Гидравлический расчет водопроводной сети

Невязки

для первого кольца

м; [7.2.11]

для второго кольца

м. [7.2.12]

по общему контуру

м.

М. М. Андрияшев предлагает после первой увязки выделять контуры, охватывающие несколько колец, невязками, имеющими одинаковые знаки, и начинать с них. Такой искусственный приём оправдывается тем, что поправочные расходы воды на смежных участках колец выбранного контура будут иметь разные знаки и их алгебраическая сумма будет близка к нулю. При увязке общего контура каждый раз проверяют невязки в отдельных кольцах. Этот метод применяют при большом числе колец.

При небольшом числе колец после первой увязки увязку молено вести по “интуитивному” способу, то есть поправочные расходы колец во второй и последующих увязках назначают ориентировочно, и на более нагруженных линиях расход уменьшают на величину этой поправки, а на менее нагруженных - увеличивают. Пропуская увязочный расход по кольцам сети, необходимо соблюдать следующее правило: количество воды, притекающей по узлу, должно быть равно количеству воды, вытекающей из него.

В целях уменьшения арифметических вычислений М. М. Андрияшев предложил после первой увязки колец поправочный расход кольца (л/с) вычислять по более приближенной формуле:

, [7.2.14]

где и - соответственно поправочный расход (л/с) и невязка (м) предыдущей увязки; - невязка, которую требуется уничтожить, м.

После увязки колец подбирают диаметры водоводов (тупиков) и определяют потери напора для каждой нитки.

Расходы воды каждой нитки

л/с; [7.2.15]

л/с.

Из таблиц Ф. А. Шевелева по расходам в водоводах выбирают экономически наивыгоднейший диаметр асбестоцементных труб каждой нитки: мм; мм.

Однако, учитывая, что при расчёте сети на пожар расходы в этих тупиках значительно возрастут и потери напора в них увеличатся, принимаем ближайшие большие диаметры: мм; мм. Тупиковую сеть проверяем при нормальном режиме работы и на случай аварии на одной из ниток.

Потери напора в каждой нитке тупика при нормальном режиме:

на участке ВБ-1 при л/с, и м, мм, :

м;

на участке 4-5 при л/с, и м, мм, :

м.

При отключении одной нитки тупиковой линии (в случае аварии) расчетные расходы:

на участке ВБ-1

л/с;

на участке 4-5

л/с.

Потери напора при аварии на этих участках:

ВБ-1 м;

4-5 м.

Расчёт разводящей сети на пропуск максимального секундного и пожарного расходов воды. Расчётный расход воды на наружное пожа-ротушение и расчетное число одновременных пожаров в населённых пунктах зависит от числа жителей в нём и этажности зданий.

Расчётный расход воды для тушения внутреннего пожара и число струй определяют по СНиП 2.04.01-85. Для зданий животноводческих ферм на промышленной основе на тушение внутреннего пожара реко-мендуют принимать - 2,5 л/с.

Порядок расчёта сети на пожар ведут в такой последовательности.

На расчётной схеме намечают место пожара (обычно в самом удаленном узле).

Расход в узле (узловой расход), где намечен пожар, определяют путем прибавления расхода воды, необходимого для тушения одного наружного и одного внутреннего пожара, к узловому расходу, вычис-ленному при расчёте сети на пропуск . Если принять, что пожар в узле 5, то узловой расход в нем составит

[7.2.16]

Расходы остальных узлов остаются такими же, как и в случае расчета сети. Для рассматриваемого примера общий секундный расход во время пожара

л/с. [7.2.18]

Расход воды, притекающей к узлу 1 по участку Б-1, будет

л/с. [7.2.19]

Зная общий расход, поступающий в кольцевую сеть при пожаре, и узловые расходы, намечают точку схода потоков, направления движе-ния воды по участкам сети, задаются (ориентировочно) первыми прикидочными расходами на участках сети.

Первые прикидочные расчётные расходы участков сети опреде-ляют по методике, описанной выше.

