Определение удельного расхода воды

q_уд = Q^х.п._{сек.мах}/L

где, Q^х.п._{сек.мах} – максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта, л/с;

L – длина магистральной линии, м.

L = l_1-2 + l_2-3 + l_3-4 + l_4-1

где, l_i – длина i-го участка водопроводной сети, м.

L = l_1-2 + l_2-3 + l_3-4 + l_4-1 = 300 + 275 + 215 + 195 = 985 (м).

q_уд = Q^х.п._{сек.мах}/L = 109/985 = 0,11(л/с)

Определение путевого расхода воды

q_{пут i} = q_уд ∙ l_i

где, q_уд – удельный расход воды, л/с;

l_i – длина i-го участка водопроводной сети, м.

q_{пут 1-2} = q_уд ∙ l_1-2 = 0,11 ∙ 300 = 33 (л/с)

q_{пут 2-3} = q_уд ∙ l_2-3 = 0,11 ∙ 275 = 30,25 (л/с)

q_{пут 3-4} = q_уд ∙ l_3-4 = 0,11 ∙ 215 = 23,65 (л/с)

q_{пут 4-1} = q_уд ∙ l_4-5 = 0,11 ∙ 195 = 21,45 (л/с)

Проверим правильность выполненных вычислений:

Q^х.п._{сек.мах} = ∑ q_{пут i}=33+30,25+23,65+21,45=108,35(л/с)

Путевые расходы по участкам сети.

Номер участка	Расчетная формула	Расчетные величины	Расход, л/с
точный	округл.
1-2	qпут 1-2 = qуд ∙ l1-2	0,11∙ 300
2-3	qпут 2-3 = qуд ∙ l2-3	0,11∙ 275	30,25	30,2
3-4	qпут 3-4 = qуд ∙ l3-4	0,11∙ 215	23,65	23,6
4-1	qпут 4-5 = qуд ∙ l4-5	0,11∙ 195	21,45	21,4

Определение узлового расхода воды

q^._{узл n} = 0,5 ∙ ∑ q_{пут i}

где, q_{пут i} – сумма путевых расходов на участках прилегающих к n - му узлу, л/с.

q₁ = (q_1-4 + q_1-2)/2 = (21,4 + 33)/2 = 27,2

q₂ = (q_1-2 + q_2-3)/2 = (33 +30,2)/2 = 31,6

q₃ = (q_2-3 + q_3-4)/2 = (30,2 + 23,6)/2 = 26,9

q₄ = (q_3-4 + q_4-1)/2 = (23,6 + 21,4)/2 = 22,5

Узловые расходы

№	Расчетная формула	Расчетные величины	Расход, л/с
точный	округл.
	q1 = (q1-4 + q1-2)/2	(21,4+33)/2	27,2	27,2
	q2 = (q1-2 + q2-3)/2	(33+30,2)/2	31,6	31,6
	q3 = (q2-3 + q3-4 )/2	(30,2+23,6)/2	26,9	26,9
	q4 = (q3-4 + q4-1)/2	(23,6+21,4)/2	22,5	22,5

Подобрать диаметры труб водопроводных линий

Для объединенного противопожарного водопровода в населенных пунктах и на промышленных предприятиях применяются трубы стандартного диаметра от 100 мм и более (2, п.8.4.6).

Полученные значения сводим в таблицу 4.

Определим потери на участках

h_i = 1000i ∙ l_i/1000,

где 1000i - коэффициент Шевелева

h_i = A_i ∙ l_i ∙ q² ∙ K_n.

A – удельное сопротивление труб;

K_n – поправочный коэффициент

При V > 1.2 м/с K_n = 1.

V = 1,03 м/с K_n = 1,03.

V = 1,19 м/с K_n = 1.

Диаметры труб на участках сети подбираем в зависимости от расхода воды на этом участке с использованием «Таблиц для гидравлического расчета водопроводных труб» Ф.А. Шевелева. Принимаем, что трубы выполнены из чугуна.

Полученные значения указаны в таблице 4.

