Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

кафедры технического обеспечения агропромышленного комплекса

инженерных сетей (водоснабжение)

для бакалавров очного обучения

направления подготовки 120700 «Землеустройство и кадастры»

Иркутск – 2012

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО Иркутская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра землеустройства, кадастров и сельскохозяйственной мелиорации

методические указания для выполнения расчетно-графической работы по дисциплине Проектирование

инженерных сетей (водоснабжение)

для бакалавров очного обучения

направления подготовки 120700.62 «Землеустройство и кадастры»

Иркутск – 2012

Подготовлено и рекомендовано к печати кафедрой землеустройства, кадастров и сельскохозяйственной мелиорации Иркутской государственной сельскохозяйственной академии (протокол № от)

Утверждено к изданию методической комиссией агрономического факультета Иркутской государственной сельскохозяйственной академии (протокол № от)

Составители: Просвирнин В.Ю. доцент

Чернигова Д. Р. ассистент

Кундий М. А. ассистент

Рецензенты: Рудова Н. А. Зам. начальника отдела контроля

и координации деятельности в учетно-регистрационной сфере

Управления Росреестра по Иркутской области

Ильин С.Н. Кандидат технических наук, доцент

кафедры технического обеспечения агропромышленного комплекса

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.. 5

1. Водоснабжение. 8

2. Водозаборные сооружения.. 13

2.1.Забор воды из поверхностных водоисточников. 13

2.2 Забор воды из подземных водоисточников. 14

3. Напорнорегулирующие сооружения.. 16

4. Зоны санитарной охраны... 20

5. Выполнение расчета тупиковой сети сельскохозяйственного водоснабжения 23

5.1. Определение длины участков трубопровода (L). 23

5.2 Определение расчетных расходов на участках (Q_p). 23

5.3 Определение диаметров трубопровода (d) по расчетным участкам.. 24

5.4 Определение скорости движения воды в трубопроводе. 26

5.5 Расчет потерь напора по участкам сети по преобразованной формуле Д. Бернулли 26

5.6 Определение свободных напоров узловых точках системы... 27

5.7 Построение продольного профиля поверхности земли и пьезометрических напоров 28

5.8 Вычисление максимальных часовых расходов системы... 30

5.9 Определение регулирующего и полного объема бака водонапорной башни.. 30

5.10 Расчет параметров для определения марки насоса. 31

5.11 Расчет параметров водонапорной башни.. 32

5.12 Расчет параметров водонапорной башни и совместной работы насоса при некруглосуточной их работе. 36

5.13 Определение расчетных расходов для установления параметров водонапорных сооружений и насосных станций.. 37

5.14 Определение максимального и минимального суточного, часового и секундного расхода 38

5.15 Отвод полосы земли под систему водоснабжения.. 40

Вопросы по курсу проектирование инженерных сетей.. 43

Рекомендуемая литература. 44

Приложения.. 45

ВВЕДЕНИЕ

Среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных мест и развития промышленности, водоснабжение занимает большое и почетное место. Кроме того основные водохозяйственные сооружения создают производственную и социальную инфраструктуру без которой на современном этапе невозможны производство продукции и существование общества. Поэтому инженерное обустройство является необходимой составляющей проекта землеустройства сельскохозяйственного предприятия.

Следует учитывать, что само строительство и оборудование такого объекта – это сложная инженерная задача, требующая больших затрат на проведение изысканий и разработку проекта. Поэтому проектно-изыскательские работы выполняются специализированными мелиоративными и водохозяйственными организациями. Однако, до проведения специальных изысканий необходимо знать, насколько целесообразно строительство самого объекта, где он должен быть размещен, каковы могут быть его зоны обслуживания, технические характеристики и эффективность использования. То есть размещение инженерных объектов должно учитывать особенности землепользования, размещение базовых населенных пунктов, производственных подразделений и хозяйственных центров.

Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний (передаваемых через воду). Подача достаточного количества воды в населенное место позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде требуются громадные ее количества, измеряемые в миллионах кубических метров в сутки. Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требуют тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях.

