7.2. Гидравлический расчет.
Гидравлический расчет водопроводной сети сводится к выбору экономически наивыгоднейших диаметров труб и определению потерь напора на ее участках.
Вычисленные потери напора используются затем для расчета высоты водонапорной башни и потребного напора насосов, питающих водопроводную сеть.
Рисунок 7 Расчетная схема магистральной водопроводной сети (расчетные узловые расходы воды и расчетные расходы воды по участкам сети)
а – режим максимального водопотребления; б – то же, при тушении пожаров.
Начнем с определения диаметров труб. Магистральную водопроводную сеть будем изготовлять из асбестоцементных водопроводных труб (диаметры труб не более 500 мм и не менее 100мм). Заполним последовательно в табл.6 и 7 столбцы 1;2 и 4. При заполнении таблицы выделим участки с движением воды по часовой стрелке и против часовой стрелки. Для первого расчетного случая по приложению 13 (стальные трубы) в зависимости от экономического фактора Э (0,75) и расчетных расходов воды по участкам сети назначим условные диаметры труб. Выбранные диаметры заносим в столбец 3. Во втором расчетном случае (тушение пожаров) расчетные расходы по участкам сети больше, следовательно, больше будут и потери напора. Чтобы избежать чрезмерного (свыше 60 м) свободного напора в сети, необходимо на отдельных участках сети диаметр труб увеличить. Необходимо сравнить расчетные расходы воды по участкам сети для рассматриваемых режимов работы системы водоснабжения. Если при тушении пожаров расчетный расход возрастает более чем в 2,5 раза, то диаметр труб можно увеличить на один размер по сортаменту. В после сравнения расчётных расходов диаметры труб увеличены на участках 4-5; 5-6; 6-7;7-8;8-9.
Потери напора на отдельных участках сети определяем по формуле 11 (см. раздел 6). Величину скорости находим из выражения = q m, где m = 4/d2. Значения А, m и К берем из приложений 15 и 16.
Вычисляем и заносим в столбец 8 произведения КАqрl, которые потребуются в дальнейшем для определения поправочных расходов воды.
Проверим нашу сеть на соответствие второму закону Кирхгофа:
h i = 0 (18)
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.
После увязки результаты расчета удовлетворяют всем условиям. Гидравлический расчет завершен.
Таблица 6. Гидравлический расчет кольцевой магистральной сети в режиме максимального часового водоразбора в
сутки максимального водопотребления
|
Номера участков |
Длина участков м |
Диаметр труб мм |
Предварительное распределение расходов |
Первое исправление | |||||||||||||||||
|
qp л/с |
V м/с |
К |
А 10ˉ⁶ |
КАqp1 |
h м |
qp±Δq л/с |
V м/с |
К |
h м | ||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 | |||||||||
|
1-2 |
195 |
150 |
19,38 |
0,988 |
1,030 |
30,65 |
0,119 |
2,31 |
19,77 |
1,008 |
1,03 |
2,41 | |||||||||
|
2-3 |
195 |
150 |
16,91 |
0,862 |
1,050 |
30,65 |
0,106 |
1,79 |
17,30 |