В узле 1 отбор составляет 3,635 л/с, следовательно, общий отток воды из узла 1 составляет 38,687 - 3,635 = 35,052 л/с.

По участку 2-3 к узлу 3 направляют ориентировочно 25,052 л/с. В узле 3 отбирается 7,34 л/с, по участку 2-3 пускают расход воды 12,526 л/с, тогда расход участка 2-6 составит 25,052 - 7,34 - 12,526 = 5,186 л/с, а на участке 3-4 - 12,526 - 2,27 = 10,256 л/с.

Расход на участке 1-7: 35,052 - 25,052 = 10 л/с, на участке 7-6: 10 - 2,27 = 7,73 л/с.

Приток к узлу 6 составляет 7,73 + 5,186 = 12,916 л/с, а отбор из него 3,065 л/с, следовательно, расход на участке 6-4 будет 12,916 - 3,065 = 9,851 л/с.

Приток к узлу 4 будет 10,256 + 9,851 = 20,107 л/с, отбор из него 2,27 л/с, а расход на участке 4-5 составит 19,107 - 2,27 = 16,97 л/с, что равно расходу в узле 5.

Зная первые прикидочные расходы на участках сети, для каждого участка находят потери напора и увязывают сеть. Следует заметить, что выбранные ранее диаметры труб участков сети при этом расчёте не меняются.

При этом методе расчёта кольцевых сетей потери напора (м) на участках сети и в тупиках

, [7.2.20]

где - поправочный коэффициент к значениям ; - удельное сопротивление трубопровода, (с/л)²; - длина участка трубопрово-да, м; - расход на участке, л/с; - сопротивление участка сети, , с²/(л•м²).

Поправочный коэффициент зависит от скорости (м/с) движения воды в трубе, которую при заданном в нем расходе (л/с) можно вычислить по формуле

, [7.2.21]

где - коэффициент скорости, (- расчётный диаметр трубопровода, м).

После вычисления потерь напора на всех участках сети находят невязку в каждом кольце и по вышеизложенному методу. Затем для каждого кольца вычисляют поправочный (увязочный) расход и (л/с):

, [7.2.22]

где - невязка потерь напора в данном кольце, м; - сумма произведений первых прикидочных расчётных расходов каждой линии кольца на соответствующие последним сопротивления.

Все расчёты по увязке сети на пропуск максимального секундного и пожарного расходов сведены в таблицу 2,6.

Увязку кольцевой сети на случай максимального водоразбора и пожара ведут до тех пор, пока невязка в каждом кольце не будет превышать м, а по общему контуру - менее м.

После увязки сети на случай пожара проверяют работу тупиков при нормальном пожарном режиме и аварии во время пожара на одной из ниток.

Расходы каждой нитки тупика при нормальном режиме во время пожара составят:

На участке Б-1

q^п_Б-1=38,687:2=19,3435 л/с;

Для участка Б-1 трубопровода, имеющего d=100 мм, по справочнику, находят m=0,127, для участка тупика 4-5 d=50 мм, m=0,471. скорости в тупиках:

х^п_б-1=0,127·19,3435=2,45 м/с;

х^п_4-5=0,471·8,485=3,99 м/с;

По справочнику для данных скоростей находят поправочный коэффициент:

для х^п_б-1=2,45 м/с; К=0,887;

для х^п_4-5=3,99 м/с; К=0,846;

Таблица 7.6 Расчет по увязке кольцевой сети по методу В.Г. Лобачёва

0,8 -2,788

м; л/с; м

Удельные сопротивления А (с/л)² трубопроводов для принятого класса асбестоцементных труб находят по справочнику:

Для d_Б-1=100 мм; А=187,7·10^-6 (с/л)²

Для d_4-5=50 мм; А=3686·10^-6 (с/л)²

Потери напора в тупиковых участках сети при нормальном пожарном режиме:

На участке Б-1

h^п_Б-1=0,887·0,0001877·300·19,3435=18,6 м

h^п_4-5=0,846·0,003686·300·8,485=7,9 м

Если во время пожара на одной из тупиковых ниток произойдет авария, то расходы в водоводах составят:

