Лабораторные работы и экспериментальные учебные исследования по водоснабжению и водоотведению

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»

Кафедра «Путь и путевое хозяйство»

Т.А. ЛУПИНА

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ 
УЧЕБНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВОДОСНАБЖЕНИЮ И 

ВОДООТВЕДЕНИЮ

Учебно-методическое пособие к лабораторным работам

по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение» 

Москва – 2018

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)» 

 

Кафедра «Путь и путевое хозяйство» 

 
 
 
 
 
 

Т.А. ЛУПИНА 

 
 
 

 ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ 
УЧЕБНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВОДОСНАБЖЕНИЮ И 

ВОДООТВЕДЕНИЮ 

 
 
 

Учебно-методическое пособие 

 для студентов специальности 23.05.06 «Строительство 

железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» 

 
 

 

 
 
 
 

Москва – 2018 

 

УДК 628 
Л 85 
 
Лупина Т.А. Лабораторные работы и экспериментальные учебные 
исследования 
по 
водоснабжению 
и 
водоотведению: 
Учебно-

методическое пособие. – М.: РУТ (МИИТ), 2018. – 44 с. 
 

Учебно-методическое пособие к лабораторным работам по 

дисциплине «Водоснабжение и водоотведение» разработано в помощь 
студентам специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, 
мостов и транспортных тоннелей / Строительство магистральных 
железных 
дорог 
/ 
Управление 
техническим 
состоянием 

железнодорожного 
пути» 
Института 
пути, 
строительства 
и 

сооружений. Предлагаемое учебно-методическое пособие посвящено 
освоению тем «Насосы и насосные станции» и «Расчет поверхностного 
водоотвода». Часть данного руководства составляют работы по 
изучению 
устройства, 
принципов 
работы, 
определению 
рабочих 

характеристик и способов подключения центробежных насосов.  Во 
второй части рассматриваются вопросы отведения поверхностных вод 
от железнодорожного полотна 
на перегонах и с территорий 

железнодорожных станций открытым способом и гидравлических 
расчетов водоотводных устройств. 

 В данном учебно-методическом пособии представлены все 

необходимые 
справочные 
материалы, 
что 
позволяет 
студентам 

получить на занятии всю требующуюся для расчетов информацию и 
существенно сокращает затраты труда. 

   
 
     

Рис. 9, табл. 3, библиогр. назв. 7. 
 

 
 
 
      

Рецензент: 
Исполняющий обязанности директора института «Гипротранспуть» - 
филиала АО «Росжелдорпроект»  А.Ю. Малафеев 

 
 
 
 

 ©  РУТ (МИИТ), 2018 

Введение   

 

 Данное учебно-методическое пособие разработано в 

помощь студентам при выполнении лабораторных работ по 
дисциплине «Водоснабжение и водоотведение» и посвящено 
освоению следующих тем «Насосы и насосные станции» и 
«Расчет поверхностного водоотвода».     

Первую часть данного руководства составляют работы 

по изучению устройства, принципов работы, определению 
рабочих 
характеристик 
и 
способов 
подключения 

центробежных насосов. Все эти работы имеют большое 
учебное 
значение, 
так 
как 
обеспечивают 
студентам 

возможность 
самостоятельного 
изучения 
реальных 

конструкций 
тех 
объектов, 
которые 
в 
курсе 
лекций 

излагались на основе схем и теоретических зависимостей, и 
учат решать вопросы исследовательского характера. 

 Во второй части руководства рассматриваются вопросы 

водоотведения на железнодорожном транспорте. Работы 
посвящены решению задач отведения поверхностных вод от 
железнодорожного полотна на перегонах и с территорий 
железнодорожных 
станций 
открытым 
способом 
и 

гидравлических расчетов водоотводных устройств. 

В 
данном 
учебно-методическом 
пособии 

представлены подробно все необходимые пояснения и 
справочные материалы, что позволяет студентам получить на 
занятии всю требующуюся для измерений и расчетов 
информацию и существенно сокращает затраты труда. Раньше 
для ознакомления с этим материалом студентам приходилось 
пользоваться учебником, конспектом лекций и справочной 
литературой. Предлагаемое учебно-методическое пособие 
исключает эту необходимость.  

