7. Трассировка водопроводной сети.
В соответствии со СНиП [1] водопроводные сети проектируют кольцевыми. В проекте выполнена трассировка только магистральной водопроводной сети в такой последовательности:
- основное направление движения воды по территории города принято к наиболее
удалённым районам и заводу по производству метиленхлорида;
- вдоль основного направления намечены 3 магистральные линии, проведённые
примерно параллельно друг другу
- магистральные линии соединены перемычками через каждые 600 м, в результате чего
образовалось 4 ” кольца”, вытянутые вдоль основного движения воды.
Магистральная сеть разбита на участки расчётными точками, которые расставлены в узлах пересечения магистралей с перемычками, а в местах подключения водоводов к сети от Н.С 2-го подъёма и от водонапорной башни. Расчётные точки являются узлами, они пронумерованы. Длины участков между узлами замерены по плану города.
Водоводы от Н.С 2-го подъёма до магистральной кольцевой сети намечены по кратчайшему расстоянию и подключены к магистральной сети в повышенной точке рельефа местности в узле 1. Количество водоводов принято 2. Водонапорная башня расположена в наиболее высокой точке рельефа местности вне проездов, улиц и площадей. Она соединяется с магистральной сетью двумя водоводами в узле 1. В результате трассировки сети образовались 4 кольца, 10 узлов и 13 участков. Трассировка кольцевой магистральной сети для города приведена на рис.2
8. Подготовка сети к гидравлическому расчёту.
Так как водонапорная башня расположена в начале сети, то водопроводная сеть рассчитывается на два режима работы:
- 1 режим работы - час максимального водопотребления;
- 2 режим работы – тушение пожара в час максимального водопотребления.
Водопроводная сеть считается подготовленной к гидравлическому расчёту, если будут известны:
количество “колец”, участков, узлов и длины участков;
узловые и сосредоточенные отборы, первоначальные расчётные расходы по участкам;
материал и диаметры труб.
В городе водонапорная башня расположена в начале сети, поэтому расчёт водопроводной сети будет производиться на два режима её работы:
8.1. Подготовка сети к гидравлическому расчёту
в час максимального водопотребления.
1. На основании трассировки магистральной сети (рис.2) вычерчивается её расчётная схема так, чтобы количество колец, участков и узлов на ней совпадало с планом (см. рис.3). На расчётной схеме сети проставляется нумерация узлов, участков и колец.
2.
Определяются секундные
отборы воды из сети в час
максимального
водопотребления (
)
дифференцированно для всех потребителей
по выражению:
л/с . (22)
хозяйственно – питьевые нужды жителей
=1248,62
/ 3.6 = 346,84 л/с;
полив территории
=0 л/с;
местная промышленность
=133,4/3.6 = 37,06 л/с;
завод по производству метиленхлорида
=208,24/3.6 = 57,84 л/с;
общий отбор из сети со всеми потребителями
=1590,26/3.6
= 441,74 л/с;
Проверка правильности расчётов производится по выражению Σ = .
346,84+37,06+57,84= 441,74 л/с.
Общий
отбор воды из сети всеми
потребителями в час
максимального водопотребления
обеспечивается насосами Н.С. 2-го подъёма
и из башни
.Подача
насосами определяется по выражению:
;
(23)
4.5*33856,85/360
=423,21 л/с.
Подача из башни = - , =441,74-54,87 =386,87 л/с.
3. Определяется равномерно распределённый отбор воды из сети:
отбор воды из сети заводом по производству метиленхлорида является сосредоточенным. Он равен
=
54,87 л/с.остальная часть отбираемой из сети воды
является равномерно распределённой
по всей магистральной сети. Величину
определяют по выражению:
= - . (24)
= 441,74–54,87=386,87 л/с.
4.
Подсчитывается удельный отбор
, т.е величина отдачи воды сетью в л/с на
1 м её длины по формуле:
= / Σ L , (25)
=386,87/6970=0,055505021 л/с на 1 м.
где Σ L - суммарная длина участков магистральной сети, м ( Σ L =6970 м).
В суммарную длину Σ L не включают участки, из которых нет отбора воды, а участки с односторонним отбором воды принимают в половину действительной длины.
5.
Определяются путевые
отборы
-
величины отдачи воды расчётными участками
сети в л/с по формуле:
= * L (26)
где L –длина рассматриваемого расчётного участка в м.
Расчёты путевых отборов участков сети сводят в табл.4
Таблица 4. Определение путевых отборов.
