7.2. Гидравлический расчет.

Гидравлический расчет водопроводной сети сводится к выбору экономически наивыгоднейших диаметров труб и определению потерь напора на ее участках.

Определим диаметр труб. Магистральную водопроводную сеть будем изготовлять из асбестоцементных водопроводных труб (диаметры труб не более 500 мм). При заполнении таблицы выделим участки с движением воды по часовой стрелке и против часовой стрелки. Для первого расчетного случая по {14} в зависимости от экономического фактора Э (Э =0,5) и расчетных расходов воды по участкам сети назначим условные диаметры труб. Не забываем, что диаметр труб магистральной сети должен быть не менее 100 мм. Чтобы избежать чрезмерного (свыше 60 м) свободного напора в сети, необходимо на отдельных участках сети диаметр труб увеличить. Рекомендуем сравнить расчетные расходы воды по участкам сети для рассматриваемых режимов работы системы водоснабжения.

Потери напора на отдельных участках сети определяем по формуле 12 (см. раздел 6). Величину скорости находим из выражения = q  m, где m = 4/d². Значения А, m и К {15,16}.

Проверим нашу сеть на соответствие второму закону Кирхгофа:

h _i = 0 (19)

Сумма потерь напора на участках с движением воды по часовой стрелке должна быть равна сумме потерь напора на участках с движением воды против часовой стрелки.

В практических расчетах считается допустимой невязка потерь напора h не более 0,3 м для первого расчетного случая и не более 0,5 м для случая пожаротушения.

h ₁ = 10,631-9,626= 1,004 м  h _доп = 0,3 м;

h ₂ = 32,1561-29,9675= 2,189 м  h _доп = 0,5 м.

И в том и в другом случае невязка потерь напора превышает допустимую невязку, следовательно, заданное в первом приближении потокораспределение не соответствует реальности. Необходимо произвести коррекцию расходов по участкам сети (увязку сети).

Увязка кольцевой водопроводной сети сводится к определению значения поправочного расхода q, при внесении которого будет найдено истинное распределение расходов воды по участкам сети. Воспользуемся методом увязки кольцевых сетей проф. В.Г.Лобачева. Согласно этому методу поправочный расход воды вычисляют по формуле:

q = h / 2 КАq_рl (20)

Полученный поправочный расход воды вносим со знаком «+» во все участки полукольца магистральной водопроводной сети, в котором сумма потерь напора была меньше, и, наоборот, со знаком «-» во все участки полукольца, в котором сумма потерь напора была больше (первый закон Кирхгофа будет соблюден).

Определим поправочные расходы:

q ₁ = 1,004/ 2(0,918 + 0,774) = 0,297 л/с.

q ₂ = 2,189/ 2(1,303+ 1,256) = 0,427 л/с.

Внесем поправки во все участки водопроводной сети. Получим новые расчетные расходы воды и проведем повторный гидравлический расчет водопроводной сети. Диаметры труб при этом не меняем (значения А останутся прежними). По окончании расчетов выполняем проверку на соблюдение второго закона Кирхгофа:

h ₁ = 10,081- 10,034 = 0,047 м  h _доп = 0,3 м

h ₂ = 35,635- 32,268= 3,366 м > h _доп = 0,5 м.

Результаты расчета для первого случая удовлетворяют условиям. Для второго случая необходимо повторить увязку сети еще раз.

Определим поправочный расход:

q ₂ = 3,366/ 2(1,288+ 1,270) = 0,658 л/с.

h ₂ = 34,220- 33,735= 0,485 м < h _доп = 0,5 м.

Результаты расчета удовлетворяют всем условиям. Гидравлический расчет завершен.

Таблица 6. Гидравлический расчет кольцевой магистральной сети в режиме максимального часового водоразбора в

сутки максимального водопотребления

			Предварительное распределение расходов						Первое исправление
Номера	Длина	Диаметр
участков	участков	труб
	м	мм
			qр		К	А	КАqрl	h	qрq		К	h
			л/с	м/с		10.июн		м	л/с	м/с		м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1-2	190	150	18,249	1,162	0,977	31,55	0,107	1,953	18,528	1,180	0,975	2,006
2-3	190	150	15,829	1,008	0,998	31,55	0,095	1,499	16,108	1,026	0,996	1,549
3-4	190	125	12,199	1,094	0,987	76,08	0,174	2,123	12,478	1,119	0,983	2,212
4-5	285	100	8,472	1,076	0,989	187,70	0,448	3,798	8,751	1,111	0,984	4,031
5-6	190	100	2,412	0,306	1,097	187,70	0,094	0,252	2,691	0,342	1,092	0,282
4-5Итого:							0,918	9,626	Итого:			10,081
6-7	190	100	2,412	0,306	1,097	187,70	0,094	0,252	2,133	0,271	1,102	0,179
7-8	190	100	4,832	0,614	1,054	187,70	0,182	0,903	4,553	0,578	1,059	0,783
8-9	190	125	13,672	1,226	0,968	76,08	0,191	2,623	13,393	1,201	0,972	2,520
9-10	285	150	19,732	1,257	0,964	31,55	0,171	3,385	19,453	1,239	0,966	3,287
10-1	190	150	24,572	1,565	0,920	31,55	0,136	3,467	24,293	1,547	0,923	3,265
Итого:							0,774	10,631	Итого:			10,034

Таблица 7. Гидравлический расчет кольцевой магистральной сети в режиме максимального часового водоразбора и пожаротушения в сутки максимального водопотребления

													Второе исправление
			Предварительное распределение расходов						Первое исправление
Номера	Длина	Диаметр
участков	участков	труб
	м	мм											qрq		К	h
			qр		К	А	КАqрl	h	qрq		К	h	л/с	м/с		м
			л/с	м/с		10^-6		м	л/с	м/с		м
1-2	190	150	33,249	2,118	0,843	31,55	0,168	6,898	32,822	2,091	0,847	5,470	33,480	2,133	0,841	5,651
2-3	190	150	30,829	1,964	0,865	31,55	0,160	6,500	30,402	1,937	0,869	4,815	31,060	1,979	0,865	5,002
3-4	190	125	27,199	2,440	0,798	76,08	0,314	4,939	26,772	2,401	0,804	8,330	27,430	2,460	0,796	8,657
4-5	285	125	23,472	2,105	0,845	76,08	0,430	9,837	23,045	2,067	0,850	9,788	23,703	2,126	0,845	10,294
5-6	190	125	17,412	1,562	0,921	76,08	0,232	3,984	16,985	1,524	0,927	3,866	17,643	1,583	0,918	4,131
Итого:							1,303	32,156	Итого:			32,268	Итого:			33,735
6-7	190	125	17,412	1,562	0,921	76,08	0,232	3,984	17,839	1,600	0,916	4,214	17,181	1,541	0,924	3,943
7-8	190	125	19,832	1,779	0,891	76,08	0,255	5,055	20,259	1,817	0,886	5,256	19,601	1,758	0,894	4,965
8-9	190	125	28,672	2,572	0,780	76,08	0,323	7,677	29,099	2,610	0,774	9,474	28,441	2,551	0,779	9,109
9-10	285	150	34,732	2,212	0,830	31,55	0,259	7,169	35,159	2,240	0,826	9,181	34,501	2,198	0,830	8,884
10-1	190	150	39,572	2,521	0,787	31,55	0,187	6,083	39,999	2,548	0,783	7,510	39,341	2,506	0,789	7,320
Итого:							1,256	29,968	Итого:			35,635	Итого:			34,220