9.7. Общая методика гидравлического расчета водопроводной сети

Водопроводные сети делятся на магистральные трубопроводы и разветвленные сети труб. Магистральные трубопроводы подают жидкость от источника к потребителю на большие расстояния, а

296

разветвленные сети труб обеспечивают распределение жидкости непосредственно потребителям.

Различают два типа трубопроводов: простые, представляющие собой одну линию труб с одинаковым расходом жидкости; слож­ные, состоящие из основной магистральной трубы и ряда присо­единений и ответвлений.

Сложные трубопроводы бывают с последовательным и парал­лельным соединением, тупиковые, с путевым расходом, кольце­вые.

Общие потери напора в трубопроводах складываются из по­терь по их длине и местных. По соотношению этих потерь трубопроводы подразделяют на короткие и длинные. В коротких трубопроводах имеется большое число местных сопротивлений, причем местные потери сопоставимы с потерями напора по длине, и поэтому ими пренебречь нельзя. Примеры коротких трубопроводов: всасывающие трубы насосов, сифоны и т. д. В длинных трубопроводах местные потери напора пренебрежимо малы по сравнению с потерями напора по длине (менее 10 %), и поэтому ими можно пренебречь. Примеры длинных трубопрово­дов: водопроводы, нефтепроводы, газопроводы и т. д.

Трубопроводы в зависимости от материала могут быть метал­лическими (стальными, чугунными, латунными и пр.) и неметал­лическими (железобетонными, асбестоцементными, пластмассо­выми и др.). От этого зависят шероховатость внутренней поверх­ности трубы Д и коэффициент гидравлического трения А..

Водопроводные сети, по которым вода поступает потребите­лям, делятся на тупиковые и кольцевые.

Расчет тупиковой сети. Тупиковая сеть состоит из магистраль­ного трубопровода, узлов и нескольких тупиковых ответвлений, причем каждый узел тупиковой сети питается от одной ветви, которая расположена выше по течению воды. Расчетный расход на каждом участке тупиковой линии равен сумме узловых расхо­дов в нижележащих узлах.

Схема расчета тупиковой сети представлена на рис. 9.11, о, где геометрический напор (геометрическая высота) za, ZC, W, V, высоты отбора воды he, ho, пьезометрический напор (пьезомет­рическая высота) в точке разветвления hp; напор, создаваемый резервуаром, на, магистральные линии к потребителям с пара­метрами /с, dc, id, da-

Рассмотрим разомкнутую тупиковую сеть, состоящую из ма­гистрального трубопровода 1, питаемого от резервуара А, и двух ответвлений 2 и 3, в конце которых подсоединены два расходных резервуара С и D. При гидравлическом расчете разветвленной сети можно считать основными задачами определение концевых расходов Q2 и 03 при заданном напоре Н в начальном сечении или вычисление потерь напора при заданных концевых расходах 02 и Q\.

297

Оч mm ~ Кч mm Qcyr min/24, (9.3)

где Кч max и Кч inin — коэ4)фициенты часовой неравномерности, показывающие, во сколько раз максимальный и минимальный (соответственно) часовой расход может превышать среднечасовой; условно принимают, что часовой расход макси­мальный в сутки наибольшего водопотребления, а минимальный — в сутки на­именьшего водопотребления.

В нормах проектирования приводят коэффициенты часовой неравномерности.

Коэффициенты часовой неравномерности определяют по формулам

Кц max = ссптахРгпах;

Кч mm = aminpmin,

где атак — коэффициент, который зависит от степени благоустройства зданий, числа смен, режима работы предприятий и других местных условий;

(Xinu(=l,2.. 1,4; aniin=0,4...0,6; p — коэффициент, который зависит от числа жите­лей.

Количество жителей, тыс.

До1

20,1

1,5

1,8 0,1

2,5

1,6 0,1

1,4 0,25

1,5 0,2

10

1,3 0,4

Коэффициент часовой неравномерности Ачтах для жилой зоны благоустроенных центральных поселков составляет 1,4... 1,6;

для небольших жилых поселков (отделений) с водозабором из уличных колонок — 1,8...2; для животноводческих хозяйств и птицеферм — 2,5; для молочных ферм крупного рогатого скота,

оснащенных современным оборудованием, — 1,9; для отдельных коровников — 2,2...2,5.

Если принять, что в течение часа расход Оч max остается по­стоянным, то расчетный секундный расход (л/с) в период макси­мального (минимального) водопотребления

gmax = Очтах • 1000/3600 = бчтах/3,6.

Суммарный график суточного водопотребления в сельских населенных пунктах, где помимо жилой зоны, как правило, име­ется производственно-хозяйственный комплекс, получают сло­жением часовых расходов воды, взятых из графиков водопотреб­ления в жилой и производственных зонах поселка. По суммар­ному графику водопотребления находят максимальный часовой расход воды.