Производственные процессы на предприятиях большинства отраслей промышленности также сопровождаются расходованием воды. При этом предприятия некоторых отраслей промышленности и энергохозяйства потребляют количество воды, нередко значительно превосходящее коммунальное водопотребление крупных городов. Некоторые промышленные предприятия предъявляют к качеству потребляемой воды специфические требования, иногда весьма высокие. От количества и качества используемой воды и организации водоснабжения промышленного предприятия в значительной мере зависят качество и себестоимость выпускаемой продукции. Таким образом, правильная организация водоснабжения промышленных предприятий имеет большое экономическое значение.

Следует отметить, что кроме обеспечения водой населения и промышленности, осуществляемого системами водоснабжения, огромное народнохозяйственное значение имеет обеспечение водой сельского хозяйства для искусственного орошения земель в целях успешного выращивания сельскохозяйственных культур и получения высоких урожаев. В ряде районов такое искусственное орошение (ирригация) крайне необходимо и широко используется. Ирригация вследствие огромных объемов потребляемой воды и специфических методов ее использования представляет собой самостоятельную область водного хозяйства.

Однако в настоящее время в связи с общим ростом объемов потребляемой воды и недостаточностью в ряде районов местных природных источников воды все чаще возникает необходимость комплексного решения водохозяйственных проблем для наиболее рационального и экономичного обеспечения водой всех водопользователей и водопотребителей данного района. В нашей стране комплексное решение проблем водного хозяйства широко используется при планировании развития народного хозяйства. Кроме вопросов водоснабжения и орошения, комплексные водохозяйственные проблемы довольно часто охватывают вопросы гидроэнергетики и водного транспорта, так как без этого не могут быть разумно использованы крупные природные источники воды.

1. Водоснабжение

Водоснабжение представляет собой комплекс мероприятий по обеспечению водой различных ее потребителей.

Комплекс сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, т. е. получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям, называется системой водоснабжения, или водопроводом. Характерной чертой системы водоснабжения является ее линейность.

Водоснабжение классифицируют по видам:

1) коммунальное (бытовое) – служит для обеспечения водой населенных пунктов;

2) промышленное – служит для обеспечения водой промышленного производства;

3) сельскохозяйственное – служит для обеспечения водой сельскохозяйственного производства

По назначению систему водоснабжения классифицируют:

1) хозяйственно-питьевая – служит для обеспечения жизнедеятельности человека. Качеству воды предъявляют требования в соответствии с санитарными нормами;

2) производственная – служит для обеспечения производства;

3) противопожарная.

В зависимости от важности объекта выделяют 3 категории водоснабжения:

1) I категории соответствуют объекты, которые требуют стабильной подачи воды без перерыва, к ним относятся ряд специфических производств и населенных пунктов с населением более 50 тыс. чел.;

2) II категории относятся объекты, на которых кратковременное прекращение водоподачи допустимо. Это населенные пункты от 5 до 50 тыс. чел.;

3) III категории относятся объекты, допускающие длительное прекращение водоподачи, например населенные пункты с числом жителей менее 5 тыс. чел. (прекращение водоподачи до 24 ч и кратковременное понижение подачи воды до 50% на срок до 15 суток).

Системы водоснабжения подразделяют по способу подачи воды:

1) с механическим водоподъемом;

2) самотечный;

3) комбинированный.

Системы водоснабжения классифицируют по способу регулирования напора:

1) башенная;

2) безбашенная.

Системы водоснабжения классифицируют по водоисточникам:

1) из поверхностных водоисточников;

2) из подземных водоисточников.

На рисунке 1 представлена схема забора воды из поверхностных водоисточников. На рисунке 2 представлена схема забора воды из подземных водоисточников.

Рисунок 1 – Схема забора воды из поверхностных водоисточников

1- поверхностный водоисточник;

2- водозабор пусковой;

3- самотечная линия;

4- береговой колодец;

5- насосная станция 1-го подъема;

6- водоочистная станция;

7- резервуар хранения воды;

8- насосная станция 2-го и последующих подъемов;

9- магистральный трубопровод (основной);

10- напорно-регулирующее сооружение (водонапорная башня);

11- распределительный трубопровод;

12- водопотребитель.

