Гидравлический расчет водонапорной сети
Потребление воды городом в час максимального водоптребления с 8 до 9 часов
Qгор. = Q8-9. + Qпол.8-9 = 1011,65 + 81,9 = 1094 м3/час
Или q гор. = Qгор. * 1000 / 3600 = 1094 * 1000 / 3600 = 304 л/с
Общая длина водопроводной сети 5400м
Определим удельный расход, т.е. количество отбираемой воды, приходящей на единицу длины участка (удельный отбор – qуд, л/с на 1 м), определяется по формуле:
qуд= qравн.распр /∑1 = 304 / 5400 = 0,056 л/с
Зная удельный отбор qуд, л/с на 1м, можно определить путевые отборы воды qп, л/с, из каждого участка сети.
qп= qуд*1, м
qп 1-2 = 0,056 * 300 = 16,09 л/с и так далее. Полученные результаты вносятся в таблицу 2
Предполагаем, что отбор воды осуществляется из узлов сети.
Для узла кольцевой сети, к которому примыкают два и более участка, фиктивный узловой отбор qуз, л/с, равен полу сумме путевых отборов qп, л/с, всех участков, примыкающих к данному узлу:
qуз=0,5* ∑Qп
Таблица №2 - Путевые расходы на участках сети
| № участка | Длина участка | Путевой расход, л/с |
| 1-2 | 16,89 | |
| 2-3 | 42,23 | |
| 3-6 | 47,29 | |
| 6-7 | 42,23 | |
| 7-1 | 30,4 | |
| 3-4 | 45,02 | |
| 4-5 | 33,78 | |
| 5-6 | 46,17 | |
| итого | 304,0 |
Потребление воды промышленным предприятием не входит в расчет удельного водопотребления, но этот расход идет как сосредоточенный расход узла 5. Сосредоточенный расход считается по часу наибольшего водопотребления:
qпр= Qх-б.8-9 Х.ц + Qх-б.8-9 Г.ц + Qдуш 1 Х.ц + Qдуш 1Г.ц + Qпр2 = 3,13 + 2,25 + 12,75 + 12,75 + 60 = 91 м3/час
Сосредоточенный расход 5 узла
qсоср= qпр* 1000 / 3600 = 91 * 1000 / 3600 = 26 л/с
Таблица №3 – Узловые расходы воды в расчетных точках
| № узловых точек | № прилегающих участков | Узловой расход, л/с | сосредоточенный расход, л/с | общий узловой расход, л/с |
| 1-2 1-7 | 23,7 | 23,7 | ||
| 1-2 2-3 | 29,6 | 29,6 | ||
| 2-3 3-4 3-6 | 67,3 | 67,3 | ||
| 3-4 4-5 | 39,3 | 39,3 | ||
| 4-5, 5-6 | 40,0 | 26,0 | 66,0 | |
| 3-6, 5-6, 6-7 | 67,9 | 67,9 | ||
| 6-7, 7-1 | 36,2 | 36,2 | ||
| итого: | 304,0 | 330,0 |
Расчетный расход воды
qрасч= qгор+ qсоср= 304 + 26 = 330 л/с
Расчетные случаи отбора воды
До начала гидравлического расчета должна быть выполнена трассировка водопроводной сети, установлены точки подключения водопотребителей с сосредоточенными отборами воды. Промышленное предприятие – точка 5. Кроме того, должно быть определено максимально суточное и часовое потребление воды. Установлены режимы подачи воды в сеть и отбора ее из сети.
Расчет начнем вести с критической точки или точки встречи потоков. Критическая точка наиболее удалена от первой точки и наиболее неблагоприятна по рельефу местности.
Необходимо определить расчетные случаи отбора воды.
Водопроводные сети обычно проектируются на следующие расчетные случаи:
- максимальное хозяйственно-производственное водопотребление из сети,
- тушение расчетного количества пожаров при хозяйственно-производственном потреблении.
Обычно первый случай является основным, для режима которого определяют диаметры труб участков сети и высоту водонапорной башни. Условиями второго расчетного случая проверяют возможность пропуска расчетных расходов на наружное пожаротушение при допустимых скоростях движения воды по трубам, а также определяют расчетный напор противопожарных насосов.
