7.2. Определение расчетного расхода напорного трубопровода
Расчетный расход одной нитки напорного трубопровода, проложенного от каждого насоса, равен расчетному расходу этого насоса:
q р.т = Q р .
Расчетный расход каждой нитки напорного трубопровода при объединении нескольких насосов зависит от количества их, числа насосов, подсоединенных к ней, и графика работы насосной станции.
Если количество насосов, подключенных к каждой нитке, одинаковое (2,3), то расчетный расход ее определяется по формуле
, (7.1)
где n – число ниток напорного трубопровода;
Qi – расход насосной станции в период, соответствующий времени ti. Определяется по заданному графику работы насосной станции, который имеется в задании на проектирование.
7.3. Выбор материала стенок
Напорные трубопроводы изготавливают из монолитного и сборного железобетона, стали, асбестоцемента, пластмасс и других материалов. Материал выбирают в зависимости от диаметра и расчетного давления (напора) в напорном трубопроводе.
Диаметр можно определить по формуле
, (7.2)
где Vдоп принимается равной 1,6...2 м/с.
Стандартные диаметры приведены в приложении 11 для труб из разных материалов. Поэтому необходимо предварительно задаться материалом стенок труб, а потом проверить предположение, используя следующие рекомендации:
асбестоцементные трубы рекомендуются диаметром до 500 мм при расчетном давлении 1,2 МПа (12 ати);
железобетонные сборные – диаметром 0,5...1,6 м при давлении до 1,5 МПа (15 ати);
железобетонные сборные со стальным цилиндром – диаметром 0,5...1,6 м при давлении больше 1,5 МПа (15 ати);
железобетонные монолитные – диаметром более 1,6 м при давлении 0,4...0,5 МПа (4...5 ати);
стальные трубопроводы применяются любых диаметров и при любом давлении, но рекомендуются только для осушительных насосных станций с короткими напорными трубопроводами в целях экономии металла.
Расчетное давление (напорного) определяется по формуле
Н тр= Нст + h т.н + Н уд , (7.3)
где Н ст – статистический напор, м, определяется как разность отметок
воды в В.Б. и оси насоса;
h т.н – суммарные потери напора в напорном трубопроводе;
Н уд – повышение давления при гидравлическом ударе.
Потери напора по длине в трубопроводе можно определить по следующим приближенным формулам:
для
стальных труб
; (7.4)
для
железобетонных труб
;
(7.5)
для асбестоцементных труб
. (7.6)
ЗдесьV–фактическая скорость воды в трубопроводе диаметром Д тр ;
L тр – длина напорного трубопровода.
Местные потери составляют 10...15 % от потерь по длине. Таким образом, h т.и = h дл + h м.
Повышение давления при гидравлическом ударе определяется при длине трубопровода более 150 м :
,
где а – скорость распространения ударной волны, которую ориентировочно можно определить для стальных и железобетонных труб по следующим данным :
при Д тр = 100...600 мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . а = 600...800 м/с;
при Д тр > 600 мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . а = 800...1000 м/с.
Для асбестоцементных труб эти же значения «а» берутся с коэффициентом 0,6. После определения расчетного давления уточняется материал стенок трубопровода.