Рисунок 2 – Схема забора воды из подземных водоисточников

1. скважина;

2. погружной насос;

3. водомерная и водораспределительная камера;

4. напорно-регулирующая станция (безбашенная, гидропневматическое регулирование);

5. магистральный, основной водопровод;

6. распределительная сеть;

7. потребитель.

Влияние выбора места на систему водоснабжения.

1. наличие водоисточника;

2. рельеф;

3. отдаленность от населенного пункта.

В зависимости от состава схемы водоснабжения, различают:

1) местное водоснабжение (колодец);

2) объединенное водоснабжение.

В свою очередь объединенное водоснабжение делится на локальное и групповое.

Объединенное водоснабжение

Локальное Групповое

Объединенное – включающее Для городских территорий,

водоснабжение жилых массивов; где много потребителей.

Раздельное – отдельно для жилых

массивов;

Поливное – для полива скверов,

газонов, а также приусадебных участков;

Дуплексное – предусматривает смешивание

пресной и минерализованной воды.

Локальные сети.

1. устраивают в случае достаточного расхода водоисточника и с водой высокого качества;

2. характерны в случае недостатка воды высокого качества;

3. когда высокий дефицит пресной воды и для полива можно использовать воду низкого качества.

Групповые сети.

Как правило, устраивают в несколько очередей, проектируя в первую очередь, для устройства магистрального водовода и относящуюся к нему распределительную сеть на 70 % расчетный сход. Вторая и последующие очереди включают разветвленные, а также соединенные локальные системы в групповую.

По расположению в плане групповые системы бывают: тупиковые, кольцевые и комбинированные (рис.3).

Рисунок 3 – Схемы групповых систем

Тупиковая сеть проще в строительстве. Кольцевая сеть имеет постоянно циркулирующий поток и поэтому, в отличие от тупиковой сети, в ней не будет застоев. При этом кольцевая сеть имеет высокую надежность.

В случае если длина трубопровода больше 40 км, тогда устанавливают пункты обработки воды по дополнительному обеззараживанию. Для обеззараживания используют обработку хлором, азотом, аммиаком. Также широко используется ультрафиолетовая обработка.

Групповые схемы прокладывают вдоль дорог по границам угодий и полей севооборотов. В случае удлинения трубопровода более чем на 10 %, необходимо предусматривать варианты прокладки сетей по с/х угодьям.

При проектировании сети рассматривают несколько вариантов и выбирают наиболее оптимальный вариант в результате технико-экономических расчетов.

При строительстве водоводов, проходящих по сельскохозяйственным угодьям, необходимо предусматривать рекультивацию строительной сети. На использование земельных угодий накладывается сервитут. При расчетах необходимо учитывать необходимость ремонта трубопровода.

2. Водозаборные сооружения

2.1.Забор воды из поверхностных водоисточников

Различают 2 группы систем водоснабжения по водозабору.

Они бывают:

1) с русловым водозабором

2) береговой водозабор

Каптаж родников заключается в очистке и благоустройстве естественного ключа.

Водозаборы классифицируют по виду водоисточника:

1. речные;

2. озерные;

3. водохранилища;

4. ключи.

2.2 Забор воды из подземных водоисточников

1. шахтный водозабор

2. скважина: одиночные, грунтовые, лучевые

3. лучевой водозабор – обеспечивает высокую площадь забора воды и высокий дебит

4. Кяризь

Подземные водоисточники классифицируют по виду забираемых вод.

1 – используют очень редко т. к. верховодка, обладающая низкими запасами воды не надежна;

2 – грунтовые воды;

3 – артезианские воды.

3. Напорнорегулирующие сооружения

Под напорнорегулирующими сооружениями понимают:

1) водонапорная башня;

2) резервуары;

3) гидропневматические установки.

Напорнорегулирующие сооружения служат для регулирования напора в системе водоснабжения, а также для создания запаса воды.

