3.2. Визначення діаметру труб водопровідної мережі

Основними факторами, визначаючими діаметр труб є витрата та швидкість руху води в них. Для напірних труб круглого перерізу залежність між витратами, діаметром та швидкістю визначається як:

, (3.9)

де d – діаметр труби, мм.

Із формули (3.9) отримаємо

, (3.10)

де Q - розрахункова витрата води на ділянці водопровідної мережі, м³/га;

V – економічно вигідна величина швидкості води в трубопроводі, м³/с.

Отримані значення діаметрів труб округляють до найближчого більшого значення внутрішнього діаметру для вибраного матеріалу труб.

За прийнятим діаметром труби визначають фактичну швидкість на кожній ділянці водопровідної мережі за формулою

. (3.11)

Результати розрахунку величини втрат напору заносимо до табл.3.1.

Таблиця 3.1

Гідравлічний розрахунок труб

Ділянка	Довжина ділянки, м	Розрахункова витрата, м3/с	Матеріал труб	Діаметр труби d, мм	Швидкість V, м/с	А(на1пог.м), (с/м3)2		Втрата напору по довжині ,м	Місцеві втрати	Загальні втрати
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
С-Б	755	0,028	а/ц	200	0,9	9,029	1,04	5,55	0,17	5,72
Б–1	250	0,026	а/ц	200	0,9	9,029	1,04	1,58	0,04	1,62
1-3	200	0,024	а/ц	200	0,9	9,029	1,04	1,08	0,03	1,11
Бокові ділянки
1–2	300	0,007	а/ц	100	0,8	365,9	1,06	5,7	0,17	5,87
3–4	500	0,005	а/ц	100	0,7	365,8	0,9	4,11	0,12	4,23
35	450	0,024	а/ц	200	0,8	9,029	1,06	2,48	0,07	2,55
Сума втрат								20,5	0,6	21,1

3.3. Визначення витрат напору на ділянках водопровідної мережі та дійсних значень п’єзометричних відміток в вузлах мережі

Втрата напору на ділянці в мережі залежить від довжини матеріалу труб, їх діаметру та витрата води.

Розкладаючій ділянці водопровідної мережі визначають за формулою:

h_lі =A ∙ Q_і ∙ L_і ∙ , (3.12)

або

(3.13)

де А – питомий опір трубопроводу, с³/м³;

Q_і - розрахункова витрата води на розкладаючій ділянці, м³/с;

L_і - довжина розкладаючої ділянки, м;

 - поправочний коефіцієнт для швидкості води по трубі менших 1,2 м³/с;

К – характеристика витрати, м³/с.

Величина коефіцієнтів А, і К визначається в залежності від матеріалу труб водопровідної мережі.

Крім лінійних втрат, необхідно враховувати і місцеві втрати напору, які в довгих трубопроводах становлять до 3% від лінійних.

Величина загальних втрат напору складається із лінійних h_і та місцевих h_м і визначається за формулою

h_w = h_м + h_і (3.14)

або

h_w = 1,03 ∙ h_і . (3.15)

Тиск (напір) в трубах в різних точках мережі залежить на тільки від положення п’єзометричних лінії, але і від висоти розміщення цих точок на місцевості. П’єзометричний напір в трубах, розрахований від поверхні землі, називається вільним напором.

Точка мережі, в якій вільний напір під час прийому максимального водоспоживання буде найменшим, називаються диктуючою. Якщо в цій точці буде створений необхідний вільний напір, то у всіх інших точках мережі він буде найбільшим.

Відмітку висоти п’єзометричного напору для розрахункової точки водопровідної мережі визначають по формулі:

Z_ni = Z_і + h_wі + Н_СВ, (3.16)

де Z_і - геодезична висота (відмітка) розрахункової точки, м;

h_wі - величина загальних втрат напору на ділянці, м;

Н_СВ - висота вільного напору в точці, м.

Побудову п’єзометричних лінії починають з визначення диктуючої точки, виходячи з отриманого максимального значення п’єзометричного напору.

В нашому випадку диктуючи точку вибираємо з умови отримання найбільшого значення п’єзометричного напору в точці 4, тобто:

Z_n3 = Z₄ + Z_w3-4 + H_СВ4, (3.17)

Z_n3 = Z₅ + Z_w3-5 +H_СВ5.

Відмітки поверхні ґрунту і динамічного рівня підземних вод (м)

ZС	ZБ	Z1	Z2	Z3	Z4	Z5	Zпідз.	HСВ
328,8	348,7	340,2	338,6	339,0	340,9	341,8	314,1	12,0

Для визначення напору та побудови п’єзометричної лінії користуються даними табл.3.1.

У нашому випадку:

Z _n3 = Z ₃ + h _w3-4 + H_СВ4 = 339,0 + 4,23 + 12 = 355,23 м;

Z _n3 = Z ₁ + h _w1-3 + H_СВ3 = 340,2 + 1,11 + 16,23 = 357,54 м;

Z _n3 = Z _Б + h _wБ-1 + H_СВ1 = 348,7 + 1,62 + 17,34 = 367,66 м;

Z _n3 = Z ₂ + h _w1-2 + H_СВ1 = 338,6 + 5,87 + 17,34 = 361,81 м;

Z _n3 = Z ₅ + h _w3-5 + H_СВ3 = 341,8 + 2,55 + 16,23 = 360,58 м.

Рис. 3. Побудова п’єзометричної лінії.