Водопроводные сети и сооружения

I - длина трубопровода, м;

q - расчетный расход участка сети, л/с;

S - полное сопротивление участка длиной /, м:

S = А1.

Потери напора могут определяться по формуле

h = il, м,

где i - гидравлический уклон, принимаемый по [2] в зависи­ мости от материала труб, их диаметра и расхода воды.

После определения потерь напора на отдельных участках сети производят алгебраическое суммирование потерь напора в каждом кольце, г.е. определяют невязку:

АЛ =

Истинное распределение расходов воды по участкам сети характеризуется тем, что в каждом кольце сумма потерь напо­ ра на участках, где вода движется по часовой стрелке, равна сумме потерь напора на участках, где вода движется против

Величина невязки допустима Ah < 0,5 м для колец, а по внешнему контуру Ah < 1,5 м.

4.2.4. Увязка сети

Знак невязки показывает, какие участки перегружены, а какие недогружены. Если Ah > 0, то перегружены участки, по которым вода движется по часовой стрелке, а если Ah < 0, то наоборот.

Для уменьшения величины невязки следует перераспреде­ лить потоки воды таким образом, чтобы уменьшить их на пе­ регруженных участках и увеличить на недогруженных путем пропуска по контуру кольца увязочного расхода Aq в направ­ лении, обратном невязке.

Гидравлический расчет (увязку) сети для случая максималь­ ного хозяйственного водоразбора рекомендуется производить

30

по методу М.М. Андрияшева. Этот метод заключается в том, что увязочные расходы могут проводиться как по отдельным коль­ цам, так и по контурам, охватывающим несколько колец.

Величину увязочного расхода определяют подбором (пробная увязка) или по формуле

контура (кольца), м.

Эта формула дает хороший результат лишь тогда, когда расходы участков мало отличаются друг от друга. В осталь­ ных случаях лучше использовать метод пробной увязки.

На участках сети, которые являются смежными для двух колец, учитываются увязочные расходы, проводимые по этим двум кольцам.

Увязка сети по методу М.М. Андрияшева производится на схеме, показанной на рис. 4.1, характеризуется большой на­ глядностью и выполняется в следующем порядке:

1) по уточненным расходам (qK+ Aq) находим потери напо­ ра на участках колец;

2)для каждого кольца определяем величину невязки Д/г;

3)расчет производим путем повторных туров увязки, пока не­ вязка в кольцах Д/г не достигнет допустимой величины (Д/г < 0,5 м).

4.3.Расчет сети на случай максимального транзита

вбашню

Расчет сети на этот случай производят по методу Лобаче- ва-Кросса в табличной форме (табл. 4.3).

31

32

Величины узловых расходов определяются с коэффициен­ том, равным отношению водопотребления населения в час максимального транзита в башню к водопотреблению населе­ ния в час максимального водоразбора.

Расчеты по увязке сети ведутся в следующем порядке:

1)по предварительно намеченным расходам и диаметрам от­ дельных участков сети по табл. III [3] находят скорости в трубах;

2)по табл. 2 [3] находят удельные сопротивления А и по­ правки к ним на скорость - коэффициенты К по табл. 4 [3];

3)вычисляют сопротивления всех линий сети S = А I К, произведения S Q и потери напора во всех линиях h = S Q~:

4)путем арифметического суммирования определяют для каждого кольца JjSQ и путем алгебраического суммирования - невязки потерь напора в кольцах Ah = V.S'(>2.

Увязочный расход определяют по формуле

Л<7 [ = ———, л/с, 1 2 1 3 2 ’

где Ah - невязка в кольце при первом туре расчета сети;

VSQ - сумма произведений сопротивления участка на рас­ четный расход участка;

qi и с/п - исправленные расходы, определяемые соответст­ венно по формулам

q\ = q± Aqh Ч\\ = q\± Aqn,

qN= glVi ± AqN,

где Aqi, Aqu, Aq^- увязочные расходы соответственно для I, II и N исправления.

33

4.4. Расчет сети на режим максимального водоразбора при пожаре

Расчет сети на режим максимального водоразбора при по­ жаре является поверочным расчетом.

Поэтому диаметры труб участков сети, определяемые для двух предыдущих случаев с учетом экономического фактора, проверяются на пропуск увеличенных расходов (максималь­ ные хозяйственные плюс противопожарные). При пожаре до­ пускается увеличение скоростей движения воды больше эко­ номичных (оПОж : 2,5...3 м/с), т.к. пожар продолжается срав­ нительно недолго.

Выбор предполагаемых точек пожара производят из сообра­ жений подачи воды на тушение пожара в самые высокие и отда­ ленные от начала сети точки водоснабжаемой территории или на промышленных предприятиях, расположенных в пределах насе­ ленного пункта, если там требуются большие расходы на туше­ ние пожара, чем в городе (см. п. 2.4 настоящих указаний).

4.5. Расчет сети при аварийном режиме

Расчет сети производят на случай выключения из работы наиболее нагруженного участка сети. При этом, согласно [1, пп. 8.2 и 8.6], снижение подачи воды принимают 30 % мак­ симального расчетного расхода с минимальным допустимым напором в диктующей точке 10 м.

