- •РАсЧЁт систем водоснабжения и водоотведения на эвм
- •Рецензенты:
- •Введение
- •Глава I. Задачи в системах водоснабжения и водоотведения и математические методы их решения
- •1.1. Методология решения задач с помощью эвм
- •1.2. Задачи, решаемые в отрасли водоснабжения и водоотведения. Их классификация
- •1.3. Задачи, решаемые методами исследования операций
- •1.4. Критерии задач, решаемых в системах водоснабжения и водоотведения
- •1.5. Пример задачи проектирования очистных сооружений
- •1.6. Расчёт параметров по таблицам
- •1.6.1. Линейная интерполяция
- •1.6.2. Интерполяционный полином Ньютона для неравностоящих узлов интерполяции
- •Глава II. Проектирование водоотводящих сетей
- •М оделирование на эвм водоотводящей сети
- •М атематическая модель проектирования хозяйственно-бытовой новой сети
- •2.1. Водоотводящая сеть с точки зрения математики и алгоритм её расчёта
- •Глава III. Проектирование водопроводных сетей с помощью эвм
- •3.1. Подготовка к гидравлическому расчёту
- •3.2. Определение расчётных расходов
- •3.3. Описание программы v_cetu.Exe
- •3.4. Трассировка кольцевой сети. Требования к сети
- •3.5. Потокораспределение
- •3.6. Гидравлический расчет водопроводно-кольцевой сети. Метод Лобачева-Кросса
- •3.7. Метод Ньютона (касательных) решения нелинейных уравнений
- •3.8. Модифицированный метод Ньютона
- •3.9. Метод Ньютона для решения системы нелинейных уравнений
- •3.10. Метод Лобачева-Кросса
- •3.11. Высотное проектирование водопроводной сети. Определение диктующей точки
- •3.12. Определение пьезометрических отметок и построение пьезокарт
- •3.13. Внешняя увязка гидравлической кольцевой сети
- •3.14. Подготовка данных к расчёту на эвм внешней увязки кольцевой сети
- •Глава IV. Применение методов математического моделирования для анализа и расчета систем очистки природных и сточных вод. Принципы и расчёт процессов и аппаратов
- •4.1. Классификация процессов очистки природных и сточных вод
- •4.2. Общие принципы анализа и расчёта процессов и аппаратов очистки природных и сточных вод
- •Уравнения материального баланса
- •Концентрация
- •4.4. Интенсивность процессов и аппаратов
- •4.5. Технологические характеристики аппарата
- •4.6. Аппараты идеального смешения и вытеснения (предельные модели)
- •4.6.1. Аппараты идеального вытеснения
- •4.6.2. Аппарат идеального перемешивания (смешения)
- •4.6.3. Процессы промежуточного типа между идеальным смешением и идеальным вытеснением
- •4.7. Моделирование процесса отстаивания
- •4.8. Моделирование процессов коагуляции и флокуляции
- •4.9. Фильтрование
- •Глава V. Интернет – источник получения информации
- •Основные принципы, лежащие в основе работы сети Интернет
- •5.2. Технология поиска информации
- •Составляющие решения поисковой задачи
- •Цель поиска.
- •Средства поиска.
- •Методы.
- •Компьютерные технологии в учебном процессе
- •Задачи для практических занятий
- •Задания для лабораторных занятий
- •Тестовые вопросы по дисциплине «Расчёт систем ВиВ на эвм»
- •Тематика рефератов
- •Заключение
- •Основные приёмы редактора электронных таблиц Excel
- •Оглавление
- •Учебное издание Ирина Владимировна Журавлева
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
3.4. Трассировка кольцевой сети. Требования к сети
Водопроводная сеть является одним и основных элементов системы водоснабжения (наряду с насосными станциями, водоводами, напорными и безнапорными, регулирующими и запасными емкостями) и должна удовлетворять следующим основным требованиям:
- обеспечить подачу заданных количеств воды к местам ее потребления под необходимым напором;
- обладать достаточной степенью надежности и бесперебойности снабжения водой потребителей.
При коэффициенте часовой неравномерности Кчас=1,1÷1,25 возможна схема работы водопроводной сети без водонапорной башни.
При коэффициенте часовой неравномерности Кчас ≥1,25 принимается чаще всего схема водоснабжения с водонапорной башней. В зависимости от рельефа местности схемы делятся на два вида (рис. 18 и 19).
Рис. 18. Схема водоснабжения с контррезервуаром или промежуточное расположение башни
Рис. 19. Схема водоснабжения с расположением напорно-регулирующей емкости в начале сети
Регулирующий объем регулирующей емкости (башня и т.д.) обычно составляет в интервале 2,5÷3 % и 5÷6 % от суточного потребления воды городом при ступенчатой работе насосных агрегатов насосной станции и 8 - 15 % при одной ступени работы.
Для определения ёмкости бака составляется таблица суммарных расходов хозяйственно-питьевой воды города.
Выбирается режим работы НС (график) и подбираются 2 режима:
- час максимального водопотребления: в котором максимален процент воды, расходуемый населением города;
- час максимального транзита: определяется как час с максимальным процентом поступления воды в бак.
По участку 4-11 город условно делим на 2 района. Схема приведена на рис. 20 с длинами участков.
Рис. 20. Схема наружной водопроводной сети
Запишем сумму длин для первого и второго районов, она составит
м.
м.
