2.5 Гидравлический расчет оросительной сети
Гидравлический расчёт ОС, рассматриваемый в данном разделе, относится к расчёту закрытой оросительной системы (ЗОС).
Целью гидравлического расчёта является определение следующих основных параметров:
– диаметра трубопровода;
– потерь напора по длине трубопровода;
– местных потерь;
– напор насосной станции.
Расчёт затрат воды в голове распределительного трубопровода устанавливается согласно количеству одновременно работающих дождевальных машин на орошаемом участке.
Для выполнения гидравлического расчета ЗОС необходимо составить расчетную схему, разбив схему проектируемой ОС на участки при помощи узловых точек. Узловыми являются точки, где производится отбор воды и, в связи с этим, изменяется расход воды, проходящий по трубопроводу. Узловыми также являются точки окончания трубопроводов.
Расчётный расход воды в начале распределительного трубопровода зависит от одновременно работающих машин на оросительном участке и определяется по зависимости:
,
л/с (2.24)
где
– расход дождевальной
машины, л/с;
– количество
одновременно работающих дождевальных
машин;
– КПД
закрытой оросительной сети, η
= 0,95 ÷ 098.
Расчётный расход поливного трубопровода:
,
л/с (2.25)
Диаметр трубопровода ЗОС можно определить по формуле:
,
мм (2.26)
где:
– скорость движения
воды в трубопроводе,
;
– расчётный
расход воды,
.
После определения и подбора стандартного диаметра необходимо уточнить скорость движения воды в трубопроводе по следующей зависимости:
,
м/с
(2.27)
где d – внутренний диаметр трубопровода, м.
Потери напора по длине трубопровода:
,
м (2.28)
где – уточнённая скорость движения воды в трубопроводе, м/с;
– длина участка трубопровода, м;
– ускорение
свободного падения,
=9,81
м/с2;
– коэффициент
гидравлического сопротивления, который
определяется по зависимости:
(2.29)
Местные потери напора по расчётной трассе составляют:
(2.30)
Общие потери напора на расчётной трассе трубопровода:
(2.31)
Расчётный напор на насосной станции определяется по формуле:
,
м (2.32)
где
– геодезическая высота
поднятия воды, м;
– свободный
пьезометрический напор на гидранте, м;
– общие
потери напора по длине на расчётной
трассе трубопровода, м;
– местные
потери напора по длине расчётной трассы,
м.
(2.33)
где
– отметка поверхности
земли в точке установки самого отдалённого
от НС гидранта;
– отметка
минимального уровня воды в источнике,
м.
Мощность насосной станции можно определить по зависимости:
(2.34)
где:
– плотность воды,
;
– расход
насосной станции, м3/с;
– напор
насосной станции, м.
- КПД;
- КПД.
Трубчатую сеть следует рассчитывать на пропуск расчётного расхода с учётом материала труб и местных потерь напора.
Для трубчатой ЗОС следует применять, как правило, напорные неметаллические трубы:
железобетонные,
асбестоцементные,
полиэтиленовые.
Применение стальных труб допускается:
на участках с расчётным внутренним давлением более 1,5 МПа;
при устройстве переходов под железными и автомобильными дорогами, через водные преграды и овраги;
при прокладке трубопроводов по автодорожным и городским мостам, по опорам эстакад и в туннелях.
В дипломном проекте рекомендуется использовать трубы следующих сортаментов представленных в таблицах 5.2÷5.5.
Трубы асбестоцементные напорные ГОСТ 539-80
Таблица 2.1
Марки труб |
Диаметр условного прохода, мм. |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
500 |
ВТ-6 |
Диаметр внутреннего прохода, мм. |
101 |
146 |
196 |
244 |
289 |
344 |
381 |
473 |
ВТ-9 |
Диаметр внутреннего прохода, мм. |
100 |
141 |
189 |
235 |
279 |
322 |
368 |
450 |
ВТ-12 |
Диаметр внутреннего прохода, мм. |
96 |
135 |
181 |
228 |
270 |
312 |
356 |
441 |
ВТ-15 |
Диаметр внутреннего прохода, мм. |
- |
- |
180 |
226 |
267 |
307 |
352 |
436 |
Примечания: Максимальное рабочее давление для напорных асбестоцемеитных трубопроводов не должно превышать 0,8 номинального (для ВТ-6 - 60 МПа, для ВТ-9 - 90 МПа, для ВТ-12 - 120 МПа, для ВТ-15 - 150 МПа). Пример условного обозначения трубопровода: «Труба напорная асбестоцементная Dу=500 мм, ВТ-12, ГОСТ 539-80».
