Построение вертикальной схемы системы насосная станция-водонапорная башня-диктующая точка и уточнение величины требуемого напора. анализ работы этой системы

5.1. Построение вертикальной схемы системы насосная стан­ция – башня - диктующая точка

Уточнение требуемого пьезометрического напора насосной станции и напора у всех элементов в данной системе водоснабжения производят по вертикальной схеме, которая строится по дан­ным задания на курсовое проектирование. Пример изображения такой схемы приведен на рис. 8.Данная схема позволяет не только наглядно представить взаимосвязь существующих элементов в системе водоснабжения, но и осуществить ряд расчётов по уточ­нению требуемого пьезометрического напора у элементов водопро­вода.

Рис. 8. Схема высотной планировки системы насосная станция – башня - диктующая точка

5.2. Расчёт необходимого свободного пьезометрического на­пора у диктующей точки

Насосная станция должна обеспечивать подачу воды ко всем точкам населенного пункта не только в достаточном количестве, но и под необходимым свободным напором, особенно в самой удален­ной, так называемой диктующей точке. Величину свободного необ­ходимого пьезометрического напора в диктующей точке H^хоз_своп­ределяют в зависимости от этажности здания: при одноэтажной застройке H^хоз_св составляет 10 м, а при большей этажности на каждый этаж добавляют по 4 м.

Следовательно, свободный пьезометрический напор для здания любой этажности можно определить из выраже­ния:

H^хоз_св=4(n-1)+10, м, (31)

где n - количество этажей.

В нашем примере: H^хоз_св=4(3-1)+10=18 м.

5.3. Определение отметки положения низа регулирующего объёма в резервуаре водонапорной башни

При расположении башни в начале сети, напор воды в ней должен быть достаточен для обеспечения необходимого минималь­ного свободного напора H^хоз_св (рис. 8) при полной сработке регу­лирующего объёма. Для этого, начиная от диктующей точки, на всех элементах высотной схемы (рис. 8) следует определить по­требные пьезометрические напоры с учетом потерь напора на соот­ветствующем участке. Тогда геодезическая отметка низа регули­рующего объёма в резервуаре с учётом потерь напора при пропуске расчётного расхода от башни до диктующей точки составит

Z_min= H^хоз_св+Sh_сети+Z_д.т м, (32)

где Sh_сети - алгебраическая сумма потерь напора на участке от башни до диктующей точки при пропуске макси­мального часового расхода (принимают но зада­нию);

Z_д.т - отметка земли у диктующей точки, м.

В нашем примере: Z_min= 18+40+412=470 м.

5.4. Уточнение величины расчётного напора насосной станции

Требуемый напор насоса Н_р определяют по формуле (15).Одна­ко при уточнении требуемого напора величина Sh не принима­ется как ранее, ориентировочно, а рассчитывается с учётом приня­той схемы обвязки насосов и известных диаметров трубопроводов. В конкретном случае сумма потерь напора Sh складывается из потерь напора во всасывающем и напорном трубопроводах:

Sh=h_в+h_н м, (33)

где h_в - потери напора во всасывающем трубопроводе, м;

h_н - потери напора в напорном трубопроводе, м.

В общем случае потери напора в трубопроводах обусловлива­ются потерями по длине и потерями на местные сопротивления и определяются следующим образом:

h_в,h_н=h_дл+h_м м, (34)

где h_дл - потери напора по длине, м;

h_м - местные потери, м.

При вычислении потерь напора по длине следует пользоваться формулой

h_дл=1000i·l м, (35)

где 1000i - гидравлический уклон, мм/м (определяют по табли­це Ф.А. Шевелёва);

l - длина трубопровода, м.

Потери напора в местных сопротивлениях вычисляют по фор­муле

м, (36)

где x - коэффициент местных сопротивлений на трубопроводе (принимают по приложению 4);

V - скорость движения жидкости по трубопроводу, м/с;

g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с².

С учётом изложенного потери напора во всасывающем трубо­проводе составят:

м; (37)

потери напора в напорном водоводе

м. (38)

При вычислении потерь напора в напорном и всасывающих водоводах h_н, h_в поте­ри напора в местных сопротивлениях могут быть приняты равными соответственно 10 и 15% потерь напора по длине. В этой связи формулы (37) и (38) несколько упрощаются и имеют вид:

h_н=1000i·l_н·1,1/1000 м; (39)

h_в=1000i·l_в·1,15/1000 м. (40)

Для нашего примера:

h_н=1000i·l_н·1,1/1000=6,09·2000·1,1/1000=13,4 м; h_в=1000i·l_в·1,15/1000=0,57·30·1,15/1000=0,02 м.