4. Гидравлический расчёт водопроводной сети на пропуск хозяйственно-питьевого и производственного расхода воды.
Основной
задачей расчёта проектируемого наружного
водопровода является обеспечение подачи
воды к каждому зданию и сооружению в
необходимом количестве и под соответствующим
напором. Расчёт водопроводной сети
ведётся из условия подачи, отвечающий
наименьшим затратам на строительство
и эксплуатацию. Расчёт водопровода
необходим также не только для выбора
диаметра труб и определения потерь
напора в водопроводной сети, но и для
установления напоров у насосной станции,
подбора насосов определения высоты
водонапорной башни в зависимости от
потерь напора в водонапорной сети при
подаче расчётных расходов к местам
отбора.
Подготовка к гидравлическому расчёту начинается с распределения хозяйственно-питьевого расхода воды по узлам отбора. С этой целью определяем:
Удельный расход воды для рассчитываемой сети:
Путевые расходы по участкам сети Таблица 1.
Номера участков |
Расчётная формула |
Расчётные величины |
Путевой расход, л/с |
1-2 |
|
200 |
6,59 |
2-3 |
|
170 |
5,60 |
3-4 |
|
250 |
8,23 |
4-5 |
|
350 |
11,53 |
5-6 |
|
300 |
9,88 |
6-7 |
|
250 |
8,23 |
7-8 |
|
180 |
5,93 |
8-1 |
|
280 |
9,22 |
2-7 |
|
220 |
7,25 |
Проверка:
Во
избежание арифметических ошибок проверка
выполняется обязательно. Для получения
удовлетворительного результата при
проверке, удельный должен быть вычислен
предельно точно. При получении
незначительных расхождений путевые
расходы следует округлять до десятых
долей единицы с таким расчётом, чтобы
выполнялось условие:
Узловые расходы Таблица 2.
Номер узла |
Расчётная формула |
Расчётные величины |
Узловой расход |
1 |
|
|
7,9 |
2 |
|
|
9,72 |
3 |
|
|
6,92 |
4 |
|
|
9,88 |
5 |
|
|
10,7 |
6 |
|
|
12,68 |
7 |
|
|
7,08 |
8 |
|
|
7,58 |
Проверка:
Расход воды на предприятии 12,8 л/с в узле 5.
Из схемы водопроводной сети видно, что наиболее трудных условиях будет работать узел №5. Этот узел наиболее удален от ввода и расположен в самой высокой точке. Поэтому узел №5 будем считать диктующей точкой сети (точкой схода воды).
Из точки ввода в сеть (узел №1) в диктующую точку. Вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям, а именно:
I. 1 – 2 – 3 – 4 –5 =200+170+250+350=970 метров.
II. 1 – 8 – 7 – 6 – 5=280+180+250+300=1010 метров.
III. 1 – 2 – 7 – 6 – 5=200+220+250+300=970 метров.
Эти
направления по схеме обозначаем
стрелками. Производим предварительное
распределение расчетных расходов в
сети, начиная с диктующей точки. При
этом необходимо соблюдать энергетический
баланс: отбираемое количество воды в
узле равняется количеству воды поступающей
в узел например:
для узла №5
для узла №2
для узла №6
Так как по подаче воды в узлы подбираются диаметры труб по участкам, то подачу в узлы можно назвать условной пропускной способностью труб. Таким образом, оформляется расчётная схема «Подготовка к гидравлическому расчёту на пропуск хозяйственно-питьевого расходов». (рис. 1)
Рис. 1. Расчётная схема «Подготовка к гидравлическому расчёту на пропуск хозяйственно-питьевого расхода»
После составления расчётной схемы необходимо приступить к подбору диаметров труб. При выборе диаметров труб водоводов и водопроводных линий по расходам воды прежде всего исходят из технико-экономических соображений. Диаметры труб подбираются с использованием экономических скоростей движения воды. Учитывая, что расход воды для целей пожаротушения велик по сравнению с прочими с прочими расходами, при подборе диаметров труб необходимо использовать нижние границы экономических скоростей движения воды. В гидравлическом расчете на пропуск хозяйственно-питьевого расхода скорость воды не должна превышать 1,2-1,25 м/с (для труб малого диаметра допускается принимать 0,7-0,9 м/с). Подобранные диаметры труб наносят на расчётную схему и приступают к составлению таблицы №3 «Гидравлический расчёт водо-проводной сети на пропуск максимального хозяйственно-питьевого и производственного расходов».
Таблица 3
Номер кольца |
Номер участка |
Длина участка l,м |
Расход Q на участке, л/с |
Диаметр труб d, мм |
Скорость воды v, м/с |
Сопротивление участка S |
Потери напора h, м |
Первое исправление |
||||
Поправочный расход ∆q, л/с |
Исправленный расход Q, л/с |
Скорость воды v, л/с |
Сопротивление участка S |
Потери напора h, м |
||||||||
1 |
1-2 |
200 |
56,62 |
300 |
0,8014 |
0,0001897 |
0,608145 |
-4 |
52,62 |
0,7447 |
0,0001897 |
0,525254 |
2-7 |
220 |
12,6 |
150 |
0,7133 |
0,0081642 |
1,296148 |
+1-4 |
9,6 |
0,5435 |
0,0081642 |
0,75241 |
|
7-8 |
180 |
13,16 |
200 |
0,4191 |
0,00145656 |
-0,25226 |
+4 |
17,16 |
0,5464 |
0,00145656 |
-0,42891 |
|
8-1 |
280 |
20,74 |
250 |
0,4227 |
0,00070784 |
-0,30448 |
+4 |
24,74 |
0,5042 |
0,00070784 |
-0,43325 |
|
∆h=1,347562386 |
∆h=0,415513504 |
|||||||||||
2 |
2-3 |
170 |
34,3 |
250 |
0,6991 |
0,00042976 |
0,505608 |
-1 |
33,3 |
0,6787 |
0,00042976 |
0,476557 |
3-4 |
250 |
27,38 |
250 |
0,5580 |
0,000632 |
0,473788 |
-1 |
26,38 |
0,5376 |
0,000632 |
0,439812 |
|
4-5 |
350 |
17,5 |
200 |
0,5573 |
0,0028332 |
0,867668 |
-1 |
16,5 |
0,5254 |
0,0028332 |
0,771339 |
|
5-6 |
300 |
6 |
150 |
0,3397 |
0,011133 |
-0,40079 |
1 |
7 |
0,3963 |
0,011133 |
-0,54552 |
|
6-7 |
250 |
18,68 |
200 |
0,5949 |
0,002023 |
-0,70591 |
1 |
19,68 |
0,6267 |
0,002023 |
-0,78351 |
|
2-7 |
220 |
12,6 |
150 |
0,7133 |
0,0081642 |
-1,29615 |
+1-4 |
9,6 |
0,5435 |
0,0081642 |
-0,75241 |
|
∆h=-0,555783124 |
∆h=-0,39373558 |
|||||||||||
Гидравлический расчёт водопроводной сети на пропуск максимального хозяйственно-питьевого и производственного расхода
Окончательно вычисленные величины заносят на расчетную схему «Увязанная водопроводная сеть на пропуск хозяйственно-питьевого и производственного расходов» (рис.2).
Далее определяются потери напора в сети
по направлениям питания (от ввода к
диктующей точке).
.
.
.
Средние потери напора в сети определяются:
=2,336948
м.
Эта величина потерь напора в дальнейшем будет использована при расчете высоты водонапорной башни, а также подбора хозяйственных насосов станции второго подъема.