1. Исходные данные
Рис. 1. Схема водопроводной сети.
Таблица 1
Длины участков водопроводной сети
Обозначение |
Длина, м |
Обозначение |
Длина, м |
Обозначение |
Длина, м |
L1 |
100 |
L6 |
800 |
L13 |
300 |
L2 |
500 |
L7 |
300 |
L14 |
400 |
L3 |
400 |
L8 |
250 |
|
|
L4 |
600 |
L10 |
200 |
|
|
L5 |
100 |
L11 |
300 |
|
|
При подборе насоса местные потери напора в напорном трубопроводе приняли равными 5%, а во всасывающем-100% от потерь на трение.
При определении диаметров труб приняли скорость воды в них 1,0 м/с.
II тип водонапорной башни, материал труб – чугун, время работы насосной станции Т=15ч, коэффициент часовой неравномерности К2=2,7 и длина всасывающей трубы lВС=8,7 м.
Таблица 2
Принятые значения узловых и путевого расходов воды
Путевой
расход
q, |
Узловые расходы, л/с |
||||||||
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Q5 |
Q6 |
Q7 |
Q8 |
Q9 |
|
0,02 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
3 |
4 |
5 |
Таблица 3
Среднестатистические суточные нормы водопотребления
Часы суток |
Часовое потребление, % |
Часы суток |
Часовое потребление, % |
0-1 |
1,0 |
12-13 |
8,0 |
1-2 |
1,0 |
13-14 |
7,0 |
2-3 |
1,0 |
14-15 |
6,0 |
3-4 |
1,0 |
15-16 |
6,0 |
4-5 |
3,0 |
16-17 |
4,0 |
5-6 |
3,0 |
17-18 |
5,0 |
6-7 |
4,0 |
18-19 |
4,0 |
7-8 |
5,0 |
19-20 |
4,0 |
8-9 |
6,0 |
20-21 |
3,0 |
9-10 |
6,0 |
21-22 |
3,0 |
10-11 |
7,0 |
22-23 |
2,0 |
11-12 |
8,0 |
23-24 |
1,0 |
2. Гидравлический расчет водопроводной сети
2.1 Расчет кольца
Сущность расчета кольцевого трубопровода состоит в определении расходов жидкости по кольцу таким образом, чтобы алгебраическая сумма потерь напора во всем кольце не превышала определенную величину (для одного кольца она составляет ± 0,5 м).
Перед началом расчета примем следующее допущение: водоснабжение всех потребителей будет осуществляться от водопроводной башни, предварительно заполненной водой с помощью насоса.
Количество воды, поступающей из башни, равно суммарному потреблению в системе водоснабжения
Согласно выданному варианту:
∑Qi=6+7+8+9+10+1+3+4+5+0,02*100=55 л/с
∑Qi=Qmax ч - максимальный секундный расход воды в водопроводной сети
Таким образом, к начальной узловой точке 1 кольца подходит 55 л/с. Так как в узле 1 происходит отбор воды в количестве 23 л/с, (Q1=6 л/с, Q2 =7 л/с, Q3=8 л/с, g·l5=1), то для распределения по ветвям кольца остается 32 л/с.
В начале расчета разбиваем кольцо на участки. Нумеруем участки кольца, начиная от узла 4, двигаясь по кольцу по ходу часовой стрелки. Первым будет участок 4-5, вторым 5-6. участки записываем в таблицу 4.
В дальнейшем определяем расход воды по участкам, руководствуясь следующим правилом: приток воды к каждому узлу должен быть равен оттоку по прилегающим участкам плюс отбор воды в самом узле (рис. 2).
Рис. 2. Схема кольца
По выбранным прикидочным расходам определяются диаметры труб на каждом участке кольца по формуле:
d- диаметр трубы, м;
Q- расход воды, проходящей по трубе, м3/с;
V- скорость воды, м/с (примем V=1 м/с).
Для участка 4-5
Полученные значения диаметров труб округляем до ближайшего стандартного (в сторону увеличения) и в соответствии с материалом труб выбираю справочные значения коэффициентов удельных сопротивлений, чтобы с учетом длины участка определить потери напора по формуле:
hw = AlQ2, (3)
где hw - потери напора по длине, м;
А - удельное сопротивление, с2/м6; (приложения 1 ...4);
l - длина участка, м.
В таблице 4 в строке для участка 4-5 записываем значения:
В=А1Q ; В = 37,11*300*16*10-3 =178,128 с/м2;
hw = BQ; hw = 178,128*16*10-3 = 2,85 м.
Для других участков делаем аналогичные расчеты.
Таблица 4
Расчет кольца
Участок |
Длина, м |
Прики-дочн. расход, Q, л/с |
Диаметр, d, мм |
Уд. сопро-тивле-ние, А, с2/м6 |
Аl с2/м2 |
B=ALQ c/м2 |
Знак |
hw= BQ, м |
Поправочный расход, ΔQ, л/с |
Исправ.расход, Q, л/с |
Первое приближение |
||||||||||
4-5 |
300 |
16 |
150 |
37,11 |
11133 |
178,13 |
+ |
2,85 |
|
|
5-6 |
250 |
6 |
100 |
311,7 |
77925 |
467,55 |
+ |
2,80 |
|
|
6-8 |
200 |
5 |
100 |
311,7 |
62340 |
311,7 |
+ |
1,56 |
|
|
4-7 |
400 |
7 |
100 |
311,7 |
124680 |
872,76 |
- |
6,11 |
|
|
7-8 |
300 |
4 |
100 |
311,7 |
93510 |
374,04 |
- |
1,5 |
|
|
Сумма |
2204,18 |
|
0,4 |
|
||||||
На участках кольца, где направление движения воды совпадает с направлением движения часовой стрелки, ставим знак «+», а где не совпадает - знак «-».
Для проверки правильности проведенного расчета определили алгебраическую сумма потерь напора во всем кольце ±∑hw, которая называется невязкой.
При расчете кольца невязка равна ±∑hw=0,4.
∑hw≤±0,5M.
Знак «+», стоящий перед невязкой, означает, что сумма потерь напора в кольце на участках с направлением движения воды по часовой стрелке больше суммы потерь напора на участках с противоположным направлением и наоборот.