Результаты лабораторных исследований должны быть 

представлены студентом преподавателю в конце занятия по 
данной теме, проверены им и зачтены. 

 

Техника безопасности при работе в гидравлической 

лаборатории 

 

1. К работе в гидравлической лаборатории студент 

может быть допущен только после прохождения инструктажа 
по проведению лабораторных работ и усвоения безопасных 
методов их выполнения, о чем студент должен расписаться в 
журнале по технике безопасности. 

2. 
Перед 
выполнением 
лабораторной 
работы 

необходимо тщательно изучить описание лабораторной 
установки (стенда) и порядок действий при выполнении 
измерений. 

3. К выполнению лабораторной работы студенты могут 

приступать после того, как за каждым из них закреплено 
рабочее место и установлен порядок действий.  

4. Непосредственно к работе на стенде студент может 

быть допущен только под руководством преподавателя и 
лаборанта, ответственного за технику безопасности.  

5. Измерительные приборы и инструменты следует 

использовать только по прямому назначению. 

6. Нельзя пользоваться неисправными приборами и 

инструментами, 
о 
любой 
неисправности 
необходимо 

сообщить преподавателю. 

7.  При выполнении работ могут возникнуть проблемы 

из-за 
неправильного 
обращения 
с 
измерительной 

аппаратурой. В таких случаях необходимо прекратить работу 
и обратиться к преподавателю. 

8. Категорически запрещается разбирать приборы или 

пытаться устранять неисправности самостоятельно. 

ЧАСТЬ І. НАСОСЫ И НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ 
 
Насосами называются машины, предназначенные для 

перекачивания жидкости. При помощи насосов можно 
поднимать 
жидкость 
на 
определенную 
высоту, 

транспортировать на необходимое расстояние, заставлять 
циркулировать ее в замкнутой системе. 

Для организации водоснабжения и водоотведения 

населенного 
пункта 
или 
промышленного 
предприятия 

необходимо строительство целого комплекса различных 
сооружений. Центральной частью этого комплекса является 
насосная станция, перемещающая потоки жидкостей. 

Насосные 
станции 
представляют 
собой 
сложный 

комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий 
водоподачу или водоотведение в соответствии с нуждами 
потребителя. 

Водопроводные 
насосные 
станции 
по 
своему 

назначению и расположению в общей схеме водоснабжения 
подразделяются на станции первого подъема, второго 
подъема, повысительные и циркуляционные. 

Насосные станции первого подъема забирают воду из 

источника водоснабжения и подают ее на очистные 
сооружения 
или, 
если 
очистка 
воды 
не 
требуется, 

непосредственно в распределительную сеть, водонапорную 
башню и др. сооружения в зависимости от принятой схемы 
водоснабжения. Такие станции могут быть совмещены с 
водозаборными сооружениями.  

Насосные станции второго подъема служат для подачи 

очищенной 
воды 
из 
резервуаров 
чистой 
воды 
в 

распределительную сеть и водонапорные башни. В отдельных 
случаях насосные станции второго подъема совмещают со 
станциями первого подъема. 

Повысительные станции предназначены для повышения 

напора в водопроводной сети. 

Циркуляционные станции устраиваются для перекачки 

воды в системах оборотного водоснабжения. 

На насосных станциях (особенно крупных) часто 

встречается необходимость в совместной работе нескольких 
насосов. Для увеличения подачи насосной станции в системе 
водоснабжения часто используют параллельную работу 
насосов. Для питания систем с высокими напорами, но с 
относительно 
малыми 
подачами 
можно 
использовать 

последовательное включение в сеть нескольких насосов. 
Схемы установки насосов на насосных станциях различного 
типа отличаются друг от друга.  Как правило, станции 
первого и второго подъемов  имеют параллельное соединение 
насосных агрегатов, а повысительные станции используют 
последовательное соединение насосов.   