Напорнорегулирующие сооружения представлены на рисунке 4.

Водонапорная башня

Рисунок 4 – Напорнорегулирующие сооружения

Башни бывают:

1) кирпичные;

2) башня инженера Рожновского (рис.5).

Рисунок 5 – Башня инженера Рожновского (стальная емкость, заполняемая водой по всему объему)

В зависимости от расположения на сети системы бывают:

– с контррезервуаром;

– с проходной водонапорной башней.

Рисунок 6 – Система с контррезервуаром

Рисунок 7 – Система с проходной водонапорной башней

Чем больше количество жителей населенного пункта, тем водопотребление в системе равномернее.

Для того чтобы регулировать напор у водопотребителя возникает необходимость в устройстве водонапорной башни. При расчете высоты водонапорной башни используют формулу (1).

(1)

где h_c_в – свободный напор;

h_w – потери напора;

– высотные отметки.

Расчет объема башни осуществляют по формуле (2)

W_б=W_рег+W_ав+W_п (2)

где W_рег – регулирующий объем воды;

W_ав – аварийный запас воды;

W_п – противопожарный запас воды.

На рисунке 8 представлен гидропневматическая установка – механический комплекс, бак которого герметичен.

Рисунок 8 – Гидропневматическая установка

Виды трубопроводов.

По материалам различают следующие трубопроводы:

1) - железобетонные;

2) - асбестоцементные;

3) - пластмассовые;

4) - чугунные, стальные, деревянные.

4. Зоны санитарной охраны

Зона санитарной охраны организуются на всех водопроводах, вне зависимости от ведомственной принадлежности, подающих воду как из поверхностных, так и из подземных источников.

Основной целью создания и обеспечения режима в зоне санитарной охраны является санитарная охрана от загрязнения источников водоснабжения и водопроводных сооружений, а также территорий, на которых они расположены.

Зона санитарной охраны организуются в составе трех поясов: первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборов, площадок расположения всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение – защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. Второй и третий пояса (пояса ограничений) включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения.

Граница первого пояса зоны санитарной охраны водопровода с поверхностным источником устанавливается, с учетом конкретных условий, в следующих пределах:

а) для водотоков:

вверх по течению ¾ не менее 200 м от водозабора;

вниз по течению ¾ не менее 100 м от водозабора;

по прилегающему к водозабору берегу ¾ не менее 100 м от линии уреза воды летне-осенней межени;

в направлении к противоположному от водозабора берегу при ширине реки или канала менее 100 м ¾ вся акватория и противоположный берег шириной 50 м от линии уреза воды при летне-осенней межени, при ширине реки или канала более 100 м ¾ полоса акватории шириной не менее 100 м;

Отнесение водного объема к водоему или водотоку проводится в соответствии с ГОСТом 17.1.1.02—77 «ОПГ, Классификация водных объектов».

б) для водоемов (водохранилища, озера) граница первого пояса должна устанавливаться в зависимости от местных санитарных и гидрологических условий, но не менее 100 м во всех направлениях по акватории водозабора и по прилегающему к водозабору берегу от линии уреза воды при летне-осенней межени.

Границы второго пояса зона санитарной охраны водотоков (реки, канала) и водоемов (водохранилища, озера) определяются в зависимости от природных, климатических и гидрологических условий.

Граница второго пояса на водотоке в целях микробного самоочищения должна быть удалена вверх по течению водозабора на столько, чтобы время пробега по основному водотоку и его притокам, при расходе воды в водотоке 95 % обеспеченности, было не менее 5 суток ¾ для 1А, Б, В и Г, а также ПА климатических районов, и не менее 3-х суток ¾ для 1Д, ПБ, В, Г, а также III климатического района.

Скорость движения воды в м/сутки принимается усредненной по ширине и длине водотока или для отдельных его участков при резких колебаниях скорости течения.

Граница второго пояса зоны санитарной охраны на водоемах должна быть удалена по акватории во все стороны от водозабора на расстояние 3 км ¾ при наличии нагонных ветров до 10 %, и 5 км ¾ при наличии нагонных ветров более 10 %.

