7. Принципы ручной увязки колец водопроводной сети

Наиболее эффективными методами расчета потокораспределения в кольцевых трубопроводных сетях стали итеративные, так называемые «увязочные» методы, которые в математическом отношении являются покоординатными релаксационными методами последовательных приближений. «Увязка» сети с заданными сопротивлениями, нагрузками и действующими напорами имеет своей целью найти такие значения расходов на всех участках и давлений в узлах, которые с наперед заданной точностью удовлетворяли бы обоим законам Кирхгофа.

Увязка напоров в кольцах сети осуществляется путем циклического выполнения следующих операций:

1. По данным о нагрузках (расходах у потребителя) выбирается произвольное начальное приближение для расходов на всех участках так, чтобы первый закон Кирхгофа (материальный баланс) соблюдался во всех узлах системы.

2. По этим расходам и данным о гидравлических сопротивлениях вычисляются потери давления (напоры) на участках и суммарные невязки напоров во всех независимых контурах.

3. Для каждого контура ищется так называемый увязочный расход, отвечающий невязке напора.

4. Полученные увязочные расходы поконтурно алгебраически суммируются с расходами, принятыми в начальном приближении или на предыдущей итерации. Новые расходы используются в качестве очередного приближения для следующей итерации (см. п2).

5. Расчет прерывается, когда невязки напоров в любом из контуров перестают превышать заданное значение.

8. Принципы определения экономического диаметра труб

Принципиальный выбор наиболее выгодного диаметра напорного трубопровода (сечения канала и др.) сводится к рассмотрению нескольких вариантов трубопроводов с различным диаметром, и отысканию определенного соизмерения капитальных затрат и ежегодных прямых эксплуатационных расходов по сроку окупаемости, имея в виду, что с увеличением диаметра трубопровода стоимость его возрастает, а стоимость энергии, теряемой за счет гидравлических сопротивлений, уменьшается. Расчет обычно ведется на 1 м трубопровода, а величины сравниваемых диаметров принимают в пределах изменения скоростей течения воды в них 1,5—2,5 м/с с чередованием размеров диаметров по СНиП II-И.1-62.

Для решения этой задачи необходимо иметь следующие исходные данные:

график водоподачи насосной станции; если насосная станция подает воду на две самостоятельные зоны или более с отдельными трубопроводами, должны быть отдельные графики водоподачи для каждой зоны;

количество насосов, установленных на насосной станции, их производительность и распределение по зонам качания (если они есть);

количество ниток и материал стенок напорных трубопроводов и схема их соединения с насосами для каждой зоны подъема;

стоимость 1 м укладываемого трубопровода;

стоимость единицы электроэнергии;

коэффициент полезного действия насосной установки: ηн.у=ηнηдвηперηс, где ηн — к. п. д. насоса (берется по характеристике); ηдв — к. п. д. двигателя (берется по характеристике или паспорту); ηпер — к. п. д. передачи (при непосредственном соединении двигателя и насоса ηпер=1); ηс — к. п. д. сети (от щита до двигателя), равный 0,98÷1, в среднем ηс=0,99.

Расчету по выбору экономического диаметра трубопровода должны предшествовать:

выбор материала стенок трубопровода, их толщины и конструкции,

выбор схемы соединения напорных коммуникаций и

установление стоимости укладки 1 м трубопровода разных диаметров для данных условий. При этом стоимость электроэнергии предполагается известной.