Величины узловых расходов определяют с коэффициентом 0,7 от величины узловых расходов при случае максимального водоразбора. Увязку колец производят на ЭВМ.

5.ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДОВ

Всоответствии с принимаемой системой водоснабжения необходимо рассчитать водоводы, соединяющие водонапор­ ную башню с сетью, и водоводы, соединяющие насосную станцию второго подъема с сетью.

34

Для обеспечения надежности подачи воды принимаем во­ доводы из двух линий. Материал труб принимается на основе технико-экономического расчета, при этом чаще всего пред­ почтение отдается чугуну. Длину водоводов определяем по генплану города.

Диаметр водоводов принимают по [2, табл. 12] с учетом экономического фактора равного приближенно Э = 0,75 или рассчитывают по формуле

/)з = Э°’140 а42,м,

где Э - экономический фактор;

Q - расчетный расход водовода, м3/с.

Водоводы должны быть рассчитаны на характерные случаи их работы, соответствующие режимам работы сети.

Определение потерь напора в водоводах сводится в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Определение потерь напора в водоводах

1. Максимальный водоразбор______

2, Максимальный гранзит в башню

3.Максимальный водоразбор при пожаре_________

4.Аварийный

случай

\ Минимальный водоразбор_____

* -- в числителе показываются потери напора в водоводах второго подъ­ ема, в знаменателе - в башенных водоводах.

35

Пример графического оформления результатов расчета се­ ти приведен на рис. 5.1,

У

Рис. 5.1. Пример оформления результатов расчета водопроводной сети

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТЫ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Высота водонапорной башни определяется по формуле

Н Б — Н са +hB д —(ZB—ZR), м,

где //'с, - требуемый свободный напор в диктующей точке, м; /гв-д - сумма потерь напора по пути движения воды от башни до диктующей точки (для случая максимального водо­

разбора), м;

Ze - отметка земли в месте расположения башни, м; Zfl - отметка земли в диктующей точке, м.

36

Если в результате расчетов окажется, что Щ < Н1СК, то вы­ сота башни определяется по формуле

Яб = Я ств+(1,5...2),м.

7.ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ ЛИНИЙ

ИОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКИХ СВОБОДНЫХ

НАПОРОВ В СЕТИ

В результате анализа гидравлического расчета магистраль­ ной сети намечаем самую неблагоприятную точку на сети в части обеспечения требуемым свободным напором, так назы­ ваемую диктующую точку. Чаще всего ею оказывается самая удаленная от начала сети или расположенная на самой высо­ кой отметке водоснабжаемой территории точка.

Пьезометрическая отметка в этой точке равна

Пд = Zg + Нсъ, м,

где Zji - отметка земли в диктующей точке, м;

Я с'в - требуемый свободный напор, м, определяемый в со­

ответствии с п. 2.6 настоящих указаний.

Затем определяют пьезометрическую отметку П] для точки, рас­ положенной на противоположном от диктующей конце участка:

П, = Пд + ^д_1 , м,

где /гд _ 1 - потеря напора на участке, м.

Пьезометрические отметки для всех других точек сети оп­ ределяют по формуле

П, : + 1 = П; ± hi+l, м,

37

При вычислении пьезометрических отметок учитываются направления движения воды на участках. Например, если вода движется от диктующей точки к точке на противоположном конце участка, для которой определяется пьезометрическая отметка, то потери напора вычитаются. Если же вода движет­ ся от точки, для которой определяется пьезометрическая от­ метка к диктующей точке, то потери напора прибавляются.

Направление движения воды по участкам определяется по расчетным схемам сети.

Фактический свободный напор в узлах сети определяется по формуле

где П,; - пьезометрическая отметка i~й точки, м; Z, - отметка земли в г-й точке, м.

Определение фактических свободных напоров в узлах сети производится для всех расчетных случаев работы сети.

Результаты вычислений пьезометрических отметок и фак­ тических свободных напоров во всех точках сети приводятся в табл. 7.1.

Таблица 7.1. Пьезометрические отметки и фактические свободные напоры в узловых точках сети

Если фактические свободные напоры во всех точках сети боль­ ше или равны требуемым свободным напорам, т.е. > / / сс, го диктующая точка выбрана правильно. Если это условие не

38

выполнено, то следует заново проанализировать результаты гидравлического расчета сети, т.е. выбрать новую диктующую точку и повторить расчет по форме табл. 7.1.

Для случая максимального транзита в башню диктующей точкой является сама башня, а пьезометрическая отметка оп­ ределяется по формуле

ПБ= 2 Ъ+ Я Б +hE, м,

где Zb- отметка земли в месте расположения башни, м;

Нъ- высота водонапорной башни, т.е. расстояние от уров­ ня земли до дна бака, м;

/?б —высота слоя воды в баке водонапорной башни, м (оп­ ределяется в п. 3.2 настоящих указаний).

По данным табл. 7.1 строят профиль пьезометрических линий. Пример построения профилей пьезометрических напоров в

сети показан на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Профиль пьезометрических напоров в сети: 1 —при максимально хозяйственном водоразборе; 2 - при максимальном транзите в башню;

3 - при пожаре и максимально хозяйственном водоразборе

39