Боковые границы второго пояса зоны санитарной охраны от уреза воды при летне-осенней межени должны быть расположены на расстоянии:

а) при равнинном рельефе местности ¾ не менее 500 м;

б) при гористом рельефе местности ¾ до вершины первого склона, обращенного в сторону источника водоснабжения, но не менее 750 м при пологом склоне и не менее 1000 м при крутом.

Граница второго пояса зоны санитарной охраны водотока ниже по течению должна быть определена с учетом исключения влияния ветровых обратных течений, но не менее 250 м от водозабора.

В отдельных случаях, с учетом конкретной санитарной ситуации и при соответствующем обосновании, территория второго пояса может быть увеличена по согласованию с центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

Границы третьего пояса зоны санитарной охраны поверхностных источников водоснабжения на водотоке вверх и вниз по течению совпадают с границами второго пояса. Боковые границы должны проходить по линии водоразделов в пределах 3—5 километров, включая притоки. Границы третьего пояса поверхностного источника на водоеме полностью совпадают с границами второго пояса.

Ширину санитарно-защитной полосы следует принимать по обе стороны от крайних линий водопровода:

а) при отсутствии грунтовых вод ¾ не менее 10 м при диаметре водоводов до 1000 мм и не менее 20 м при диаметре водоводов более 1000 мм;

б) при наличии грунтовых вод — не менее 50 м вне зависимости от диаметра водоводов.

В случае необходимости допускается сокращение ширины санитарно-защитной полосы для водоводов, проходящих по застроенной территории, по согласованию с центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

При наличии расходного склада хлора на территории расположения водопроводных сооружений санитарно-защитная зона до жилых и общественных зданий должна быть не менее 300 м.

5. Выполнение расчета тупиковой сети сельскохозяйственного водоснабжения

Цель: выполнить упрощенный расчет тупиковой сети сельскохозяйственного водоснабжения, которая предназначена для населенного пункта с хозяйственным производственным комплексом.

Исходные условия: на основании генерального плана хозяйства составлена схема водопроводной сети (см. в приложении 2 рисунки с 1-5, соответствующие номерам задач в таблице 1; номер задачи соответствует последней цифре номера зачетной книжки студента). Известны условные геодезические отметки ∆i узловых точек., длина участков трубопровода между ними, путевой расход Q_п и расходы Q_i в узловых точках, соответствующие общему максимальному расходу водопроводной сети, необходимый свободный напор Н_св.

Требуется: определить расчетные расходы и выбрать диаметр трубы для всех участков трубопровода; вычислить напоры в узловых точках; построить график пьезометрических напоров; определить основные параметры водонапорной башни (минимальный напор, регулирующий и полный объемы бака), работающей совместно с насосной станцией в автоматическом цикличном режиме; выбрать соответствующий типоразмер насосного агрегата.

Выполнение:

5.1. Определение длины участков трубопровода (L)

Длина всасывающего трубопровода соответствует значению L_1-2 (см. табл. 1). Длина участка напорного трубопровода соответствует значению L с указанными коэффициентами по участкам (см. табл. 1 и схему).

5.2 Определение расчетных расходов на участках (Q_p)

Расчетный расход на участке в общем случае определяется по формуле:

Q_p=Q_т+0,55*Q_п, (1)

где Q_т – транзитный расход пропускаемых дальше рассматриваемого участка трубопровода (л/с);

Q_п – распределенный путевой расход на рассматриваемом участке (л/с);

0,55 – коэффициент, определяющий долю путевого расхода участвующего совместно с транзитным расходом в создании потерь напора на рассматриваемом участке.

Единицу измерения расчетного расход переводим из л/с в м³/с (в 1м³ 1000л).