На участке

q^п_Б-1=(q_{с мах}-q_{узл Б})0,7+q_н.п.+q_в.п.=(27,547-1,36)0,7+10+2,5=30,83 л/с;

q ^п_4-5=q_{узл 5}·0,7+q_н.п.+q_в.п.=4,47·0,7+10+2,5=12,5 л/с;

Скорости в трубопроводах:

х^п_б-1=0,127 30,83=3,9 л/с;

х^п_4-5=0,471 12,5=5,88 л/с;

По справочнику находим, что поправочные коэффициенты К для значений А:

При х^п_б-1=3,9 л/с; К=0,85

При х^п_4-5=5,88 л/с; К=0,822

Потери напора в тупиковых участках сети при аварии на одном из ниток.

Заключение

Составление схемы водопроводной сети населенных пунктов начинают с определения мест расположения водонапорной башни или напорных резервуаров. Затем наносят на план линии водо-проводной сети с таким расчетом, чтобы они снабжали водой все жилые районы. Магистрали должны быть равно-мерно распределены по территории, охватывая все наиболее круп-ные водопотребители.

Трассировка водопроводной сети заключается в придании ей определён-ного геометрического начертания. Она зависит от: планировки населённого пункта; размещения отдельных крупных потребителей; начичия естественных и искусственных препятствий при прокладке труб; рельефа местности.

Тупиковые сети проектируют в малых водопроводах при числе жителей менее 500 чел. Однако разветвленные сети могут быть и в крупных районных водопроводах при снабжении водой объектов, находящихся на значительном расстоянии. Бесперебойность подачи в этом случае обеспечивается за счет объ-ёма воды, предусмотренного в резервуарах. В кольцевых сетях обычно можно наметить основные линии транспортирования воды. Системы магистральных линий соединяют перемычками магистрального назначения. Они нужны для обеспечения надёжности и выравнивания основных продольных магистралей. Все магистральные линии объекта водоснабжения, нанесённые на плане, для расчёта разбивают на отдельные участки. Узлы назначают во всех точках, где имеются сосредоточенные расходы воды, а так же в точках пе-ресечений линий.

Рассчитывают только сеть магистральных линий; распределительную сеть не рассчитывают, а диаметры её труб назначают по пожарному расходу. Магист-ральные линии должны проходить по наиболее высоким отметкам для созда-ния напора в распределительной сети.

Список используемых источников

водопроводная гидравлическая сеть трубопровод водоснабжение

1. Большаков В.А. Константинов Ю.М. Справочник по гидравлике. / Константинов Ю.М. Большаков В.А. и др. -Киев: Вища школа. 1984.

2. Зацепина, М. В. Курсовое и дипломное проектирование водопроводных и канализационных сетей и сооружений. / М.В. Зацепина. - Л.: Стройиздат, 1981.

3. Кедров В.С. Водоснабжение и канализация. / Кедров В.С. Сомов М.А., Пальгунов П.П. -М: Стройиздат, 1984.

4. Лапшев Н.Н. Гидравлика. 2-е издание. / Лапшев Н.Н. -М: Академия. 2008.

5. Методические указания «Расчёт наружных водопроводных сетей»/ Юст Н. А., Шильникова Т.И., Коршун М. В., Шелковкина Н. С./ - Благовещенск.: Издательство ДальГАУ, 2005.

6. Николадзе Г.И. Гидравлика, водоснабжение и канализация сельских населённых пунктов. / Николадзе Г. И., Циклаури Д. С. - М.: Стройиздат, 1982.

7. Оводова Н.В. Расчеты проектирования сельско-хозяйственного водоснабжения и водоотведения. / Оводова Н.В. -М: Колос. 1995.

8. Сабашвили, Р.Г. Гидравлика, гидравлические машины и водоснабжение сельского хозяйства. / Р.Г. Сабашвили. - М.: Колос, 1997.

9. Штеренлихт, Д.В. Гидравлика. / Д.В. Штеренлихт - В 2-х кн. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

Размещено на Allbest.ru