vodopr_seti_i_soorug

21

Таблица 4.1. Определение узловых расходов воды

*- величины узловых расходов определяются с коэффициентом, равным отношению водопотребления населения в час максимального транзита 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 сосредоточенных в предполагаемых точках пожара.

Правильность вычисления узловых расходов определяют по уравнению

qузл Qнас ,

где Qнас – водопотребление населением в час максимального водоразбора и в час максимального транзита в башню(см. табл. 3.3).

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

Водопотребление промпредприятиями и расчетные 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.2.

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

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

22

Рисунок 2 – Расчетная схема водопроводной сети на случай максимального водоразбора

4.2.2. Определение диаметров участков сети

Диаметры труб участков выбирают с учетом требований экономичности, которая характеризуется экономическим фактором Э.

Согласно рекомендациям [2], для условий Республики Беларусь можно приближенно принимать Э=0,75 или рассчитывать по существующим методикам.

По расчетным расходам воды на участках сети, полученным в результате предварительного потокораспределения, определяют диаметр труб участков, пользуясь табл. 12 [2], затем составляем табл.4.2.

Таблица 4.2. Определение диаметров участков сети

23

4.2.3. Определение потерь напора на участках сети и величин невязок в кольцах

Потери напора в трубопроводах по длине определяют по формуле ДарсиВейсбаха

h λ i υ2 , м, Dp 2g

где λ – коэффициент гидравлического сопротивления по длине трубы; l – длина трубы, м;

Dp – расчетный внутренний диаметр трубы, м; υ – средняя скорость движения воды в трубе, м/с.

Для практических расчетов потерь напора на участках сети используют формулу

h Alq2 Sq,

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

l - длина трубопровода, м;

q - расчетный расход участка сети, л/с;

S - полное сопротивление участка длиной l,м, S=Al.

Потери напора могут определяться по формуле

h il,м,

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

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

h hi.

Истинное распределение расходов воды по участкам сети характеризуется тем, что в каждом кольце сумма потерь напора на участках, где вода движется по часовой стрелке, равна сумме потерь напора на участках, где вода движется против часовой стрелки, т.е. невязка в кольце Δh = ∑hi = 0.

Величина невязки допустима Δh ≤ 0,5 м для колец, а по внешнему контуру

Δh ≤ 1,5 м.

24

4.2.4. Увязка сети

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

Для уменьшения величины невязки следует перераспределить потоки воды таким образом, чтобы уменьшить их на перегруженных участках и увеличить на недогруженных путем пропуска по контуру кольца увязочного расхода Δq в направлении, обратном невязке.

Гидравлический расчет (увязку) сети для случая максимального хозяйственного водоразбора рекомендуется производить по методу М.М. Андрияшева. Этот метод заключается в том, что увязочные расходы могут проводиться как по отдельным кольцам, так и по контурам, охватывающим несколько колец.

мало отличаются друг от друга. В остальных случаях лучше использовать метод пробной увязки.

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

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

1) по уточненным расходам (qк + Δq) находим потери напора на участках

колец;

2)для каждого кольца определяем величину невязки Δh;

3)расчет производим путем повторных туров увязки, пока невязка потерь напора в кольцах Δh не достигнет допустимой величины (Δh≤0,5м).

4.3. Расчет сети на случай максимального транзита в башню

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

25

Величины узловых расходов определяются с коэффициентом, равным отношению водопотребления населения в час максимального транзита в башню к водопотреблению населения в час максимального водоразбора.

Расчеты по увязке сети ведутся в следующем порядке:

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

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

3)вычисляют сопротивления всех линий сети S=A l К, произведения S Q и потери напора во всех линиях h=S Q2;

4)путем арифметического суммирования определяют для каждого кольца

∑SQ и путем алгебраического суммирования – невязки потерь напора в кольцах ∆h=∑SQ2.

Увязочный расход определяют по формуле

формулам

qI = q ± ΔqI qII = qI ±ΔqII ,

……………

qN = qN-1 ±ΔqN

где ΔqI , ΔqII , ΔqN - увязочные расходы соответственно для I , II и N исправления.

26

Таблица 4.3. Расчет сети по методу Лобачева-Кросса

27

4.4. Расчет сети на режим максимального водоразбора при пожаре

Расчет сети на режим максимального водоразбора при пожаре является поверочным расчетом.

Поэтому диаметры труб участков сети, определяемые для 2-х предыдущих случаев с учетом экономического фактора, проверяются на пропуск увеличенных расходов (максимальные хозяйственные плюс противопожарные). При пожаре допускается увеличение скоростей движения воды больше экономичных (νпож = 2,5 - 3м/с), т.к. пожар продолжается сравнительно недолго.

Выбор предполагаемых точек пожара производят из соображений подачи воды на тушение пожара в самые высокие и отдаленные от начала сети точки водоснабжаемой территории или на промпредприятиях, расположенных в пределах населенного пункта, если там требуются бỏльшие расходы на тушение 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% максимального расчетного расхода с минимальным допустимым напором в диктующей точке 10м.

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 водопроводную башню с сетью, и водоводы, соединяющие насосную станцию второго подъема с сетью.

Для обеспечения надежности подачи воды принимаем водоводы из 2-х линий. Материал труб принимается на основе технико-экономического расчета, при этом чаще всего предпочтение 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

Dэ Э0.14Q0.42 , 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.

30

Пьезометрические отметки для всех других точек сети определяют по формуле

Пi 1 Пi hi 1, м.

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 движется от точки, для которой определяется пьезометрическая отметка к диктующей точке, то потери напора прибавляются.

Направления движения воды по участкам определяется по расчетным схемам сети.

Фактический свободный напор в узлах сети определяется по формуле

Нфсв Пi Zi ,м,

где Пi - пьезометрическая отметка i-той точки, м Zi - отметка земли в i-той точке, м.

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

Результаты вычислений пьезометрических отметок и фактических 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 больше или равны требуемым свободным напорам, т.е. Нфсв Нтсв , то диктующая точка выбрана правильно. Если это условие не выполнено, то следует заново проанализировать результаты гидравлического расчета сети, т.е. выбрать новую диктующую точку и повторить расчет по форме табл. 7.1.

По данным табл. 7.1 строят профиль пьезометрических линий.