Гидравлический расчет на пропуск воды в обычное время

Номер кольца	Номер участка	Длина участка,м	Расход на участке, л/с	Диаметр труб, мм	Скорость воды, м/с	1000 i	Расчетная формула потерь напора	Расчетные величины	Потери напора, м	Увязка сети Дh, м
	1-2		47,0		0,93	5,79	h = 1000i ∙ lI /1000	5,79 ∙ 300/1000	1,74	6,12
2-3		20,7		0,64	3,80	3,80 ∙ 275/1000	1,06
3-4		5,6		0,69	10,6	10,6 ∙ 215/1000	2,28
4-1		7,0		0,55	5,36	5,36 ∙ 195/1000	1,04

Увязка сети

Для кольца выберем условно – положительное направление – по часовой стрелке. Т.к. сеть удовлетворяет условию - 5 < Дh < 5, Следовательно сеть увязана.

Определить потери напора в сети по наиболее вероятным направлениям

Из точки ввода – узел № 1 – в диктующую точку вода может поступать по наиболее вероятным направлениям: I – 1-2-3; II – 1-4-3:

I: h_I = h_1-2 + h_2-3 = 1,74+1,06 = 2,8 (м)

II: h_II = h_1-4 + h_4-3 = 1,04+2,28 = 3,32 (м)

Определяем средние потери напора сети в обычное время:

h_сети =( h_I+ h_II)/2 = (2,8+3,32)/2 = 3,06 (м)

Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск расхода воды во время пожара

Определить общий расход воды в час максимального водопотребления при пожаре

Q_У = Q_{сек. макс.} + Q_{пожара.}

Q_У = 157 + 77,5 = 234,5 л/с

Проверочный расчет сети

Определить диаметр труб и скорость движения воды по ним.

Скорость движения воды по трубам не должно превышать 2,5 м/с

Полученные значения сводим в таблицу 5.

Гидравлический расчет на пропуск воды во время пожара

Номер кольца	Номер участка	Длина участка,м	Расход на участке, л/с	Диаметр труб, мм	Скорость воды, м/с	1000 i	Расчетная формула потерь напора	Расчетные величины	Потери напора, м	Увязка сети Дh, м
	1-2		101,4		1,05	4,64	h = 1000i ∙ lI /1000	4,64∙ 300/1000	1,39	7,01
2-3		65,1		1,29	10,7	10,7∙ 275/1000	2,94
3-4		50,0		1,01	6,74	6,74∙ 215/1000	1,45
4-1		12,6		0,69	6,31	6,31 ∙ 195/1000	1,23

Сделать вывод

Рассчитываемая водопроводная сеть обеспечит пропуск необходимых расходов воды для целей пожаротушения. Скорость воды на всех участках удовлетворяет требованию: V_i< V_доп^макс = 2,5 м/с.

Определим потери напора в сети во время пожара по наиболее вероятным направлениям:

I: h_I = h_1-2 + h_2-3 = 1,39+2,94 = 4,33 (м)

II: h_II = h_1-4 + h_4-3 =1,23+1,45= 2,68 (м)

h_сети =( h_I+ h_II)/2 = (4,33+2,68)/2 = 3,5 (м)

Вывод:

Материал труб – чугун (2,п.8.21), принимает кольцевую сеть, длину ремонтных участков одно линии водопровода следует принимать не более 3 км (2, п.8.10), глубина заложения труб, считая до низа, должна быть на 0,5м больше расчетной глубины промерзания почвы (2, п.8.42). ПГ надлежит устанавливать вдоль автодороги на расстояние более 2,5м от края проезжей части (2, п. 8.16), но не ближе 5м от стен здания, допускается располагать ПГ на проезжей части (2, п.8.16), при этом установка ПГ на ответвлении не допускается (2, п.8.16); при определении размеров колодцев минимальное расстояние до внутренних поверхностей колодца следует принимать по ГОСТ (2, п.8.63).

5 РАСЧЕТ НАПОРНО – РЕГУЛИРУЮЩИХ ЕМКОСТЕЙ