Схемы предварительного потокораспределения для трёх расчётных случаев, представлены на рисунках 5.2, 5.3, 5.4.
КП1.ВС-ВВ-09-04-2012
Лист
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подп.
Дата
6 Гидравлический расчёт сети
6.1 Определение диаметров трубопроводов
6.1.1 Определение экономически наивыгоднейших диаметров
Экономически наивыгоднейший диаметр трубопровода на любом из участков сети рассчитан по формуле:
, (6.1)
где Э – экономический фактор:
Э = , (6.2)
где М – коэффициент, принимаемый для чугунных труб равным 3500;
- стоимость электроэнергии, руб/кВт ; согласно заданию = 0,04
руб/кВт ;
- коэффициент неравномерности расходования энергии:
, (6.3)
где k0 – коэффициент, учитывающий ежегодный прирост водопотребления,
k0 = 1,02;
kсут – коэффициент суточной неравномерности подачи воды насосами второ-
го подъёма:
kсут =1,15;
kчас – коэффициент часовой неравномерности подачи воды насосами:
kчас = ;
По формуле 6.3:
;
- КПД насосных агрегатов, подающих воду в сеть, = 0,67;
b = 130, согласно [2];
КП1.ВС-ВВ-09-04-2012
Лист
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подп.
Дата
Из формулы 6.2:
Э = ;
Xi - коэффициент, учитывающий роль участка в расходовании энергии на
транспортирование воды:
Xi = , (6.4)
где n – количество параллельно работающих трубопроводов;
qi – расчётный участковый расход, м3/с.
Результаты расчёта экономически наивыгоднейших диаметром представлены в таблице 6.1.
6.1.2 Определение диаметров по допустимому гидравлическому
уклону
Допустимые диаметры определёны по формуле:
, (6.5) где K, m, - гидравлические коэффициенты, зависящие от материала трубы и
состояния её внутренней поверхности:
; m = 5,3; ;
iдоп – допустимый гидравлический уклон трубопроводы:
, (6.6)
где hдоп – допустимые потери напора в сети, м:
lcр – среднеарифметическое расстояние от начальной до диктующей точки, м;
КП1.ВС-ВВ-09-04-2012
Лист
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подп.
Дата
В случае максимального водопотребления допустимые потери напора определены по формуле:
, (6.7)
где Z1 – отметка начальной точки сети, м; Z1 = 335 м;
Hсв.доп – допустимый свободный напор в начале сети, м; согласно [1]
Hсв.доп = 60 м;
Zд.т. – отметка диктующей точки; Zд.т= 349 м;
Hсв.треб – требуемый свободный напор в диктующей точке, м.
Требуемый свободный напор для жилой застройки определён по формуле:
, (6.8)
где n – число этажей, согласно заданию n = 4;
м.
Из формулы 6.7:
м
Из формулы 6.6:
.
Из формулы 6.5:
.
Расчёты допустимых диаметров d сведены в таблицу 6.1.
В случае наибольшего транзита воды в водонапорную башню допустимые потери напора определены по формуле:
(6.9)
КП1.ВС-ВВ-09-04-2012
Лист
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подп.
Дата
где Zвб. – отметка водонапорной башни м, Zвб = 352 м;
hвб – высота бака водонапорной башни, м; согласно п. 4.1.2 hвб = 2,32 м.
Hвб – высота ствола водонапорной башни, м:
(6.10)
где - требуемый свободный напор в точке, в которую поступает вода из
башни в час максимального водопотребления,м;
Zi – отметка точки, м;
hвб-i – потери напора на участке от водонапорной башни до точки:
Для точки № 7: = 14 м; Z7 =352 м.
Из формулы 6.10:
H = 352+ 14 – 352 = 14 м.
Для точки № 6: = 20 м; Z6 = 347 м; z вб=325; lвб-8 = 0,0172 км.
Из формулы 6.10:
H = 347+ 20 +0,0172 -352 = 15,02 м.
Для точки № 11: = 22 м; Z11= 343 м; z вб=325; lвб-8 = 0,068 км.
Из формулы 6.10:
H =343+ 22 + 0,068– 352 = 13,07 м.
Для точки № 8: = 18 м; Z8 = 349 м; z вб=325; lвб-7 = 0,0468 км
Из формулы 6.10:
H = 349+ 18 + 0,0468– 325 = 15,05 м.
Принято H = H = 15,05 м.
Из формулы 6.9:
м
Из формулы 6.6:
.
КП1.ВС-ВВ-09-04-2012
Лист
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подп.
Дата
Из зависимости 6.5:
.
Расчёты допустимых диаметров d сведены в таблицу 6.1.
В случае пожаротушения в час наибольшего водопотребления допустимые потери напора определены по формуле:
(6.12)
где Zп – отметка точки, для которой принят расчётный пожар (точка № 8), м;
Zп = 349 м;
- допустимый свободный напор в начале сети при пожаротушении, м;
= 90 м;
- требуемый свободный напор, м; =22
Из формулы 6.11:
м
Из формулы 6.6:
.
Из формулы 6.5:
.
Расчёты допустимых диаметров d сведены в таблицу 6.1.
6.1.3 Определение потерь напора
Потери напора рассчитаны по формуле:
, (6.12)
КП1.ВС-ВВ-09-04-2012
Лист
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подп.
Дата
где Аi – удельное сопротивление для чугунных неновых труб, соответствующего
диаметра, ;
li – фактическая длина i-го участка, м;
qi – участковый расход, л/с;
Км – коэффициент, учитывающий местные сопротивления; Км = 1,2;
Кvi – поправочный коэффициент, учитывающий режим движения жидкости;
Результаты расчётов представлены в таблицах 6.2, 6.3, 6.4.