-
Номер участка
Длина участка
Путевой отбор
1-2
450,0
24,977
2-3
615,0
34,135
3-4
650,0
36,087
4-5
475,0
26,364
5-6
575,0
31,915
6-7
525,0
29,14
7-8
365,0
20,259
8-10
765,0
42,461
10-1
325,0
18,039
5-9
835,0
46,346
9-1
765,0
42,461
3-9
300,0
16,651
8-9
325,0
18,039
итого
∑L=6970,0
∑qп=386,87
Контроль вычислений осуществляют по выражению:
Σ + = (27)
386,87+54,87=441,87 л/с
6.Определяются
узловые отборы
-
условные величины отбора воды из узлов
сети в л/с по формуле:
,
где
-
сумма путевых отборов участков,
примыкающих к узлу в л/с.
Результаты вычислений сводятся в табл.5.
Таблица 5. Определение узловых отборов.
-
№ расчётного
уч-ка
№№ прилегающих
к узлу участков
Сумма путевых
Отборов , л/с
Узловой отбор
, л/с
1
1-2,1-9,1-10
85,477
42,739
2
1-2,2-3
59,112
29,556
3
2-3,3-4,3-9
86,873
43,437
4
3-4,4-5
62,451
31,225
5
4-5,5-9,5-6
104,625
52,313
6
1-9,3-9,5-9,8-9
123,479
61,739
7
1-10,10-8
60,5
30,255
8
10-8,8-7,8-9
80,759
40,379
9
8-7,7-6
49,399
24,699
10
7-6,5-6
61,055
30,528
Итого:
=386,87
Проверка правильности подсчётов состоит в выполнении условия:
+ = (29)
386,87+54,87=441,74
В результате проведённых расчётов, все отборы из сети приведены к отборам воды только из узлов в виде сосредоточенных и узловых (рис.3).
Рисунок 3
34,135
36,087
2
3
29,977
29,556
43,437
31,225
4
1
12
26,364
вб
42,461
46,346
54,87
11
10
423,21
42,739
61,739
31,915
52,313
9
13
18,039
5
42,461
8
29,14
6
7
40,379
30,255
20,259
30,528
24,699
Рис.3. Узловые отборы воды в час максимального водопотребления.
-номер узла -узловой
отбор - сосредоточенный
отбор
-номер кольца. – путевой
расход на
участке
7.
На расчётной схеме намечаем направление
движения воды по каждому участку
стрелками от начального узла сети, к
конечному узлу (рис.4). Выявляем узлы , в
которых потоки сходятся, и с этих узлов
начинаем определение первоначальных
расходов воды
на примыкающих к узлу участках с
соблюдением условия баланса расходов
в узлах.
Рисунок.4. Первоначальное распределение расходов по участкам.
95,789
79,44
2
3
125,354
29,556
43,437
31,225
4
1
12
48,215
27,079
вб
2 1
164,259
45,251
54,87
18,53
11
10
423,21
42,739
61,739
13,717
52,313
30,19
9
13
109,388
5
79,133
8
44,245
6
7
40,379
30,255
68,944
30,528
24,699
-номер узла -узловой отбор - сосредоточенный
отбор
-номер кольца. – путевой расход на
участке
8. Принимаю материал труб участков магистральной сети в соответствии с требованиями [1].
9. определяю диаметры труб участков сети по первоначальным расчётным расходам воды на участках и экономичным скоростям по таблице [4] с учётом экономического фактора Э, который равен для средних районов РФ : Э = 0,75
8.2 Подготовка сети к гидравлическому расчёту при тушении наружных пожаров.
1. При работе
сети в режиме тушения пожаров, водонапорная
башня отключается. Отбор воды из сети
увеличивается по сравнению с часом
максимального водопотребления на
величину, необходимую для тушения всех
n пожаров с расходами
.
Весь отбор воды должен быть обеспечен
только насосами Н.С.2 – го подъёма. Подача
воды насосами определяется по выражению:
л/с. (30)
441,74
+ 2*35 = 511,74 л/с
2. Вычерчивается новая расчётная схема водопроводной сети. На схему наносятся узловые отборы для часа максимального водопотребления и отборы воды на тушение пожаров.
Рис.5. Первоначальные расходы при тушении пожаров.
-номер узла -узловой отбор - сосредоточенный
отбор
-номер кольца. – путевой
расход на отбор на пожар
участке
117,176
98,927
2
3
146,732
29,556
43,437
31,225
4
1
12
67,702
25,188
вб
2 1
187,258
68,856
54,87
11
10
511,74
42,739
61,739
4,625
52,313
30,475
9
13
135,011
5
104,156
8
70,153
6
7
40,379
30,255
94,699
30,528
24,699