Таблица 1

Исходные данные для решения задач

Исходные данные	Номера задач

№ рисунка
№ листа графика водопотребления
Расход, л/с:
Q₅	2,5	2,1	3,4	3,2	5,4	6,1	2,6	4,5	5,5	9,9
Q₆	2,8	2,2	3,9	4,0	4,7	5,3	2,3	7,9	5,0	10,0
Q₇	2,2	1,8	3,0	4,6	6,0	7,3	2,1	3,2	-	-
Q_п	4,0	3,0	4,5	5,0	6,1	5,9	4,2	5,2	8,1	9,5
Необходимый свободный напор, [Н_св], м
Длина всасывающего трубопровода L_{1-2, м}
Длина участка напорного трубопровода L, м
Материал напорных труб	полиэтилен	чугун	сталь	полиэтилен	сталь

5.3 Определение диаметров трубопровода (d) по расчетным участкам

Наиболее экономичной скоростью воды в трубопроводе является скорость от 1-3 м/с. На крупных системах большая скорость, на малых системах меньшая. Принимаем среднюю скорость движения воды равной 1 м/с. Задаваясь скоростью равной 1 м/с, определяем диаметр трубопровода по формуле. В данном случае диаметр трубопровода по участкам расчетный.

, (2)

где d_р – расчетный диаметр по участкам (м, мм);

Q_p – расчетный расход по участкам (м³/с);

– число ПИ, соответствующее 3,14;

V – средняя скорость движения воды равная 1 м/с.

Единицу измерения расчетного диаметра переводим из м в мм. Используя таблицу 2, округляем полученные результаты диаметров до стандартных предпочтительно в большую сторону.

Таблица 2

Удельные сопротивления А_кв (с²/м⁶) труб из различных материалов в зависимости от условного прохода d

d, мм	Трубы
Стальные электросварные ГОСТ 10704-76	Чугунные ГОСТ 9583-75	Полиэтиленовые типа Г ГОСТ 1899-73

		-
		-	-


	76,4	96,7
	30,7	37,1	45,9
	20,8	-	-
	6,96	8,09	5,07
	2,19	2,53	1,31
	0,85	0,95	0,71
	0,373	0,437	-
	0,186	0,219	-
	0,099	0,199	-
	0,058	0,0678	-

5.4 Определение скорости движения воды в трубопроводе

По известным значениям расхода Q_i идиаметра d_i определяется средняя скорость потока на каждом участке по формуле

, (3)

где V_i – скорость потока на каждом участке (м/c);

Q_i – расчетный расход по участкам (м³/с);

– число Пи (отношение длины окружности к радиусу), соответствующее 3,14;

d_i – расчетный диаметр по участкам (м).

Максимально допустимые скорости в магистральных трубопроводах не должны превышать 6 м/с, в распределительной сети 2-3 м/с.

5.5 Расчет потерь напора по участкам сети по преобразованной формуле Д. Бернулли

Для водопроводных систем характерен сравнительно узкий интервал применяемых средних скоростей потоков (0,6…3,0 м/с). Поэтому в уравнении Д. Бернулли можно пренебречь удельной кинетической энергией в сечении потока (она не превышает 0,46 м), а для ускорения расчета потерь напора на участках трубопровода использовать упрощенную зависимость, полученную путем преобразования формулы Дарси–Вейсбаха:

, (4)

где h – потери напора (м);

k_м – коэффициент, учитывающий влияние местных сопротивлений, которые составляют от 5 – 10% от сопротивления по длине [ k_м =1,05–1,1];

А_кв – удельное сопротивление трубы в квадратичной области, с²/м⁶;

- поправочный коэффициент, учитывающий неквадратичность области сопротивления;

L – расчетная длина участка трубопровода, м;

Q_р – расчетный расход на участке трубопровода, м³/с.

Соответствующие величины А_кв и , которые представляются в уравнении (4) для вычисления потерь напора находятся по таблицам 2 и 3.

Таблица 3

Поправочный коэффициент на степень турбулентности потока в зависимости от скорости V движения воды

Скорость, м/с	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2
Трубы стальные и чугунные	1,2	1,11	1,06	1,03	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Трубы полиэтиленовые	1,23	1,12	1,05	1,0	0,96	0,93	0,9	0,88	0,86	0,84

5.6 Определение свободных напоров узловых точках системы

Свободным напором называется пьезометрический напор, отсчитываемый от геодезической отметки поверхности земли.

