Водопроводные сети и сооружения

Для заполнения графы 6 предварительно намечают час, ко­ гда бак будет пуст. Этого можно ожидать после периода наи­ большего расхода воды из бака. Затем переносят значения из граф 4 и 5 в графу 6.

Наибольшая из цифр графы 6 дает регулирующую емкость. При наличии отрицательных значений в графе 6 эту емкость определяют как сумму абсолютных величин: максимальных положительных и отрицательных.

Кюж - противопожарный запас, определяемый на 10-ми­ нутную продолжительность тушения одного наружного и од­ ного внутреннего пожаров при одновременном максимальном расходе воды на другие нужды по формуле

где ц ц0Жи ц пож —(см. п. 2.4).

Размеры бака водонапорной башни принимают с расчетом, чтобы отношение Р слоя воды в баке !%к диаметру £>в было в пределах 0,7...1,0. Тогда

20

3.3. Определение емкости резервуаров чистой воды

Полную емкость резервуаров чистой воды определяют по формуле

где Wper - регулирующая емкость резервуаров, определяемая путем совмещения графиков работы насосов I и II подъемов

(см. рис. 3.1) (табл. 3.2).

Таблица 3.2. Определение регулирующей емкости резервуаров чистой воды

Регулирующая емкость определяется аналогично пункту 3.2 настоящих указаний.

Мпож - неприкосновенный противопожарный запас воды, определяемый из расчета подачи воды на тушение пожара в течение 3-часового периода наибольшего водопотребления по формуле

^ п о ж — 3 (б м а к с х о з + б п о ж — G l)> М ,

где бмакс.хсн - средний максимальный хозяйственный расход за три часа наибольшего водопотребления, определяемый по таблице суммарного водопотребления, м3/ч;

(?Чпож - полный нормативный часовой расход на тушение пожаров, м3/ч;

21

Q\ - часовая подача воды насосной станцией первого подъе­

ма (4,17% е сГуТ.максХм3/ч.

W0- запас воды на промывку фильтров и другие собствен­ ные нужды станции водоподготовки, принимаемый равным

(5...10% )б'у°трмакс,м 3.

Полная емкость резервуаров чистой воды может составлять от 25 до 35 % максимального суточного водопотребления города.

Количество резервуаров чистой воды на площадке голов­ ных сооружений водопровода принимается не менее двух. При их проектировании следует пользоваться данными о раз­ мерах типовых резервуаров, приведенных в таблице прил. 5.

Так, приняв количество резервуаров равное 2, емкость одного Wi будет равна W/2, м3. Из таблицы (прил. 5) выбирают ближай­ шее значение емкости резервуара с размерами в плане F\ - A-В и определяют отметки расчетных уровней воды в них ZBи Z q .

Zq- отметка дна резервуара, определяемая как разность ве­ личин

Zq = Z3 —h, м,

где Z3 - отметка земли в месте расположения резервуара, м;

h - величина слоя воды в резервуаре, определяемая по формуле

h = W\!F\\

ZBотметка неприкосновенного противопожарного запаса воды в резервуаре, равная

ZB—Zo + ^пож? М,

^пож - величина слоя неприкосновенного противопожарно­ го запаса воды в резервуаре, определяемая по формуле

h-пож~~W]пож/F1.

22

3.4. Определение основных режимов работы сети

На основании расчетов, выполненных в табл. 3.1, опреде­ ляют характерные режимы работы сети и соответствующие им расходы воды для расчета сети.

Наибольшая из цифр графы 2 табл. 3.1 определяет час мак­ симального водопотребления городом, подачу воды насосами второго подъема и водонапорной башней (режим максималь­ ного водоразбора).

Наибольшая из цифр графы 4 определяет час максимально­ го транзита в башню и соответствующее ему водопотребление: городом, подачу воды насосами второго подъема и поступле­ ние воды в бак (режим максимального транзита в башню).

Третьим расчетным режимом является режим пожара при максимальном водоразборе.

Четвертым поверочным случаем является случай расчета сети при аварийном выключении наиболее нагруженного уча­ стка при режиме максимального водоразбора.

Пятым расчетным режимом является режим минимального водоразбора.

На основании вышесказанного составляем табл. 3.3 расчет­ ных режимов работы сети.

Таблица 3.3. Расчетные режимы работы сети

23

Окончание табл. 3.3

3.Пожар при максимальном водоразборе **

4.Аварийный режим***

5.Минимальный

хозяйственный водоразбор***

*- случай рассчитывается при расположении водонапорной башни в любой точке сети, кроме начальной;

**- при пожаре после сработки противопожарного запаса башня от­

ключается; в системе с контррезервуаром башня может не отключаться;

*** - аварийный режим и режим минимального водопотребления рассчи­ тывают в курсовом проекте по дополнительному указанию преподавателя.

4.ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

4Л. Трассировка магистральной сети. Порядок гидравлического расчета

Водопроводная сеть города состоит из магистральной и распределительной сетей. Диаметры трубопроводов магист­ ральной сети определяют гидравлическим расчетом, а диа­ метры труб распределительной сети - по величине расхода воды на тушение одного наружного пожара.

Водопроводные сети города следует проектировать кольце­ выми для повышения надежности подачи воды потребителям в случае аварийной ситуации. Прокладка тупиковых (разветв­ ленных) линий может применяться только в небольших насе­ ленных пунктах (до 10 тыс. жителей) и на объектах, допус­ кающих перерыв в подаче воды на период ликвидации аварии.

24

Минимальный диаметр участка магистральной сети должен быть больше или равен диаметру распределительной сети, но не менее 100 мм.

