3.2. Вибір діаметрів труб для ділянок мережі

При підборі діаметрів труб необхідно керуватись економічною швидкістю руху води в нормальному режимі, яка приймається та швидкістю руху води під час пожежі — 2,5 м/с. При визначенні діаметру сталевих та чавунних труб можна скористатися додатком 2, а для пластмасових труб – додатком 6. В зв'язку з дедалі більш широким запровадженням при монтажі зовнішніх водопроводів пластмасових та металопластикових труб рекомендується їх використання при проектуванні нових водопроводів. Так, для наведеного прикладу за додатком 2 визначаємо для витрат води на ділянках кільцевої мережі з чавунних труб значення швидкостей та діаметрів при нормальному режимі та і в режимі пожежогасіння і ці дані заносимо в табл. 6. Якщо в таблиці відсутнє значення витрати, то діаметр визначається за формулою. Так, для ділянки 1-2 в таблиці 1 додатків відсутнє значення витрати 50 л/с. Отже, діаметр ділянки 1-2 в режимі "пожежа" визначимо з формули:

Приймаємо для ділянки 1-2 стандартний діаметр 250 мм.

За остаточний приймається більший з двох діаметрів, визначених для нормального режиму та режиму пожежогасіння.

Таблиця 6

Ділянка	До пожежі			При пожежі			Остаточнi діаметри, мм
	витрата, л/с	діаметр, мм	швидкість, л/с	витрата, л/с	діаметр, мм	швидкість, л/с
1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-1	24,56 15,21 5,68 5,68 11,41 18,89	200 125 100 100 125 150	0,76 1,19 0,7 0,7 0,9 1,0	80,39 33,47 28,80 28,81 33,65 40,02	250 150 125 125 150 150	1,64 1,8 2,23 2,23 1,8 2,19	250 150 125 125 150 150

Практичне заняття: Тема. Гідравлічний розрахунок кільцевого і тупикового протипожежного водопроводу

3.3 Визначення втрат напору в мережі

Після того, як підібрані діаметри труб на ділянках мережі, підраховуються втрати напору на ділянках. і півкільцях. При цьому, згідно 2-го закону Кірхгофа сума втрат напору в замкнутому контурі, тобто кільці повинна дорівнювати нулю. Загально прийнято, що на ділянках, по яким вода рухається за годинниковою стрілкою втрати напору є "додатніми", а на ділянках, по яким вода рухається проти годинникової стрілки втрати напору є "від'ємними".

Згідно поданої схеми, маємо , тобто утворюється своєрідна рівновага у втратах напору, яка залежить від правильного розподілу витрат

Процес розрахунку розподілу витрат у ділянках зовнішньої водопровідної мережі називається ув'язкою.

Однак, на практиці добитися рівноваги у втратах напору в півкільцях абсолютно рівних нулю неможливо, тому допускається нев'язка мережі.

Нев'язка — це різниця у втратах напору в додатному і від'ємному напрямах і позначається .

.

При розрахунку кільцевої мережі для 1-го періоду величина нев'язки за абсолютною величиною допускається до 0,5 м, а при розрахунку для 2-го періоду — пожежогасінні, величина нев'язки може становити до 1,0 м.

Гідравлічний розрахунок може виконуватись методом професора В. Г. Лобачова. Результати розрахунків для визначення втрат напору в мережі для першого періоду наведені в табл. 7.

