3.2 Расчет кольцевой сети

Для любой кольцевой сети вследствие неопределенности направления воды на участках системы возможно возникновение нескольких уравнений (баланса расходов каждого кольца и баланса напоров для каждого участка), то есть система уравнений является незамкнутой.

Для кольцевой сети согласно второму закону Кирхгофа возможна следующая система уравнений:

Σq=0 – уравнение баланса расхода для каждого участка сети;

Σ h=0 – уравнение баланса потерь напора для каждого участка сети.

При выполнении данной курсовой работы используем метод балансирования расходов. Его суть в следующем: сначала для рассматриваемой расчетной схемы обеспечиваем первое условие для каждого узла и последующим расчетом добиваемся выполнения второго условия. Для этого необходимо распределить прикидочные расходы по участкам сети.

Распределение прикидочных расчетных расходов по участкам сети, начиная от водонапорной башни.

Из водонапорной башни в узел 1 вытекает 83,72 л/с. В узле 1 отбирается 7,545 л/с, остается 76,155 л/с, то есть по участкам 1-2 и 1-8 нужно распределить 76,155 л/с воды. Направляем в узел 2- 45,705 л/с и в узел 8 –30,47 л/с воды. В узле 8 отбирается 7,545 л/с, остается 22,925л/с. В узле 2 отбирается 10,965 л/с. Направим в узел 3 - 24,74л/с, в узел 7 – 10 л/с. В узле 3 отбирается 11,16 л/с, направляется в узел 4-13. В узле 7 накапливается 10,965 л/с воды, из них отбирается 22,925 л/с, в узел 6 направляем 22 л/с и 0,58 л/с – в узел 6. Таким образом в узле 6 накапливается 12,9 л/с, отходит 9,68 л/с. В узел 5 приходит 9,68 л/с воды и 0,98 л/с. В узел 5 приходит 10,58 л/с, столько же отбирается, следовательно, ориентировочное распределение прикидочных расходов воды по участкам сети выполнено верно (рисунок 8).

Рисунок 8. Схема распределения прикидочных расходов.

1,2,3,4,5,6,7,8 – номер узла;

ВБ – водонапорная башня;

1 – ферма КРС;

2 – свиноферма;

3 – молочный завод;

I, II, III – номер кольца;

0,9075; 2,0625 –узловые расходы, л/с;

1,736; 0,66 – сосредоточенные расходы, л/с;

45,705; 22– прикидочные расходы, л/с;

3.3 Определение диаметров труб на участке сети

Диаметры труб определяем по экономическим показателям, то есть чтобы строительство сети вызывало наименьшие затраты. Диаметры труб определяем по наибольшему значению из прикидочных расходов: в первую очередь определяем диаметры головного участка, за головной участок принимаем участок с наибольшим прикидочным расходом.

Для условий сельскохозяйственного водоснабжения диаметры труб определяют по формуле с цифровыми значениями, предложенными Н. А. Карамбировым:

d=Э^0,15 q _уч^0.43 С_i ^0,28 (11)

где,

Э- экономический фактор

Э=m σ γ Δ (12)

где, m - коэффициент, зависящий от материала труб (для асбестоцементных m=0, 3), стр.30,/6/;

σ- стоимость 1 кВт*ч (1 коп);

γ- коэффициент неравномерности потребления электроэнергии (γ=0,2);

Δ- коэффициент, учитывающий стоимость насосной станции, а также поправку на электроэнергию при двухставочном тарифе на электроэнергию (Δ =2), стр.30,/6/;

q_уч- прикидочный расход на участке сети л/с;

С_i- коэффициент, учитывающий влияние работы всех участков сети на работу рассматриваемого участка.

С_i=q_i/q _гол (13)

q_i- расход I-го участка;

q _гол – расход головного участка.

Э=0,92*1*0,2*1,5=0,276

d_уч=d_гол С_i ^0,28 (14)

Диаметры, полученные расчетом округляют до ближайшего стандартного. Минимальный диаметр труб в системе хозяйственно- питьевого водоснабжения, объединенного с противопожарным, принимают 100 мм по /1/.

Например, расчет диаметра на участке “1-2”:

d_гол =0,276^0,15 (45,705/1000) ^0.43 1^0,28=219 мм

С_1-2=45,705/45,705=1

υ=4q/πd²=4*45,705*10^-3/3,14*0,250²=0,931 м/с

Рассчитываем аналогично для каждого участка диаметр трубопровода и скорость воды на участке сети. Расчетные данные вносим в таблицу 4.

Таблица 4.Определение диаметра труб на участках сети.

Участок	Прикидочный расход, qпр, л/с	Сi =	Сi0,28	Вычисленный диаметр, dвыч., мм	Стандартный диаметр, dст, мм	Принятый диа –метр, dпр, мм	Ско -рость воды на участке, υ, м/с
1	2	3	4	5	6	7	8
1-2	45,705	1	1	219	250	250	0,931
1-8	30,47	0,666	0,892	164	175	175	1,267
2-7	10	0,218	0,653	74	75	100	1,274
8-7	22,925	0,501	0,824	134	150	150	1,279
2-3	24,74	0,541	0,842	141	150	150	1,400
7-6	22	0,481	0,814	129	150	150	1,245
3-6	0,58	0,0127	0,294	9	50	100	0,073
3-4	13	0,284	0,703	89	90	100	1,656
6-5	9,68	0,218	0,652	73	75	100	1,233
4-5	0,98	0,0214	0,340	14	50	100	0,124