0,883 |
1,040 |
1,86 | |||||||||
|
3-4 |
195 |
125 |
13,99 |
1,007 |
1,015 |
76,36 |
0,211 |
2,96 |
14,38 |
1,036 |
1,030 |
3,17 | |||||||||
|
4-5 |
195 |
125 |
10,05 |
0,724 |
1,070 |
76,36 |
0,160 |
1,61 |
10,44 |
0,752 |
1,07 |
1,74 | |||||||||
|
5-6 |
285 |
125 |
4,43 |
0,319 |
1,240 |
76,36 |
0,120 |
0,53 |
4,82 |
0,347 |
1,24 |
0,63 | |||||||||
|
Итого: |
0,717 |
9,20 |
Итого: |
9,81 | |||||||||||||||||
|
6-7 |
195 |
125 |
4,43 |
0,319 |
1,240 |
76,36 |
0,082 |
0,36 |
4,036 |
0,291 |
1,28 |
0,31 | |||||||||
|
7-8 |
195 |
125 |
8,13 |
0,585 |
1,115 |
76,36 |
0,135 |
1,10 |
7,736 |
0,557 |
1,15 |
1,02 | |||||||||
|
8-9 |
195 |
125 |
10,6 |
0,763 |
1,070 |
76,36 |
0,169 |
1,79 |
10,206 |
0,735 |
1,085 |
1,68 | |||||||||
|
9-10 |
195 |
125 |
14,3 |
1,030 |
1,030 |
76,36 |
0,219 |
3,14 |
13,906 |
1,001 |
1,03 |
2,97 | |||||||||
|
10-1 |
285 |
150 |
21,25 |
1,084 |
1,015 |
30,65 |
0,188 |
4,00 |
20,856 |
1,064 |
1,015 |
3,86 | |||||||||
|
Итого: |
0,793 |
10,39 |
Итого: |
9,53 | |||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Разность h: |
1,186 |
|
|
|
-0,277 | ||||||||||
Таблица 7. Гидравлический расчет кольцевой магистральной сети в режиме максимального часового водоразбора и пожаротушения в сутки максимального водопотребления
|
Номера участков |
Длина участков м |
Диаметр труб мм |
Предварительное распределение расходов |
Первое исправление | ||||||||||||||
|
qp л/с |
V м/с |
К |
А 10ˉ⁶ |
КАqp1 |
h м |
qp±Δq л/с |
V м/с |
К |
h м | |||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 | ||||||
|
1-2 |
195 |
150 |
34,680 |
1,769 |
1,000 |
30,650 |
0,207 |
7,188 |
35,201 |
1,795 |
1,000 |
7,406 | ||||||
|
2-3 |
195 |
150 |
32,210 |
1,643 |
1,000 |
30,650 |
0,193 |
6,201 |
32,731 |
1,669 |
1,000 |
6,403 | ||||||
|
3-4 |
195 |
125 |
29,290 |
2,109 |
1,000 |
76,360 |
0,436 |
12,774 |
|
2,146 |
1,000 |
13,233 | ||||||
|
4-5 |
195 |
125 |
25,500 |
1,836 |
1,000 |
76,360 |
0,380 |
9,682 |
26,021 |
1,874 |
1,000 |
10,082 | ||||||
|
5-6 |
285 |
125 |
19,430 |
1,399 |
1,000 |
76,360 |
0,423 |
8,216 |
19,951 |
1,436 |
1,000 |
8,662 | ||||||
|
Итого: |
1,638 |
44,062 |
Итого: |
45,786 | ||||||||||||||
|
6-7 |
195 |
125 |
19,430 |
1,399 |
1,000 |
76,360 |
0,289 |
5,621 |
18,909 |
1,361 |
1,000 |
5,324 | ||||||
|
7-8 |
195 |
125 |
23,130 |
1,665 |
1,000 |
76,360 |
0,344 |
7,966 |
22,609 |
1,628 |
1,000 |
7,611 | ||||||
|
8-9 |
195 |
125 |
25,600 |
1,843 |
1,000 |
76,360 |
0,381 |
9,758 |
25,079 |
1,806 |
1,000 |
9,365 | ||||||
|
9-10 |
195 |
125 |
29,300 |
2,110 |
1,000 |
76,360 |
0,436 |
12,783 |
28,779 |
2,072 |
1,000 |
12,333 | ||||||
|
10-1 |
285 |
150 |
36,250 |
1,849 |
1,000 |
30,650 |
0,317 |
11,479 |
35,729 |
1,822 |
1,000 |
11,151 | ||||||
|
Итого: |
1,768 |
47,608 |
Итого: |
45,784 | ||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Разность h: |
3,546 |
|
|
|
0,002 | |||||||