Лабораторна установка

Лабораторна модель (рис. 5.1) виконана на спецiальнiй пiдставцi, що імітує водопровідну мережу населеного пункту, дає можливість наочно ознайомитися з різними схемами систем водопостачання, вивчити гідравлічний режим таких систем і визначити питомі опори ділянок мережі. Кільцева мережа виконана з мідних трубок діаметром 12мм і живиться від існуючої міської системи водопостачання. До кожного вузла і кожної діафрагми підключено п’єзометри, що розміщені на спеціальному щиті.

У якості напірно-регулюючих споруд служать баки ВБ1 і ВБ2. У середній частині кожної ділянки мережі встановлена вимірювальна діафрагма «Д», з обох сторін якої підключено п'єзометри для виміру витрат води на ділянці. Всі п'єзометри пронумеровані й розміщені поруч із лабораторною установкою. Призначення технологічних трубопроводів баків видно з рис. 5.1. Витрата води на ділянках визначається за допомогою діафрагм Д1-Д10. Діафрагми сконструйовані таким чином, що їх коефіцієнти витрати φ мали однакове значення при русі води зліва праворуч і з права ліворуч.

Рисунок 5.1 - Модель трикільцевої водопровідної мережі

Імітація розбору води здійснюється відкриттям кранів, установлених у точках 1-8. Кран B1 дає можливість моделювати живлення кільцевої мережі від міської системи водопостачання. Маніпуляції кранами B1 - B6 забезпечують можливість моделювати різні варіанти схем живлення мережі:

а) мережа живиться безпосередньо від водопровідної мережі, без напірно-регулюючої місткості: закрити крани В3 і В4, відкрити крани B1 і В2;

б) мережа живиться від місткості Б1, установленої у кінці мережі: закрити крани В3 і В2, відкрити В4 і В6;

в) мережа живиться від водопровідної мережі й ВБ1, установленої у кінці мережі: закрити кран В3, відкрити крани В1, В2, В4, В6;

г) мережа живиться від водопровідної мережі й з бака ВБ2: закрити крани В4 і В6; відкрити крани B1, В2, В3, В5;

д) мережа живиться від двох місткостей ВБ1 і ВБ2: кран В2 закрити; відкрити крани В1, В3, В4, В5, В6;

е) мережа живиться від міської водопровідної мережі й двох місткостей (ВБ1 і ВБ2): відкрити крани B1, В2, В3, В4, В5 і В6.

Порядок проведення роботи

1. Ознайомитися з моделлю кільцевої водопровідної мережі.

2. Відкрити крани на трубопроводах живлення башт ВБ1 і ВБ2 i, скинувши надлишок води через переливну трубу, досягти її постійного рівня.

3. Перевірити показання п’єзометрів у положенні статичних рівнів (при закритих водорозбірних кранах показання п’єзометрів повинно бути однаковим).

4. Відкрити водорозбiрнi крани в одному або в декількох вузлах (регламент визначає викладач).

5. Виміряти напір у вузлах за допомогою п’єзометрів i витрати - об’ємним методом.

6. За даними досліджень побудувати графік п’єзометричних напорів у вузлах, показати напрям потоку.

7. Схему моделі трьохкiльцевої водопровідної мережі накреслити на мiлiметрiвцi.

Виміри записуються до таблиць 5.1-5.4. Для визначення параметрів φ=μ·ω діафрагм Д1 – Д10 спочатку кільцеву мережу слід трансформувати в тупикову та імітувати відбір води в одному визначеному вузлі, маніпулюючи кранами на трубопровідній мережі, і отримані значення підставити у формулу μ·ω=Q/ . Результати заносяться до табл. 5.1 і використовуються для подальших розрахунків витрат води на ділянках мережі (табл. 5.2).

Таблиця 5.1 – Попереднє визначення φ для діафрагм (n=10)

№ діафрагми	Витрати води на ділянці, Q	Показання п'єзометрів		Втрати напору в діафрагмі, h	φ=μ·ω діафрагм Д1 – Д10
		I п'єзометр	II п'єзометр.
Д-1				Різниця значень показань п'єзометрів	μ·ω=Q/
Д-2
Д-3
Д-4
Д-5
Д-6
Д-7
Д-8
Д-9
Д-10

Для розв’язання зазначених завдань необхідно зняти показання п'єзометрів для заданих витрат. Відбір води передбачається з одного із вузлів (вузли вказує викладач). Запис здійснюється в табличній формі (табл. 5.2; 5.3).

Баланс надходження й витоку води розглядається у вузлах 3, 4, 6 (вузол визначає викладач).

Вузловий відбір визначають за формулою:

(5.5)

де - об’єм води в мірній посудині, см³;

- час наповнення посудини, с.

Результати спостережень записують у таблицю 5.4.

Таблиця 5.2 – Втрати напору в діафрагмах на ділянках трубопровідної мережі

№ діафрагми	Показання п'єзометрів діарфрагми		Втрати напору в діафрагмі, h	Витрати води на ділянці, Q
	I п'єзометр	II п'єзометр.
1	2	3	4	5
Д-1			Різниця значень показань п'єзометрів	φ=μ·ω
Д-2
Д-3
Д-4
Д-5
Д-6
Д-7
Д-8
Д-9
Д-10

Таблиця 5.3 – Втрати напору на ділянках трубопроводу

Ділянка	Показання п'єзометрів у вузлах		Загальні втрати напору на ділянці	Втрати напору в діафрагмі	Втрати напору в трубопроводі
	I п'єзометр	ІI п'єзометр
1-2			Визначається як різниця значень показань суміжних п'єзометрів (І і ІІ)	Визначається аналогічно як в таблиці 5.2 (стовбець 4)	Визначається як різниця значень загальної втрати напору на ділянці і втрати напору в діафрагмі.
2-3
3-4
1-4
3-5
5-6
4-6
6-7
7-8
4-8

Таблиця 5.4 – Баланс витрат у вузлах

№ вузла	q, см3	t, с	Відбір води з вузла, qвуз., л/с	Ділянка, що примикає до вузла		Надходження до вузла, л/с	Витік (витрата) з вузла, л/с
				наймен.	витрата на ділянці (табл.5.2), л/с
3				3-5		Надходження води до вузла визначається за наявності профілю п’єзометричних ліній	Витік (витрата) з вузла визначається за наявності профілю п’єзометричних ліній
				3-4
				3-2
4				4-3
				4-6
				4-8
				4-1
6				6-5
				6-4
				6-7

Питомі опори А ділянок мережі визначають із умов:

,	(5.6)
,	(5.7)
,	(5.8)

де - втрати напору на ділянці (визначаються за даними таблиці 5.3);

- витрата на ділянці (визначаються за даними таблиці 5.2);

- опір ділянки;

- питомий опір ділянки.

Необхідно визначити значення для ділянок 3-4, 4-6, 4-8.

Результати записуємо в таблицю 5.5.

Таблиця 5.5 – Результати визначення питомого опору А

Ділянка	q	h	S	Аексп.
3-4
4-6
4-8

Напрямок потоків і неув'язка втрат напору в кільцях водопровідної мережі відображають на спрощеній схемі мережі. П'єзометричну лінію по зовнішньому контуру мережі зображують графічно для кожного випадку. Розрахунки виконувати з використанням ПЕОМ.