1.1.2. Расчет боковых ответвлений

Потерю напора на ветви находим как разность между пьезометрической отметкой в начале ветви, вычисленной на магистрали, и отметкой в конце ветви, которая равна сумме отметки оси трубопровода в конце ветви и свободного напора.

h_2-6 = ∆2_п.л. – (∆6 + Н_св) = 48.197 – (30,5 + 8) = 9,697 м

h_3-7 = ∆3_п.л. – (∆7 + Н_св) = 47.295 – (39,5 + 8) = 9,975 м

Расчеты будем выполнять в табличной форме и результаты будем заносить в таблицу 2.

Таблица 2

Гидравлический расчет боковых ответвлений

ветви	Длина,м	Q, л/с	Отметки п.л.		hl, м	I=h/L		K, л/с	d,мм	ω	V,м/с	Θ1
			нач	кон
2-6	164	21,5	48,197	38,5	9,696	0,0592	0,243	88,48	125	12,272	1,752	1,0
3-7	242	12	47,295	37,5	9,795	0,041	0,201	59,7	125	12,272	0,98	0,98

Расход на участках рассчитывается по формуле:

Q_2-6 = Q_H.p.1 + Q₆ = 14 + 7,5 = 21,5 л/с

Q_3-7 = Q_H.P.2 = 12 л/с

Сравнив скорости, видим, что зоны сопряжения являются квадратичными, значит, поправочный коэффициент θ = 1,0.

1. Расчет тупиковой разводящей сети при заданной высоте водонапорной башни

   1. Расчет магистрального трубопровода

Рассчитаем потерю напора на магистрали от водонапорной башни до конечной точки с отметкой пьезометрической линии ∆5_п.л.

h_1-5 = (∆1 + H_св) - ∆5_п.л. = (27,5 + 26,96) – 42,632 = 11,828 м

Найдем средний гидравлический уклон на магистральном трубопроводе:

По среднему уклону и расчетным расходам для каждого участка магистрали вычислим значения:

Рассчитываем данное значение для всех участков.

Потери для каждого участка рассчитываем по формуле:

h_i = Q²L1000/k²

Все расчеты заносим в таблицу 3.

Таблица 3

Гидравлический расчет магистрального трубопровода

участки	Q, л/с	Q^2, л/с	L, км	1000I/Q^2	1000/k^2max	d,мм	ω	V, м/с	θ	h, м
1-2	54,5	2970,25	0,425	0.0024	0.00263	250	49.087	1.11	1.03	3.32
2-3	33	1089	0,315	0.0066	0.00861	200	31.416	1.05	1.03	2.95
3-4	15	225	0,52	0.032	0.03985	150	17.671	0.849	1.03	3.74
4-5	8	64	0,39	0.1125	0.10543	125	12.272	0.652	1.08	2.63
Σ	12.65
участки	Q	Q^2	L	1000I/Q^2	1000/k^2min	d,мм	ω	V	θ	h
1-2	54,5	2970,25	0,425	0.0024	0.001	3000	70.686	0.77	1.08	1.26
2-3	33	1089	0,315	0.0066	0.00263	250	49.087	0.672	1.08	0.9
3-4	15	225	0,52	0.032	0.00861	200	31.416	0.47	1.14	1.01
4-5	8	64	0,39	0.1125	0.03985	150	17.671	0.453	1.14	0.99
Σ	4.16

Сумма потерь напора h₁ больше вычисленных ранее потерь напора на магистрали 1-5, а сумма потерь напора h₂ меньше ранее вычисленных.

Выбор оптимального сочетания диаметров труб магистрали

Чтобы определить оптимальный диметр труб, необходимо рассчитать сумму потерь, при различных диаметрах и подобрать его по минимальным потерям. Расчет ведется в табличной форме.

Таблица 4

№ варианта	Диаметры участков				Потери напора на участках				∑h
	1-2	2-3	3-4	4-5	1-2	2-3	3-4	4-5
1	300	250	200	150	3.744	0.9	1.01	0.99	6.644
2	300	250	200	125	3.744	0.9	1.01	2.632	8.286
3	300	250	150	150	1.26	0.9	3.744	0.99	6.894
4	300	250	150	125	1.26	0.9	3.744	2.632	8.536
5	300	250	200	150	1.26	2.954	1.01	0.99	6.214
6	300	250	200	125	1.26	2.954	1.01	2.632	7.856
7	300	250	150	150	1.26	2.954	3.744	0.99	8.948
8	300	250	150	125	1.26	2.954	3.744	2.632	10.59
9	250	250	200	150	3.32	0.9	1.01	0.99	6.22
10	250	250	200	125	3.32	0.9	1.01	2.632	7.862
11	250	250	150	150	3.32	0.9	3.744	0.99	8.954
12	250	250	150	125	3.32	0.9	3.744	2.632	10.596
13	250	200	200	150	3.32	2.954	1.01	0.99	8.274
14	250	200	200	125	3.32	2.954	1.01	2.632	9.916
15	250	200	150	125	3.32	2.954	3.744	0.99	11.008
16	250	200	150	125	3.32	2.954	3.744	2.632	12.65

Сумма потерь на магистрали 1-5 составляет 11.828, поэтому выберем вариант 15, так как сумма потерь данного варианта равна 11.008м, что ближе всего к потерям на участке 1-5. Рассчитаем таблицу 1 по данным варианта 15.

Таблица 5

Гидравлический расчет магистрального трубопровода

точки	участки	L, км	Q, л/с	d, мм	ω дц^2	V,м/с	Θ2	1000/k^2	hl, м	Отметки п.л., м
5										40
	4-5	0,39	8	125	12,272	0,652	1,08	0,10543	2,632
4										42,632
	3-4	0,52	15	150	17,671	0,849	1,03	0,03985	4,663
3										47,295
	2-3	0,3154	33	200	31.416	1.05	1,03	0,00861	2.954
2										50.247
	1-2	0,425	54,5	250	49.087	1.11	1,01	0,00263	3.319
1										53.566

Н_ВБ = ∆1_п.л. - ∆1 = 53,566 – 27,5 = 26,066 м

По данным таблицы 5 рассчитываем боковые ответвления.

Таблица 6

Гидравлический расчет боковых ответвлений

ветви	Длина,м	Q, л/с	Отметки п.л.		hl, м	I=h/L		K, л/с	d,мм	ω	V,м/с	Θ1
			нач	кон
2-6	164	21,5	50.247	38,5	11.747	0,072	0,268	80,224	125	12,272	1,752	1,0
3-7	242	12	47,295	37,5	9,795	0,041	0,201	59,7	125	12,272	0,98	0,98

Потерю напора на ветви находим как разность между пьезометрической отметкой в начале ветви, вычисленной на магистрали, и отметкой в конце ветви, которая равна сумме отметки оси трубопровода в конце ветви и свободного напора.

h_2-6 = ∆2_п.л. – (∆6 + Н_св) = 50.247 – (30,5 + 8) = 11.747 м

h_3-7 = ∆3_п.л. – (∆7 + Н_св) = 47.295 – (39,5 + 8) = 9,795 м

так как v ˃ v_гр. следовательно, зона квадратичная на обоих участках.