Так как обычно рассчитывается только магистральная сеть, то в ΣL входят длины только магистральных линий. В ΣL не следует включать длины магистралей, которые служат только для транспортирования, а не для раздачи воды, например, линий, идущих по незастроенной и не подлежащей застройке территории, по мостам, по площадям и т.д. Определяем удельный расход, приходящийся на 1 м длины сети. Он складывается из хозяйственно-питьевого расхода в расчётный час, полива улиц и зелёных насаждений:
, л/(см), (3.14)
где j - район города;
Qх/п, Qпол/ул, Qзел/нас - определяются для j-го района города в определенный режим работы сети для конкретного часа суток.
Далее определяются путевые расходы умножением длины участка на соответствующий удельный расход. Для примера рассмотрим узел (или т. 12).
Приведенный узловой - полусумма приведенных путевых расходов (см. рис. 21).
.
К сосредоточенным узловым расходам относятся расходы от промышленных предприятий, коммунально-бытовых предприятий и административных зданий.
Рис. 21. Пояснение приведения расходов к узловым
Для определенного режима (max в/п или max транзит) сосредоточенные расходы извлекаются из суммарной таблицы в/п для часа, соответствующего рассматриваемому режиму (м3/ч → л/с). И в том узле, в котором идёт отбор, прибавляется сосредоточенный расход.
Далее считается сумма (сосредоточенного и приведенного путевого расходов).
Сумма всех путевых расходов и расходов, сосредоточенных в отдельных точках (крупные потребители), должна равняться полному расходу, подаваемому в сеть в расчетный момент.
После подсчета суммы , где n - количество узлов (n=13 в примере) проверяются условия:
для часа максимального водопотребления выполняется условие
(3.15)
(если башни нет, то будет только насосная станция Qн-с);
для часа максимального транзита определяется выполнение условия
. (3.16)
Рис. 22. Схема предварительного потокораспределения в режиме максимального водопотребления:
цифры в кружках - узлы; цифры над чертой - узловые расходы;
цифры над (под) участками - расчетные расходы, предварительные
Представлены три расчётных случая (максимальное водопотребление, транзит и максимальное водопотребление + пожар).
Расчётный режим максимального водопотребления:
исходные данные: расход башни Qб = 12 л/с.
Сумма узловых расходов:
ΣQузл= 10+5+7+7+5+7+8+9+10+5+4+11+12=100 л/с.
Из условия формулы (3.15) определяем
Таблица 9
Определение узловых расходов (пример программирования таблицы в редакторе Excel)
1 |
Номер узла |
Номер участка |
Длина участков, м |
Удельные расходы |
Путевые расходы |
Узловые расходы |
|||||||
2 |
час max в/п, л/см |
час max тр, л/см |
час max в/п, л/с |
час max тр, л/с |
Час max в/п |
Час max транзита |
|||||||
3 |
Сосредото-ченный, л/с |
Приведенные путевые к узловым, л/с |
Суммарный расход узла, л/с |
Сосредоточенный, л/с |
Приведенные путевые к узловым, л/с |
Суммарный расход узла, л/с |
|||||||
4 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
K |
L |
M |
5 |
1 |
1--2 |
200 |
qудImax в/п |
qудImax тр |
=D5*C5 |
=E5*C5 |
|
=сумм (F5:F6)/2 |
=H+I |
|
=сумм (G5:G6)/2 |
=L+K |
6 |
1--11 |
300 |
qудImax в/п |
qудImax тр |
=D6*C6 |
=E6*C6 |
|||||||
7 |
2 |
1--2 |
200 |
qудImax в/п |
qудImax тр |
=D7*C7 |
=E7*C7 |
|
=сумм (F7:F9)/2 |
=H+I |
|
=сумм (G7:G9)/2 |
=L+K |
8 |
2--3 |
250 |
qудImax в/п |
qудImax тр |
=D8*C8 |
=E8*C8 |
|||||||
9 |
2--12 |
300 |
qудImax в/п |
qудImax тр |
=D9*C9 |
=E9*C9 |
|||||||
10 |
…… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
12 |
12 |
2--12 |
300 |
qудImax в/п |
qудImax тр |
=D12*C12 |
=E12*C12 |
|
=сумм (F12:F15)/2 |
=H+I |
|
=сумм (G12:G15)/2 |
=L+K |
13 |
11--12 |
200 |
(qудI+qудII) 2 |
(qудI+qудII) 2 |
=D13*C13 |
=E13*C13 |
|||||||
14 |
12--4 |
300 |
=D14*C14 |
=E14*C14 |
|||||||||
15 |
12--13 |
350 |
qудIImax в/п |
qудIImax тр |
=D15*C15 |
=E15*C15 |
|||||||
16 |
13 |
6--13 |
50 |
qудIImax в/п |
qудIImax тр |
=D16*C16 |
=E16*C16 |
|
=сумм (F16:F18)/2 |
=H+I |
|
=сумм (G16:G18)/2 |
=L+K |
17 |
12--13 |
350 |
qудIImax в/п |
qудIImax тр |
=D17*C17 |
=E17*C17 |
|||||||
18 |
13--9 |
50 |
qудIImax в/п |
qудIImax тр |
=D18*C18 |
=E18*C18 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Σ J |
|
|
Σ M |
Примечания: 1. Буквенное обозначение строк в первом столбце соответствует нумерации строк в таблицах Excel.
2. Буквенное обозначение столбцов соответствует нумерации столбцов в таблицах Excel.
3. В столбцах F – M указаны формулы для программирования ячеек.
Рис. 23. Схема начального потокораспределения на случай максимального водопотребления плюс пожар