Примечание:
В таблице 6.4 представлены результаты «ручной увязки» сети в час транзита, а в таблицах 6.3 и 6.2 – результаты увязки на ЭВМ.
Таблица 6.3 – Результаты увязки сети на ЭВМ в час максимального водопотребления
№ кольца
№ участка
Исходный расход
Распределение расходов
предварительное
окончательное
потери
поправка
расход
расход
потери
скорость
-42,0
-4,94
7,62
-34,38
-35,07
-3,44
-0.715
-14,0
-0,66
10,15
-3,85
-4,36
-0,06
-0.139
33,0
2,11
10,22
43,22
42,16
3,45
0.859
Невязка
-3,48
Невязка
-0,06
14.0
0.66
-10.15
3.85
4.36
0.06
0.139
-14.0
-2.35
-2.53
-16.53
-16.72
-3.35
-0.532
13.4
0.21
-2.27
11.13
11.17
0.14
0.228
30.0
3.19
0.07
30.07
29.52
3.09
0.602
Невязка
1.71
Невязка
-0.05
-13.4
-0.21
2.27
-11.13
-11.17
-0.14
-0.228
-14.0
-1.73
-0.27
-14.27
-14.49
-1.85
-0.461
-3.0
-0.06
-0.27
-3.27
-3.49
-0.09
-0.111
3.0
2.54
-0.05
2.95
2.98
2.51
0.380
КП1.ВС-ВВ-09-04-2012
Лист
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подп.
Дата
Продолжение таблицы 6.3
№ кольца
№ участка
Исходный расход
Распределение расходов
предварительное
окончательное
потери
поправка
расход
расход
потери
скорость
Невязка
0.54
Невязка
0.42
-3.0
-2.54
0.05
-2.95
-2.98
-2.51
-0.380
6.6
3.52
-0.22
6.38
6.13
3.04
0.347
-5.0
-0.11
2.39
-2.61
-3.23
-0.05
-0.103
-7.2
-0.25
2.39
-4.81
-5.43
-0.14
-0.173
Невязка
0.62
Невязка
0.34
Продолжение таблицы
№ кольца
№ участка
Исходный расход
Распределение расходов
предварительное
окончательное
потери
поправка
расход
расход
потери
скорость
Невязка
0.54
Невязка
0.42
28.5
1.55
-2.61
25.89
26.26
1.31
0.535
22.5
0.84
-2.61
19.89
20.26
0.68
0.645
18.8
1.12
-2.61
16.19
16.56
0.87
0.528
18.8
4.71
-2.61
16.19
16.56
3.66
0.528
5.0
0.11
-2.39
2.61
3.23
0.05
0.103
7.2
0.25
-2.39
4.81
5.43
0.14
0.173
-30.0
-3.19
-0.07
-30.07
-29.52
-3.09
-0.602
-33.0
-2.11
-10.22
-43.22
-42.16
-3.45
-0.859
Невязка
3.28
Невязка
-0,05
Количество исправлений 10
КП1.ВС-ВВ-09-04-2012
Лист
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подп.
Дата
Таблица 6.2 – Результаты увязки сети на ЭВМ в час пожаротушения
№ кольца
№ участка
Исходный расход
Распределение расходов
предварительное
окончательное
потери
поправка
расход
расход
потери
скорость
-40.0
-4.51
-4.92
-44.92
-49.71
-6.96
-1.013
-6.0
-0.15
1.24
-4.76
-6.44
-0.17
-0.205
63.7
7.10
2.23
65.93
63.84
7.13
1.301
Невязка
2.45
Невязка
-0.00
6.0
0.15
-1.24
4.76
6.44
0.17
0.205
-20.0
-4.48
-6.17
-26.17
-29.26
-9.60
-0.932
28.9
0.83
-9.14
19.76
13.84
0.19
0.282
52.7
9.04
0.98
53.68
53.28
9.24
1.086
Невязка
-9,75
Невязка
-0,01
-28.9
-0.83
9.14
-19.76
-13.84
-0.19
-0.282
-35.5
-9.51
2.98
-32.52
-29.71
-6.66
-0.946
-24.5
-2.71
2.98
-21.52
-18.71
-1.58
-0.596
4.0
4.27
1.98
5.98
5.50
8.07
0.701
Невязка
-8.78
Невязка
-0.36
-4.0
-4.27
-1.98
-5.98
-5.50
-8.07
-0.701
4.0
1.45
1.00
5.00
8.29
6.22
0.470
-4.1
-0.08
8.15
4.05
10.04
0.47
0.320
-1.0
-0.01
8.15
7.15
13.14
1.42
0.418
Невязка
-2.91
Невязка
0.04
КП1.ВС-ВВ-09-04-2012
Лист
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подп.
Дата
Продолжение таблицы
№ кольца
№ участка
Исходный расход
Распределение расходов
предварительное
окончательное
потери
поправка
расход
расход
потери
скорость
Невязка
0.54
Невязка
0.42
50.0
4.36
-7.15
42.85
40.16
2.81
0.818
44.0
2.94
-7.15
36.85
34.16
1.77
1.088
40.3
4.59
-7.15
33.15
30.46
2.62
0.970
40.3
19.28
-7.15
33.15
30.46
11.01
0.970
4.1
0.08
-8.15
-4.05
-10.04
-0.47
-0.320
1.0
0.01
-8.15
-7.15
-13.14
-1.42
-0.418
-52.7
-9.04
-0.98
-53.68
-53.28
-9.24
-1.086
-63.7
-7.10
-2.23
-65.93
-63.84
-7.13
-1.301
Невязка
15.11
Невязка
-0,018
Количество исправлений 2
На основании данных гидравлической увязки сети построены схемы окончательного потокораспределения.