Трубы стальные электросварные прямошовные ГОСТ 10704-91
Таблица 2.2
Наружный диаметр, мм |
Теоретическая масса 1 м труб, кг, при толщине стенки, мм
|
|||||||||
3,5 |
3,8 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
7,0 |
8,0 |
9,0 |
|
273 |
23,26 |
25,23 |
26,54 |
29,80 |
23,05 |
36,28 |
39,51 |
45,92 |
52,28 |
58,60 |
325 |
|
|
31,67 |
35,57 |
39,46 |
43,34 |
47,20 |
54,90 |
62,54 |
70,14 |
426 |
— |
— |
41,63 |
46,78 |
51,91 |
57,04 |
62,15 |
72,33 |
82,47 |
92,55 |
530 |
— |
— |
— |
— |
64,74 |
71,14 |
77,54 |
90,29 |
102,99 |
115,64 |
630 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
107,55 |
122,72 |
137,83 |
720 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
123,09 |
140,47 |
157,81 |
820 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
140,35 |
160,20 |
180,00 |
920 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
157,61 |
179,93 |
202,20 |
1020 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
199,66 |
224,39 |
1120 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
219,39 |
246,59 |
1220 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
268,79 |
Примечания: Стальные трубопроводы следует защищать от почвенной коррозии защитными покрытиями «весьма усиленного» типа. Пример условного обозначения трубопровода: «Труба стальная электросварная прямошовная 325×5 ГОСТ 10704-91».
Трубы напорные железобетонные виброгидропресованные ГОСТ 12586-83
Таблица 2.3
Марка трубы |
Наружный диaметр трубы, мм. |
Диаметр внутр. прохода, мм. |
Марка трубы |
Наружный диаметр трубы, мм. |
Диаметр внутр. прохода, мм. |
TH 50-II |
610 |
500 |
TH 100-II |
1150 |
1000 |
ТН 60-II |
730 |
600 |
ТН 120-II |
1370 |
1200 |
ТН 80-II |
930 |
800 |
ТН 140-II |
1590 |
1400 |
Примечания: Максимальное рабочее давление для напорных железобетонных трубопроводов для труб II класса принимается до 1,0 MПа. Пример условного обозначения трубопровода: «Труба напорная железобетонная виброгидропресованная ТН 100-II ГОСТ12586-83».
Трубы полиэтиленовые для подачи холодной воды
ДСТУ Б В.2.7-151:2008
Таблица 2.4
Тип полиетилена |
|
||||||||||||||
Максимальное рабочее давление воды при 20 °С, бар |
|||||||||||||||
ПЭ63 |
- |
- |
- |
10 |
8 |
- |
|||||||||
ПЭ80 |
25 |
20 |
16 |
12,5 |
10 |
8 |
|||||||||
ПЭ100 |
- |
25 |
20 |
16 |
12,5 |
10 |
|||||||||
dem |
Толщина стенки |
||||||||||||||
dn |
гран. откл. |
еn |
гран. откл. |
еn |
гран. откл. |
еn |
гран. откл. |
еn |
гран. откл. |
еn |
гран. откл. |
еn |
гран. откл. |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||