После подсчета характерных расчетных расходов воды при различных режимах ее работы от насосной станции II подъема до начала водопроводной сети выбирают место расположения водонапорной башни, т.е. самую высокую отметку водоснаб­ жаемой территории.

Трассировка магистральной сети выполняется с таким рас­ четом, чтобы вода подавалась ко всем основным потребите­ лям кратчайшим путем. Основные магистрали соединяются перемычками, в результате чего схема сети получается коль­ цевой, как правило, имеющей удлиненную форму, вытянутую в направлении основного потока воды.

Пересечение двух и более линий сети образуют узлы. Нумеруют узлы и определяют по генеральному плану дли­

ны всех участков сети. Длину участка рекомендуется прини­ мать 400.. .800 м.

Гидравлический расчет кольцевой магистральной сети производят в такой последовательности:

1.Составляют расчетную схему подачи и отбора воды.

2.Выполняют предварительное потокораспределение (рас­ пределение расходов воды по участкам сети).

3.Определяют экономичные (экономически наивыгодней­ шие) диаметры труб участков сети.

4.Определяют потери напора на участках сети и величины невязок в кольцах.

5.Производят увязку сети.

Гидравлический расчет магистральной сети производят для всех расчетных случаев работы сети. Расчет максимального водо­ разбора рекомендуется производить по методу M.M. Андрияшева

25

или Лобачева-Кросса, а все остальные случаи - по методу Лоба- чева-Кросса, которые можно рассчитывать на ЭВМ, используя программы, имеющиеся на кафедре и в проектных институтах.

4.2. Расчет сети на случай максимального водоразбора

4.2.1. Расчетная схема подачи и отбора воды

При расчете сети принимаем условную схему отбора воды. Предполагается, что расчетный расход воды в час максималь­ ного водопотребления населением равномерно распределяется по всей длине магистральной сети.

Расходы воды в час максимального водопотребления про­ мышленными предприятиями показываются на схеме в виде сосредоточенных.

Удельный расход, т.е. отдача воды сетью на 1 м ее длины, определяется по формуле

Я\п = ^ ”ас ; л/с на 1 погонный метр,

где Quae - водопотребление населением города в час макси­ мального водоразбора, л/с;

суммарная длина расчетных участков магистральной сети. Найдя удельные расходы, определяются путевые расходы

воды по формуле

Я пут — Я уд ’ л/С-

Затем определяются узловые расходы по формуле

Яузл — О’-'Х/^пут — 0 ,5 ^ ]<?уд^расч — ^’^^удХ^расч » -^/с,

где Е/расч - сумма расчетных длин участков, примыкающих к узлу. Результаты определения узловых расходов сводятся в табл. 4.1.

26

Таблица 4.1. Определение узловых расходов воды

N

*- величины узловых расходов определяются с коэффициентом, рав­ ным отношению водопотребления населения в час максимального транзи­ та в башню к водопотреблению в час максимального водоразбора;

**- узловые расходы принимаются равными узловым расходам при максимальном водоразборе;

***- расчетные расходы на тушение пожаров показываются в виде со­ средоточенных в предполагаемых точках пожара.

Правильность вычисления узловых расходов определяют по уравнению

X Я. узл — Q нас 5

где £>нас - водопотребление населением в час максимального во­ доразбора и в час максимального транзита в башню (см. табл. 3.3).

Расчетные схемы водопроводной сети составляются для трех расчетных режимов ее работы.

Водопотребление промышленными предприятиями и рас­ четные расходы на тушение пожара в предполагаемых точках их возникновения показываются в виде сосредоточенных.

Пример расчетной схемы водопроводной сети на случай максимального водоразбора показан на рис. 4.1.

Пользуясь расчетной схемой, намечаем вероятное распре­ деление потоков воды по всем магистральным линиям сети (предварительное потокораспределение).

27

Правильность предварительного потокораспределения для каждого узла сети контролируется условием соблюдения ба­ ланса расходов воды в узлах, т.е. сумма всех расходов, прихо­ дящих к любому узлу, равна сумме расходов, уходящих из этого узла, включая узловой расход.

Рис. 4.1. Расчетная схема водопроводной сети на случай максимального водоразбора

4.2.2. Определение диаметров участков сети

Диаметры груб участков выбирают с учетом требований экономичности, которая характеризуется экономическим фак­ тором Э.

Согласно рекомендациям [2] для условий Республики Бе­ ларусь можно приближенно принимать Э = 0,75 или рассчи­ тывать по существующим методикам.

28

По расчетным расходам воды на участках сети, получен­ ным в результате предварительного потокораспределения, оп­ ределяют диаметр труб участков, пользуясь табл. 12 [2], затем составляюттабл. 4.2.

Таблица 4.2. Определение диаметров участков сети

4.2.3.Определение потерь напора на участках сети

ивеличин невязок в кольцах

Потери напора в трубопроводах по длине определяют по формуле Дарси-Вейсбаха:

h = Х-^—^— , м,

D p 2g

где X - коэффициент гидравлического сопротивления по дли­ не трубы;

/ - длина трубы, м;

Dp- расчетный внутренний диаметр трубы, м;

v - средняя скорость движения воды в трубе, м/с.

Для практических расчетов потерь напора на участках сети используют формулу

h = Alq2 - Sq,

где А - удельное сопротивление трубопровода, величина кото­ рого принимается по [2, табл. 4]. При скоростях движения воды в трубах больших или меньших 1 м/с вводится поправочный ко­ эффициент К, который определяется по [2, табл. 5] в зависимости от области гидравлических сопротивлений и материала труб;

29