Гидравлический расчет сети на случай максимального водоразбора произведен по методу В.Г. Лобачева -Кросса . Потери напора определены по формуле h=S*q2, где S=S0*L*δ. Удельное сопротивление S0 в зависимости от диаметров труб принято по приложению 11,12,13; поправочный коэффициент δ вводится при скоростях движения воды менее 1,2 м/с.
На случай пожара при максимальном водоразборе расчетный расход воды составляет
330 л/с + 65 = 395 л/с.
Пожары размещаем в точках наиболее удаленных и возвышенных.
Узловые расходы принимаем теже , что и для случая максимального водоразбора.
Распределив расходы воды по участкам, определим потери напора с использованием таблиц Шевелева Ф.А. и произведем увязку сети по методу М.М. Андрияшева.
При пожаре допускается значительное увеличение скоростей движения воды по сравнению с экономичным до (2 – 2,5м); допустимые невязки в кольцах составляют 0,5 – 1,0м.
Таблица 4. Увязка кольцевой водопроводной сети по методу В.Г. Лобачева.
Случай максимального водоразбора
| № кольца | № участка | Длина участка, м | Предварительное распределение воды | |||||||
| q, л/с | d,мм | v,м/с | δ | S0*10-6 | S= S0*l*g *10-3 | S*q, м | H= S*q2,м | |||
| I | 1-2 | 106,2 | 1,09 | 0,988 | 0,4151 | 0,123 | 0,013 | +1,38 | ||
| 2-3 | 76,6 | 0,78 | 1,05 | 0,4151 | 0,326 | 0,025 | +1,92 | |||
| 3-6 | 15,0 | 0,47 | 1,178 | 7,399 | 7,32 | 0,11 | -1,65 | |||
| 6-7 | 163,9 | 0,83 | 1,04 | 0,06479 | 0,051 | 0,0083 | -1,36 | |||
| 7-1 | 200,1 | 1,02 | 1,0 | 0,06479 | 0,034 | 0,007 | -1,4 | |||
| 0,163 | -1,11 | |||||||||
| II | 3-4 | 24,3 | 0,76 | 1,062 | 7,399 | 6,286 | 0,152 | +3,71 | ||
| 4-5 | 15,0 | 0,82 | 1,04 | 34,09 | 21,27 | 0,32 | -4,77 | |||
| 5-6 | 81,0 | 0,83 | 1,04 | 0,4151 | 0,354 | 0,0287 | -2,32 | |||
| 3-6 | 15,0 | 0,47 | 1,178 | 7,399 | 7,32 | 0,11 | +1,65 | |||
| 0,61 | -1,73 | |||||||||
| Dq I = - (+Dh)/(2* Sq) = -1,73/(2*0,61) = +1,42 л/с |
Продолж. таблицы 4
| Первое исправление | Второе исправление | ||||||
| Dq, л/с | q, л/с | S*q | h= S*q2 | Dq, л/с | q, л/с | S*q | h= S*q2 |
| +3,4 | 109,6 | 0,0135 | +1,48 | 109,6 | 0,0135 | +1,48 | |
| +3,4 | 80,0 | 0,026 | +2,1 | 80,0 | 0,026 | +2,1 | |
| -3,4;+1,42 | 13,00 | 0,095 | -1,24 | 0,27 | 13,27 | 0,097 | -1,29 |
| -3,4 | 160,5 | 0,0082 | -1,3 | 160,5 | 0,0082 | -1,3 | |
| -3,4 | 196,7 | 0,0067 | -1,32 | 196,7 | 0,0067 | -1,32 | |
| -0,28 | -0,33 | ||||||
| Dq I = - (+h)/(2* Sq) = -(-1,11)/(2*0,163) = +3,4 л/с | Dq I = 0 | ||||||
| +1,42 | 25,72 | 0,161 | +4,16 | +0,27 | 26,0 | 0,163 | +4,25 |
| -1,42 | 13,6 | 0,289 | -3,93 | -0,27 | 13,3 | 0,283 | -3,77 |
| -1,42 | 79,6 | 0,028 | -2,24 | -0,27 | 79,33 | 0,028 | -2,23 |
| +1,42;-3,4 | 13,0 | 0,95 | +1,24 | +0,27 | 13,27 | 0,097 | +1,29 |
| 1,428 | -0,77 | -0,46 | |||||
| Dq II = - (+h)/(2* Sq) = -(-0,77)/(2*1,428)= +0,27 л/с |