50 |
+0,4 |
8,3 |
+1,0 |
6,9 |
+0,8 |
5,6 |
+0,7 |
4,6 |
+0,6 |
3,7 |
+0,5 |
3,0 |
+0,4 |
||
63 |
+0,4 |
10,5 |
+1,2 |
8,6 |
+1,0 |
7,1 |
+0,9 |
5,8 |
+0,7 |
4,7 |
+0,6 |
3,8 |
+0,5 |
||
75 |
+0,5 |
12,5 |
+1,4 |
10,3 |
+1,2 |
8,4 |
+1,0 |
6,8 |
+0,8 |
5,6 |
+0,7 |
4,5 |
+0,6 |
||
90 |
+0,6 |
15,0 |
+1,7 |
12,3 |
+1,4 |
10,1 |
+1,2 |
8,2 |
+1,0 |
6,7 |
+0,8 |
5,4 |
+0,7 |
||
110 |
+0,7 |
18,3 |
+2,0 |
15,1 |
+1,7 |
12,3 |
+1,4 |
10,0 |
+1,1 |
8,1 |
+1,0 |
6,6 |
+0,8 |
||
125 |
+0,8 |
20,8 |
+2,2 |
17,1 |
+1,9 |
14,0 |
+1,6 |
11,4 |
+1,3 |
9,2 |
+1,1 |
7,4 |
+0,9 |
||
140 |
+0,9 |
23,3 |
+2,5 |
19,2 |
+2,1 |
15,7 |
+1,7 |
12,7 |
+1,4 |
10,3 |
+1,2 |
8,3 |
+1,0 |
||
160 |
+1,0 |
26,6 |
+2,8 |
21,9 |
+2,3 |
17,9 |
+1,9 |
14,6 |
+1,6 |
11,8 |
+1,3 |
9,5 |
+1,1 |
||
180 |
+1,1 |
29,9 |
+3,1 |
24,6 |
+2,6 |
20,1 |
+2,2 |
16,4 |
+1,8 |
13,3 |
+1,5 |
10,7 |
+1,2 |
||
200 |
+1,2 |
33,2 |
+3,5 |
27,4 |
+2,9 |
22,4 |
+2,4 |
18,2 |
+2,0 |
14,7 |
+1,6 |
11,9 |
+1,3 |
||
225 |
+1,4 |
37,4 |
+3,9 |
30,8 |
+3,2 |
25,2 |
+2,7 |
20,5 |
+2,2 |
16,6 |
+1,8 |
13,4 |
+1,5 |
||
250 |
+1,5 |
41,5 |
+4,3 |
34,2 |
+3,6 |
27,9 |
+2,9 |
22,7 |
+2,4 |
18,4 |
+2,0 |
14,8 |
+1,6 |
||
280 |
+1,7 |
46,5 |
+4,8 |
38,3 |
+4,0 |
31,3 |
+3,3 |
25,4 |
+2,7 |
20,6 |
+2,2 |
16,6 |
+1,8 |
||
315 |
+1,9 |
52,3 |
+5,4 |
43,1 |
+4,5 |
35,2 |
+3,7 |
28,6 |
+3,0 |
23,2 |
+2,5 |
18,7 |
+2,0 |
||
355 |
+2,2 |
59,0 |
+6,0 |
48,5 |
+5,0 |
39,7 |
+4,1 |
32,2 |
+3,4 |
26,1 |
+2,8 |
21,1 |
+2,3 |
||
400 |
+2,4 |
- |
- |
54,7 |
+5,6 |
44,7 |
+4,6 |
36,3 |
+3,8 |
29,4 |
+3,1 |
23,7 |
+2,5 |
||
450 |
+2,7 |
- |
- |
61,5 |
+6,3 |
50,3 |
+5,2 |
40,9 |
+4,2 |
33,1 |
+3,5 |
26,7 |
+2,8 |
||
500 |
+3,0 |
- |
- |
- |
- |
55,8 |
+5,7 |
45,4 |
+4,7 |
36,8 |
+3,8 |
29,7 |
+3,1 |
||
560 |
+3,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
50,8 |
+5,2 |
41,2 |
+4,3 |
33,2 |
+3,5 |
||
630 |
+3,8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
57,2 |
+5,9 |
46,3 |
+4,8 |
37,4 |
+3,9 |
||
710 |
+6,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
52,2 |
+5,4 |
42,1 |
+4,4 |
||
800 |
+7,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
58,8 |
+6,0 |
47,4 |
+4,9 |
||
900 |
+8,1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
53,3 |
+5,5 |
||
1000 |
+9,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
59,3 |
+6,1 |
||
Примечания: 1 бар=0,1 МПа.
Пример условного обозначения трубопровода: «Труба ПЭ 63SDR 17,6-160x9,1 техническая 6,0 бар ДСТУ Б В.2.7-151:2008».