Н_св_(i-1)=Н_св_(i)+(Ñ_i-Ñ_(i-1))±h_i-(i-1) (5)

Напор – количество удельной энергии жидкости, приведенная к ее весу (м, мм).

Свободный напор – минимально допустимый напор воды у потребителя на выходе из водоразборного устройства, обеспечивающий нормальное функционирование системы.

Пьезометрический напор – потенциальная энергия, отнесенная к весу жидкости.

Диктующая точка – точка в системе водоснабжения, обеспечение свободного напора в которой автоматически обеспечивает напор в любой другой точке системы. Такой точкой является, как правило, самая удаленная или самая высоко расположенная точка системы.

Определение свободных напоров начинается с определения диктующей точки. Расчет выполняется, исходя из условия, что свободный напор в любом узле, где имеется отбор воды, должен быть не меньше некоторой минимальной величины [ Н_св ], называемой необходимым напором. Это наименьший напор, при котором обеспечивается нормальная работа технических устройств водопотребителей. Он учитывает высоту расположения устройств над поверхностью земли, а также потери напора в них и во внутренних трубопроводах. Величины [ Н_св ] приводятся в справочной литературе. В конечных точках системы можно принять свободные напоры равными [ Н_св ]. Составляя уравнения Д. Бернулли для соседних узлов, двигаясь навстречу потоку, можно последовательно вычислить свободные напоры во всех узлах. Например, если в узле 7 (рис. 1) принять напор Н_св7 = Н_св (см. табл. 1), то в узлах 6 и 4 свободные напоры равны:

, (6)

, (7)

где Н_св – необходимый свободный напор, м;

, , – условные геодезические отметки в узловых точках системы (см. схему), м;

h_6-7,h_4-6 – потери напора на участках 6-7 и 4-6 соответственно, м.

Аналогично определяются свободные напоры в других узлах. Выявляется диктующая точка (в которой свободный напор наименьший), соответственно главное направление (от начала сети до диктующей точки), отвод от главного направления. Если в диктующей точке не выполняется условие H_{св д} Н_св, то необходимо добавить к ней напор до Н_св, соответственно повысить напоры в остальных точках на величину этой добавки. Если окажется при этом, что свободный напор в конечной точке отвода значительно превышает Н_св, то целесообразно погасить это превышение, подобрав меньшие по сравнению с первоначально взятыми диаметры труб на участках отвода.

5.7 Построение продольного профиля поверхности земли и пьезометрических напоров

По результатам расчетов на миллиметровой бумаге формата А3 строятся продольный профиль поверхности земли и пьезометрические напоры (приложение 1). Принимаем вертикальный масштаб 1:200, а горизонтальный 1:5000.

Построение начинается с вычерчивания нулевой линии отсчета. Она представляет собой прямую от точки 1 до диктующей точки. Для построения линии (графика) пьезометрических напоров сначала выполняют построение продольного профиля поверхности земли по главной магистрали от водозабора (точка 1) до диктующей точки, с указанием их высотных отметок.

По горизонтальной оси (расстояние) располагаются точки друг от друга согласно рассчитанным расстояниям (L) по участкам в соответствие с горизонтальным масштабом. Одновременно в соответствие с вертикальным масштабом от условной нулевой линии отсчета откладываются высотные отметки поверхности земли в каждой точке системы. Таким образом, получаем профиль поверхности земли согласно высотным отметкам и расстоянию.

Для построения графика пьезометрических напоров необходимо от профиля поверхности земли в вертикальном масштабе отложить значение пьезометрических напоров в каждой точке водопроводной сети. При правильном построении из графика видно, что в направлении от диктующей точки к водозабору значение пьезометрических отметок увеличивается.

Одновременно с построением графиков заносятся значения в сетку рамки – значение отметок поверхности земли и пьезометр

Воспользуйтесь поиском по сайту: