3. Гидравлический расчёт кольцевой водопроводной сети

В основе гидравлического расчёта кольцевой водопроводной сети лежат два следующих закона движения воды: первый закон устанавливает зависимость расходов, приходящих к узлу и уходящих от него, т.е. алгебраическая сумма расходов в каждом узле сети равна нулю: q=0. Второй закон движения воды устанавливает зависимость между потерями напора в каждом замкнутом контуре сети, т.е. алгебраическая сумма потерь напора в каждом замкнутом контуре равна нулю:h=0.

Имея узловые расходы и точки питания сети, намечаем распределение потоков воды по всем участкам сети, соблюдая для каждого узла сети условие: Q_узл=0.

Распределение потоков воды следует производить, идя от конца сети к началу. Далее по намеченным расходам всех участков подбираем диаметры участков сети, после чего производим собственно гидравлический расчёт сети, в результате которого определяем потери напора и диаметры, соответствующие действительным расходам участков сети.

Основными факторами, определяющими диаметр участка водопроводной сети, является расчётный расход и скорость:

; (3.1)

где Q - расчётный расход, м³/с;

V - средняя экономическая скорость, м/с.

Потери напора во всех линиях определяем по формуле

, (3.2)

, (3.3)

где - удельное сопротивление для чугунных водопроводных труб;

K_ч- поправочный коэффициент при скоростях V<1,2 м/с.

Путём арифметического суммирования определяем для каждого кольца SQ²и путём алгебраического суммирования - невязки потерь напора в кольцахh=SQ². Величину потери напора считаем положительной на том участке, где направления потока совпадает с ходом часовой стрелки, и отрицательным там, где направление потока противоположно ходу часовой стрелки. Если невязка потерь напора в отдельных кольцах получилась недопустимой (>0,5), производим исправление предварительно намеченных расходов отдельных линий.

Для увязки сети предложено много способов, из которых широкое применение получил метод проф. В.Г.Лобачёва, величина увязочного расхода по которому

, (3.4)

где h- невязка кольца;

S- сопротивление участка;

Q- расчётный расход участка.

Расчёт сети по методу проф. В.Г.Лобачёва сводим в табл. 3.1.

Таблица 3.1- Гидравлический расчёт сети по методу В.Г.Лобачёва

№ ко-льца	№ уч-ка			Длина уч-ка l, м	Диа-метр D, мм		Уд. сопро-тивл. А^.10^-6	Предварительное распределение расходов										1 исправление
								q, л/с		V, м/с	К		S=A^. K^. ^.l ^.10^-3	h=s^.q²		S^.q^.10^-3			q, л/с	q, л/с		h=s^.q²	S^.q^.10^-3
1	2			3	4		5	6		7	8		9	10		11			12	13		14	15
I	1-2			550	400		0,219	118,2		0,943	1,044		0,126	+1,76		14,89			-7,55	110,65		+1,54	13,94
	2-3			560	350		0,437	83,1		0,866	1,053		0,258	+1,78		21,44			-7,55	75,55		+1,47	19,49
	3-4			430	300		0,986	51,6		0,732	1,095		0,464	+1,24		23,94			-7,55	44,05		+0,90	20,44
	4-5			150	250		2,638	33,2		0,641	1,127		0,446	+0,49		14,81			-7,55	25,65		+0,29	11,44
	5-12			470	250		2,638	33,2		0,641	1,127		1,397	-1,54		46,38			7,55+ 5,33	46,08		-2,97	64,37
	12-11			400	350		0,437	68,4		0,714	1,089		0,190	-0,89		12,99			7,55 +61,35	137,3		-3,58	26,09
	11-1			200	350		0,437	87,4		0,911	1,041		0,091	-0,69		7,95			7,55 +61,35	156,3		-2,22	14,22
2,15 -4,57  =142,4^.10^-3 =169,99^.10^-3
II	5-6			830	200		8,608	20,4		0,652	0,101		0,722	+0,30		14,73			+5,33	25,73		+0,48	18,58
	6-7			460	200		8,608	20,4		0,652	0,101		0,399	-0,17		8,14			-5,33	15,07		-0,09	6,01
	7-12			850	250		2,638	37,1		0,733	1,095		2,455	-3,38		91,08			-5,33 -0,39	31,38		-2,42	77,04
	5-12			470	250		2,638	33,2		0,641	1,127		1,397	+1,54		46,38			5,33+ 7,55	46,08		+2,97	64,37
-1,71 0,94  160,33^.10^-3  166^.10^-3
Продолжение табл. 3.1
№ ко-льца	№ уч-ка			Длина уч-ка l, м	Диа-метр D, мм		Уд. сопро-тивл. А^.10^-6	Предварительное распределение расходов										1 исправление
								q, л/с		V, м/с	К		S=A^. K^. ^.l ^.10^-3	h=s^.q²		S^.q^.10^-3			q, л/с	q, л/с		h=s^.q²	S^.q^.10^-3
1	2			3	4		5	6		7	8		9	10		11			12	13		14	15
Ш	12-7			850	250		2,638	37,1		0,733	1,095		2,455	+3,38		91,08			-0,39 -5,33	31,38		+2,42	77,04
	7-8			390	250		2,638	37,1		0,733	1,095		1,127	-1,55		41,81			0,39	37,49		-1,58	42,25
	8-9			900	350		0,437	77,9		0,813	1,063		0,418	-2,54		32,56			0,39	78,29		-2,56	32,73
	9-12			380	350		0,437	68,4		0,714	1,089		0,418	+0,85		12,38			-0,39 -61,35	6,66		+0,01	1,21
0,14 -1,71  177,83^.10^-3  153,23^.10^-3
IV	1-11			200	350		0,437	87,4		0,911	1,041		0,091	+0,69		7,95			61,35 +7,55	156,3		+2,22	14,22
	11-12			400	350		0,437	68,4		0,714	1,089		0,190	+0,89		12,99			61,35 +7,55	137,3		+3,58	26,09
	12-9			380	350		0,437	68,4		0,714	1,089		0,181	-0,85		12,38			-61,35 -0,39	6,66		-0,01	1,21
	9-10			390	500		0,068	199,2		1,018	1,033		0,032	-1,27		6,37			-61,35	137,85		-0,61	4,41
	1-10			290	500		0,068	220,8		1,128	1,019		0,200	-9,75		44,16			-61,35	159,45		-5,08	31,89
-10,29 0,1 83,85^.10^-3  77,82^.10^-3
2 исправление												3 исправление
q, л/с			q, л/с			h=s^. q²			S^. q ^. ^.10^-3			q, л/с			q, л/с		h=s^. q²				S^. q ^. ^.10^-3
16			17			18			19			20			21		22				23
13,44			124,09			+1,94			15,64			-0,81			123,28		+1,92				15,53
13,44			88,99			+2,04			22,96			-0,81			88,18		+2,01				22,75
13,44			57,49			+1,53			26,68			-0,81			56,68		+1,39				26,29
13,44			39,09			+0,68			17,43			-0,81			38,28		+0,663				17,07
-13,44-2,83			29,81			-1,21			41,64			0,81+7,36			37,98		-1,72				53,06
-13,44-0,64			123,22			-2,88			23,41			0,81+6,99			131,02		-2,86				24,89
-13,44-0,64			142,22			-1,84			12,94			0,81+6,99			150,02		-1,63				13,65
0,26 -0,23  160,7^.10^-3  173,24^.10^-3
-2,83		22,9				+0,38			16,53			7,36			30,26		+0,66				21,85
2,83		17,9				-0,13			7,14			-7,36			10,54		-0,04				4,21
2,83+5,58		39,79				-3,89			97,68			-7,36-1,68			30,75		-2,32				75,49
-2,83-13,44		29,81				+1,24			41,64			7,36+0,81			37,98		+2,02				53,06
-2,4 0,32  162,9910^-3  154,6110^-3
Продолжение табл. 3.1
2 исправление												3 исправление
q, л/с		q, л/с				h=s^. q²			S^. q ^. ^.10^-3			q, л/с			q, л/с		h=s^. q²				S^. q ^. ^.10^-3
16		17				18			19			20			21		22				23
5,58+2,83		39,79				+3,89			97,68			-1,68-7,36			30,75		+2,42				75,49
-5,58		31,91				-1,15			35,96			1,68			33,59		-1,17				37,86
-5,58		72,71				-2,21			30,39			1,68			74,39		-1,71				31,09
5,58+0,64		12,88				+0,03			2,33			-1,68-6,99			4,21		+0,01				0,76
0,56 -0,45  166,36^.10^-3  145,2^.10^-3
-0,64-13,44		142,22				+1,84			12,94			6,99+0,81			150,02		+2,05				13,65
-0,64-13,44		123,22				+2,88			23,41			6,99+0,81			131,02		+3,26				24,89
0,64+5,58		12,88				-0,33			2,33			-6,99-1,68			4,21		-0,01				0,76
0,64		138,49				-0,61			4,43			-6,99			131,5		-0,55				4,21
0,64		160,09				-5,13			32,02			-6,99			153,1		-4,69				30,62
-1,05 0,06  75,13^.10^-3  74,13^.10^-3