1.2. Визначення об’єму водонапірного баку і режиму роботи насосів свердловин
Для визначення об'єму бака башти і числа годин роботи насосів слід скористатися сумісним графіком користування і подачі води, який будується за даними табл. 2. На графік виносяться години і годинні витрати води зростаючим підсумком.
Отримавши сукупність точок на поліграфіці і об'єднавши їх плавною кривою, ми отримали інтегральну криву водокористування, на яку накладаємо графік подачі у вигляді прямої лінії, що відповідає рівномірній подачі. Різниця в ординатах цих двох ліній є надлишки і недоліки води в мережі. Сума двох максимальних ординат надлишку і недоліку визначає об'єм баку башти. Ми отримали такі дані: V надл.=280 м3 , V нед.=80 м3 . Після встановлення числа годин роботи насосів (Т=19 год) ми отримали наступні дані : V надл.=50 м3 , V нед.=80 м3 . Але графік подачі повинен бути таким, щоб нижчерозташоване рівняння було мінімальним, тобто
Отже, V баку = 15,2 м3 + 37,8 м3 = 53 м3
Геометричні розміри баку визначаємо виходячи із двох умов: бак — циліндр із співвідношенням висоти Н і діаметру d як 0,8:1,2. Для нашого розрахунку берем 1.
V=πd3/4 , м3
d= 3√ 4V/π , м
d= 3√67,5 = 4,1 , м
V = h * πd2 / 4 , м3
h = 4V/πd2 = 4 * 53 / 3.14 *16 = 4.2 , м
1.3. Розрахунок водопровідної мережі
Метою розрахунку водопровідної мережі є визначення діаметрів різних ділянок трубопроводу і втрат напору при русі води по ньому.
Відповідно плану-схемі (мал.1) насоси свердловин качають воду в бак водонапірної башти, звідки вона потрапляє до водокористувачів: спочатку в населений пункт, далі на промплощадку і під кінець - на ферму.
Рис. 1. Схема водопостачання та водовідводу населеного пункту
1 - селище; 2 - промпідприємство; 3 - ферма;
4 – очисні споруди
5 - каналізаційна насосна станція;
6 - свердловина;
7 - колодязь; 8 – горизонталі
9 - башта
Всі результати розрахунків зводяться в табл. 3.
Заповнення таблиці починається з визначення на плані (мал.1) довжини всіх ліній. По кожній ділянці водопроводу рухається різна кількість води. Виділяють чотири ділянки з різними витратами.
Перша ділянка - від скважини до водонапірної башти розраховується на витрату, яка визначається за формулою
,
м3/с
де Т — число годин праці насосів свердловин, год. (визначається за графіком).
м3/с
Друга - від водонапірної башти до населеного пункту розраховується на пропуск максимальної годинної витрати, яка визначається за допомогою табл. 2.
,
м3/с
м3/с
Третя - від населеного пункту до промплощадки розраховується на сумарну витрату по промплошадці і фермі в годину максимального використання.
,м3/с
м3/с
Четверта - від промплощадки до ферми на витрату, що надходить в годину максимального використання на ферму:
,м3/с
м3/с
Діаметр трубопроводу на кожній ділянці визначається за формулою:
,
де v — швидкість води в трубопроводі, яка для металевих труб береться рівною 1 ,0…1 ,5 м/с.
Скв
– Б
Б
– С
С
– В
В
– Ф
Після прийняття стандартного діаметру уточнюємо швидкість за формулою:
Скв
– Б
Б
– С
С
– В
В
– Ф
Для визначення втрат напору портібно скористатися формулою:
,
де λ - коефіцієнт гідравлічного тертя;
l - довжина кожної ділянки трубопроводу, м;
g - прискорення вільного падіння, м/с2.
Коефіцієнт гідравлічного тертя залежить від режиму руху води в трубопроводі, який можна встановити, якщо визначити число Рейнольдса. Воно визначається за формулою:
,
де у - коефіцієнт кінематичної в'язкості – 0,014 см2/с
Усі дані в формулі підставляють в сантиметрах. Якщо число Рейнольдса перевищує 4000, то це турбулентний режим. При менших значеннях - ламінарний.
Скв
– Б
- турбулентний рух
Б
– С
- турбулентний рух
С
– В
- турбулентний рух
В
– Ф
- турбулентний рух
При турбулентному режимі λ визначається за формулою:
Скв
– Б
Б
– С
С
– В
В
– Ф
Тепер отримавши необхідні дані визначимо втрати напору на кожній з ділянок.
Скв
– Б
Б
– С
С
– В
В
– Ф
Отримані дані занесемо до табл. 3.
Таблиця 3