 |
Инженерные расчеты водопроводных распределительных сетей систем водоснабжения
|
|
|
|
Гидравлический расчет наружной водопроводной сети систем водоснабжения
Основная задача расчета наружной водопроводной сети – определить экономически наивыгоднейший диаметр труб и потери напора на всех участках, исходя из того, чтобы обеспечить наиболее экономичный режим работы всего водопровода и минимальную стоимость строительства водопроводных сетей [10, 16–18, 22, 40, 41–43].
Если известно количество воды, которое необходимо подать отдельным потребителям, можно определить количество воды, которое должно пройти по тому или иному участку водопроводной сети. При выключении одной линии кольцевой сети подачу воды на хозяйственно-питьевые нужды по остальным линиям допускается уменьшить на 30-50% в зависимости от числа точек питания сети, а в наиболее неблагоприятной точке – не более чем на 75% расчетного расхода. Свободный напор в этой точке должен быть не менее 10 м, причем общую подачу воды допускается снижать не более чем на 30%. При расчете сети на пожаротушение выключение линий кольцевых сетей не учитывается.
Гидравлический расчет сети объединенного водопровода проводится на два режима:
– максимальное хозяйственно-производственное водопотребление из сети
Qрасч. = Qх-п. + Qпр . . (5.1)
– тушение расчетного количества пожаров при максимальном хозяйственно- производственном потреблении воды;
Qрасч. = Qх-п. + Qпр. +. Qпож .. (5.2)
Понятие экономически наивыгоднейшего диаметра возникло из рассмотрения условий совместной работы водопроводной сети и насосной станции. Для нахождения диаметров участков сети необходимо знать расчетные расходы в этих участках.
При малых диаметрах трубопроводов потери напора в сети будут большими, а следовательно, увеличится полный расчетный напор насосов. Поэтому для работы насосов ежедневно будет потребляться большое количество электроэнергии. При больших диаметрах трубопроводов потери напора снижаются, но увеличивается стоимость строительства водопроводных сетей.
|
|
|
Диаметр труб выбирается с учетом наиболее экономичных скоростей движения воды в них, при которых строительные и эксплуатационные затраты будут минимальными.
Наиболее экономичны водопроводные сети при скорости движения воды 0,7-1,2 м/с для труб диаметром 100-350 мм и 1,0 -1,5 м/с для труб диаметром 400-1000 мм. При расчете сети на пропуск пожарного расхода воды допускается увеличение скорости до 2,5 м/с.
Для сети, которая подлежит расчету, всегда известны (заданы) ее конфигурация, длины участков и отборы воды в узлах.
Гидравлический расчет тупиковой (разветвленной) наружной водопроводной сети
В узлах тупиковой (разветвленной) сети заданы отборы воды и, следовательно, расходы во всех участках по направлению и величине определяются единственно возможным способом. Это связано с тем, что от начального ее узла до любого узла имеется только один возможный путь. Расчет начинают от наиболее удаленного узла на основной (магистральной) линии двигаясь против течения воды (рисунок 5.1). Этот узел называется диктующей точкой - это точка наиболее удаленная от питателя и находящаяся в самых невыгодных условиях (напор в этой точке наибольший). Путем последовательного сложения узловых (сосредоточенных) расходов можно получить путевые расходы по участкам. При этом должен выполняться первый закон Кирхгофа, выражающий баланс расходов в узлах (å qi = 0). Расходы, приходящие к узлу, условно считают положительными, а расходы, уходящие от узла, включая сосредоточенный отбор, - отрицательными. После расчета основной линии приступают к расчету ответвлений.
|
|
|
1 – насосная станция II подъема; 2 – водонапорная башня; 3 – наружная сеть
Рисунок 5.1 – Схема тупиковой сети
Зная расчетные расходы и экономически целесообразные скорости, подбираем диаметры по таблице Шевелева или по формуле:
(5.3)
и определяем потери напора для каждого участка и общие потери в сети:
; hс = h1 + h2 +…+ hi, (5.4)
где Si – сопротивление трубы;
qi – расход на участке.
Затем проводится в том же порядке расчет с учетом расхода на пожаротушение. Если скорость на каком-либо участке превышает допустимую 2,5 м/с, требуется заменить трубы данного диаметра трубами большего диаметра, что уменьшает скорость движения воды. Затем провести расчет потерь напора для режима без учета расхода на пожаротушение с учетом новых диаметров труб.
|
|
|
