 |
Гидравлический расчет кольцевой наружной водопроводной сети
|
|
|
|
Расчет кольцевой сети (рисунок 5.2) усложняется тем, что неизвестны расходы воды и направление потоков воды. Поэтому расчет производится методом последовательного приближения.
1 – насосная станция II подъема; 2 – водонапорная башня; 3 – наружная сеть
Рисунок 5.2 – Схема кольцевой сети
Гидравлический расчет сети выполняется в следующем порядке.
Выбираем диктующую точку (точку встречи потоков) и тем самым задаемся вероятными направлениями потоков.
1. Определяем удельный расход:
. (5.5)
2. Определяем путевые расходы на участках сети:
. (5.6)
3. Определяем узловые расходы:
. (5.7)
Во избежание арифметических ошибок необходимо выполнить обязательную проверку для путевых и узловых расходов. При этом путевые расходы следует округлять до десятых долей единицы.
; 
. (5.8)
4. Начиная от диктующей точки, распределяем расходы по участкам, т.е. определяем условную пропускную способность труб. Распределение выполняется при соблюдении условия равенства суммы расходов воды, подходящих к узлу, и суммы расходов воды, отходящих от узла (первый закон Кирхгофа). По окончании распределения расходов требуется провести обязательную проверку, которая заключается в следующем: сумма путевых расходов, прилегающих к точке питания сети, и узлового расхода в этой точке должна быть равна расчетному расходу воды, поступающей от насосной станции.
5. Исходя из расходов по участкам, с учетом экономичных скоростей, подбираем диаметры труб по таблице Шевелева или по формуле:
. (5.9)
6. Определяем потери напора на участках (hi). Затем сумму потерь по направлениям движения потока от диктующей точки до точки питания кольца. В этом случае должен выполняться второй закон Кирхгофа å h = 0, условно считая, направление по часовой стрелке положительным, а против часовой стрелки – отрицательным. Однако при расчетах водопроводов допускается некоторая разница в суммарных потерях напора по кольцу. Эта погрешность называется невязкой сети (D h). Допустимое значение невязки при расчете кольца водопроводной сети в обычное время составляет 0,5 м, при расчете во время пожара это значение возрастает до 1 м.
|
|
|
Потери напора определяются в зависимости от скорости движения потока. При v ³ 1,2 (квадратичная область гидравлического сопротивления) потери определяются:
= А × l × q2; (5.10)
где А – удельное сопротивление труб;
l – длина участка.
При v < 1,2 (переходная зона гидравлического сопротивления) потери определяются:
= k × А × l × q2. (5.11)
h = i × l или 
,
где k – поправочный коэффициент, учитывающий скорость движения воды по трубопроводу (таблица 5.1);
i – гидравлический уклон.
Таблица 5.1 – Значения поправочного коэффициента k
| v, м/с | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | ≥1,2 |
| k | 1,41 | 1,28 | 1,20 | 1,15 | 1,11 | 1,09 | 1,06 | 1,04 | 1,03 |
Величина 1000i определяется по таблице Шевелева при выборе диаметра труб.
Если величина D h превышает допустимое значение, необходимо перераспределить расходы по участкам, используя увязочный расход, определяемый по методу Лобачева-Кросса
(5.12)
В этом случае необходимо уменьшить величину расходов на D q в той линии кольца, где потери больше, и увеличить на D q в линии кольца, где потери меньше. Затем произвести повторный расчет. Этот процесс называется увязкой сети.
Потери напора в сети при работе до пожара определяются как среднеарифметическое значение
, (5.13)
где n – количество направлений движения потока воды к диктующей точке.
Затем проводим расчет при работе водопровода во время пожара. Проверяем, соответствует ли скорость движения воды на участках допустимой, при пропуске пожарных расходов. Если скорость превышает допустимую, то следует увеличить диаметр труб на этих участках и произвести увязку сети и подсчет потерь с учетом новых диаметров. Так как предложена замена труб с большим диаметром на отдельных участках водопроводной сети, необходимо сделать пересчет ее при работе водопровода до пожара. Определить невязку сети и подсчитать потери.
|
|
|
|
|
|
