loại máy bơm theo đặc điểm này máy bơm được chia làm hai nhóm bơm động học và bơm thể tích. Nhóm 1 - Bơm động học: Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng được nhận năng lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của bơm. Loại máy bơm này gồm có những bơm sau. - Bơm cánh quạt: Bơm li tâm, hướng trục, cánh chéo. Trong loại máy bơm này, các cánh quạt gắn trên bánh xe công tác sẽ truyền trực tiếp năng lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển. Loại bơm này thường có lưu lượng lớn, cột áp thấp trong bơm

10

nước gọi cụ thể là cột nước và hiệu suất tương đối cao, do vậy thường được dùng trong nông nghiệp và các ngành cấp nước khác. -...