Канализационные насосные станции устраивают, когда 

рельеф местности не позволяет отводить сточные воды к 
месту очистки или к месту повторного использования 
самотеком. Насосы для перекачки сточной жидкости и 
осадков конструктивно несколько отличаются от обычных 
водопроводных, но теоретически принцип их работы и все их 
свойства одинаковы. 

В 
подавляющем 
большинстве 
насосные 
станции 

коммунальных, промышленных и железнодорожных систем 
водоснабжения  и канализации оборудуются центробежными 
насосами.  

 
 
 
 
 
 

Лабораторная работа №1 

 

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ 
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ПОДАЧИ, НАПОРА И МОЩНОСТИ 

 

Объектами изучения являются одноступенчатый и 

многоступенчатый центробежные насосы, рис.1 и 2. 

Основным рабочим органом центробежного насоса, 

рис.1, является рабочее колесо 1 с криволинейными 
лопастями 
(лопатками) 
2, 
насаженное 
на 
вал 
3 
и 

расположенное в корпусе 4. Вода поступает в насос через 
всасывающий патрубок 5, попадая в центральную часть 
рабочего колеса, выбрасывается из колеса в спиральную 
камеру и далее в напорный патрубок 6.  

 

 

 
Рисунок 1. Одноступенчатый центробежный насос 
 
Когда всасывающий трубопровод и корпус насоса 

заполнены жидкостью, при быстром вращении колеса 

частицы жидкости, закручиваемые лопатками, под действием 
центробежной силы отбрасываются от центра колеса к его 
периферии. 
Жидкость 
при 
этом 
получает 
некоторое 

приращение энергии, выражающееся в увеличении давления 
и скорости частиц жидкости. Из колеса жидкость поступает в 
спиральную камеру, живое сечение которой возрастает в 
направлении напорного патрубка, благодаря чему средняя 
скорость движения жидкости постепенно уменьшается. В 
результате, на выходе из насоса часть кинетической энергии 
преобразуется в потенциальную, и первоначальное давление, 
созданное колесом, еще увеличивается. Из-за разрежения, 
образовавшегося в центре рабочего колеса, за счет разности 
давлений у оси колеса и на поверхности воды в приемном 
колодце, туда поступает следующая порция жидкости и т.д. 

Центробежные 
насосы 
классифицируют 
по 
ряду 

признаков. 

По роду перекачиваемой жидкости: водопроводные, 

канализационные, теплофикационные, кислотные, грунтовые 
и другие насосы. 

По числу рабочих колес различают одноступенчатые 

(одноколесные) 
насосы, 
которые 
находят 
наибольшее 

применение в системах водоснабжения и канализации, и 
многоступенчатые 
(многоколесные) 
насосы 
высокого 

давления, рис.2. В многоступенчатых насосах перекачиваемая 
жидкость 
проходит 
последовательно 
при 
помощи 

направляющих аппаратов 2 через ряд рабочих колес 1, 
насаженных на общий вал. При этом, напор, развиваемый 
многоступенчатым 
насосом, 
равен 
сумме 
напоров, 

развиваемых каждым рабочим колесом. 

По способу разъема корпуса различают насосы с 

горизонтальным разъемом и с вертикальным торцевым 
разъемом. 

По расположению вала рабочего колеса насосы бывают 

вертикальные и горизонтальные. Горизонтальное исполнение 
присуще всем поверхностным насосам. Вертикальный вал – 
прерогатива погружных (скважинных) агрегатов. 

По способу подвода воды на рабочее колесо различают 

насосы с односторонним подводом воды (односторонним 
всасыванием) 
и 
насосы 
с 
двусторонним 
подводом 

(двусторонним всасыванием). 

В зависимости от способа отвода воды из рабочего 

колеса насосы разделяют на спиральные и турбинные. 

По 
создаваемому 
напору 
центробежные 
насосы 

разделяют 
на 
низконапорные 
(напор 
до 
20 
м), 

средненапорные (20-60 м) и высоконапорные (свыше 60 м). 

 
 

 

 
 
Рисунок 2. Многоступенчатый центробежный насос