Ув'язка мережі до пожежі

Таблиця 7

Ді– лянка	Дов– жина l, м	Діа– метр d, мм	Вит– рата q, л/с	Швидкість υ, м/с	К	Опір ділянки S	Втрата напору h=KSq м	1 виправлення
								KSq	q, л/с	q л/с	h1= KSq
1-2	150	250	24,56	0,50	1,15	0,00038	0,26	0,01	+0,4	24,96	0,27
2-3	400	150	15,21	0,86	1,05	0,0148	3,59	0,24	+0,4	15,61	3,78
3-4	650	125	5,68	0,46	1,17	0,0629	2,39	0,42	+0,4	6,08	2,74
							6,24				6,79
4-5	600	125	5,68	0,46	1,17	0,0580	2,2	0,39	-0,4	5,28	1,91
5-6	350	150	11,41	0,64	1,10	0,0130	1,86	0,16	-0,4	11,01	1,73
6-1	250	150	18,89	1,07	1,02	0,0093	3,39	0,18	-0,4	18,49	3,25
м.							7,45	1,40	м.		6,89

Пояснення до таблиці 7:

1. Довжина ділянок приймається згідно схеми генплану комбінату

Ділянка 1-2 – 150 м	3-4 – 650 м	5-6 – 350 м
2-3 – 400 м	4-5 – 600 м	6-1 – 250 м

2. Діаметри труб визначені в п. 3.2 (табл. 6);

3. Поправковий коефіцієнт швидкості К визначаємо з додатку 3.

4. Опір ділянки трубопроводу залежить від матеріалу труб та їх діаметру і з врахуванням її довжини S приймається за додатком 5.

5. Визначаємо втрати напору на ділянках водопроводу за формулою . Якщо для розрахунків використовується опір ділянки трубопроводу на одиницю його довжини (додаток 4), то втрати напору визначаються за формулою .

6. Оскільки нев'язка складає , то слід перерозподілити витрату, для чого визначаємо поправочну витрату за формулою Лобачова .

Ця витрата на перевантажених ділянках віднімається, а на недовантажених додається: .

7. Оскільки після виправлення , то кільцева мережа вважається ув'язаною.

8. Визначаємо середні втрати напору: м.

Аналогічні розрахунки виконуємо для другого періоду і їх результати заносимо в табл.8.

Ув'язка мережі при пожежі

Таблиця 8

Ді– лянка	Дов– жина l, м	Діа– метр d, мм	Вит– рата q, л/с	Швидкість υ, м/с	К	Опір ділянки S	Втрата напору h=KSq ,м	1 виправлення
								KSq	q, л/с	q л/с	h1= KSq
1-2	150	250	80,39	1,64	1,0	0,00038	2,46	0,03	+0,7	81,09	2,50
2-3	400	150	33,47	1,8	1,0	0,0148	16,61	0,50	+0,7	34,17	17,31
3-4	650	125	28,80	2,23	1,0	0,0629	52,17	1,81	+0,7	29,50	54,74
							71,24				74,55
4-5	600	125	28,81	2,23	1,0	0,0580	48,11	1,67	-0,7	28,11	45,80
5-6	350	150	33,65	1,8	1,0	0,0130	14,68	0,44	-0,7	32,95	14,07
6-1	250	150	40,02	2,19	1,0	0,0093	14,88	0,37	-0,7	39,32	14,36
м.							77,67	4,82	=0,32м		74,23

Визначаємо середні втрати напору в режимі пожежогасіння:

м.

Для визначення втрат напору може використовуватись наступна формула: , де: - гідравлічний похил, або втрати напору в м на 1000 м довжини трубопроводу. Величина залежить від матеріалу трубопроводу його діаметру та витрати води і для пластмасових труб подана в додатку 6. Для сталевих, чавунних та скляних труб значення подано в [17]. При проведенні розрахунку втрат напору за формулою таблиці 7 та 8 приймуть вигляд

Таблиця 9

Ді– лянка	Дов– жина l, км	Діа– метр d, мм	Вит– рата q, л/с		Втрата напору , м	1 виправлення
						h/q	q, л/с	q л/с
1-2	0,150	250 (213,2)	80,39	19,18	2,88	0,036	+0,7	81,09	19,45	2,92

В дужках вказано внутрішній діаметр трубопроводу. Якщо значення витрати має проміжне значення, ніж вказані в додатку 6, для визначення величини необхідно використовувати метод лінійної інтерполяції.