6.2. Увязка кольцевой сети методом Лобачева при пропуске секундного максимального расхода
После определения транзитных расходов необходимо определить диаметры участков трубопровода сети.
По полученным расходам воды на участках сети находим экономически наивыгоднейшие диаметры труб по нонограмме проф. В.Г. Лобачева (менее 100 мм принимать не рекомендуется) (рис. 6.2.1).
Рисунок 6.2.1Номограмма определения экономически наивыгоднейших диаметров труб.
Увязка кольцевой сети методом Лобачева с учетом выбранных диаметров труб, сводится к определению потерь напора по каждой линии сети.
Определяем потери напора на участках сети по формуле:
h = K ·A · ℓ · q2тр, м (6.2.1)
где К – поправочный коэффициент, принимаем по таблице 6.2.3; А – удельное сопротивление труб, принимаем по таблице 6.2.2; ℓ – длина участка сети, м; q2тр – транзитный расход на соответствующем участке сети, л/с.
При расчете кольцевых сетей учитывается следующие требования:
потери напора считаются со знаком «+», когда движение воды на участке кольца направлено по ходу часовой стрелки и со знаком «-», когда против;
алгебраическая сумма потерь напора в каждом кольце должна быть равна нулю.
Если при расчете невязки потерь напора в кольце не превышают Δh≤±0,5м, а по внешнему контуру Δh≤±1,0 м, то гидравлический расчет выполнен, верно.
В противном случае необходимо произвести перераспределение расходов воды на участках сети.
Таблица 6.2.1 – Определение диаметров согласно расходу.
Наименование |
I кольцо |
II кольцо |
||||||
№ участка |
1-2 |
2-5 |
5-6 |
6-1 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
2-5 |
qтр |
20,9 |
3,59 |
13,35 |
20,9 |
7,51 |
1,01 |
5,28 |
3,59 |
d, мм |
200 |
100 |
150 |
200 |
125 |
100 |
125 |
100 |
Таблица 6.2.2 – Расчетные значения удельных сопротивлений A и коэффициент скорости m для стальных электросварных труб ГОСТ 10704 – 63.
d, мм |
100 |
125 |
150 |
200 |
250 |
А.10-6, (л/с)2 |
172,9 |
76,36 |
30,65 |
6,959 |
2,187 |
m |
0,115 |
0,0754 |
0,05 |
0,0325 |
0,02 |
Таблица 6.2.3 – Значения поправочного коэффициента K в зависимости от скорости движения воды на участке сети.
v, м/с |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
2 |
К |
1,68 |
1,41 |
1,28 |
1,2 |
1,15 |
1,115 |
1,085 |
1,06 |
1,04 |
1,03 |
1 |
После вычисления потерь напора на всех участках сети определяется невязка (∑h) в каждом кольце. Затем для каждого кольца находят поправочный расход ∆q:
(6.2.2)
6,29
20,9
10,14
7,51
6,50
1
2
3
1,01
II
I
6,29
9,93
6,29
1,26
4
1,73
5,28
5
6
ПС
13,35
Рисунок 6.2.1. Схема двухкольцовой разводящей сети при пропуске по ней qобщ.с.макс. (увязанная).
Таблица 6.2.4 – Определение потерь напора в линиях кольцевой сети
№ |
Уч. сети |
ℓ, м |
qтр, л/с |
d, мм |
m |
v, м/с |
К |
А. 10-6 |
S, (л/с)2м |
S. qтр |
h, м |
1 |
1--2 |
870 |
20,9 |
200 |
0,03 |
0,67 |
1,09 |
6,959 |
0,0065 |
0,137 |
2,88 |
2--5 |
600 |
3,59 |
100 |
0,11 |
0,41 |
1,19 |
172,9 |
0,1234 |
0,443 |
1,59 |
|
5--6 |
870 |
13,3 |
150 |
0,05 |
0,66 |
1,18 |
30,65 |
0,0314 |
0,420 |
-5,61 |
|
6--1 |
600 |
20,9 |
200 |
0,03 |
0,67 |
1,09 |
6,959 |
0,0045 |
0,095 |
-1,99 |
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,096 |
-3,12 |
2 |
2--3 |
900 |
7,51 |
125 |
0,07 |
0,56 |
1,13 |
76,36 |
0,0776 |
0,583 |
4,38 |
2--5 |
600 |
3,59 |
100 |
0,11 |
0,41 |
1,19 |
172,9 |
0,1234 |
0,443 |
-1,59 |
|
3--4 |
620 |
1,01 |
100 |
0,11 |
0,11 |
1,61 |
172,9 |
0,1725 |
0,174 |
0,18 |
|
4--5 |
850 |
5,28 |
125 |
0,07 |
0,39 |
1,21 |
76,36 |
0,0785 |
0,414 |
-2,19 |
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,615 |
0,78 |
I приближение |
|||||||||||
1 |
1--2 |
870 |
22,3 |
200 |
0,03 |
0,72 |
1,09 |
6,959 |
0,0065 |
0,147 |
3,29 |
2--5 |
600 |
5,01 |
100 |
0,11 |
0,57 |
1,13 |
172,9 |
0,1172 |
0,587 |
2,94 |
|
5--6 |
870 |
11,9 |
150 |
0,05 |
0,59 |
1,18 |
30,65 |
0,0314 |
0,375 |
-4,48 |
|
6--1 |
600 |
19,4 |
200 |
0,03 |
0,63 |
1,1 |
6,959 |
0,0045 |
0,089 |
-1,74 |
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,199 |
0,01 |
2 |
2--3 |
900 |
7,27 |
125 |
0,07 |
0,54 |
1,13 |
76,36 |
0,0776 |
0,564 |
4,10 |
2--5 |
600 |
3,83 |
100 |
0,11 |
0,44 |
1,19 |
172,9 |
0,1234 |
0,472 |
-1,81 |
|
3--4 |
620 |
0,77 |
100 |
0,11 |
0,08 |
1,68 |
172,9 |
0,1800 |
0,138 |
0,11 |
|
4--5 |
850 |
5,52 |
125 |
0,07 |
0,41 |
1,19 |
76,36 |
0,0772 |
0,426 |
-2,35 |
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,602 |
0,05 |
Гидравлический расчет тупиков |
|||||||||||
|
ВБ-1 |
200 |
48 |
250 |
0,02 |
0,96 |
1,04 |
2,187 |
0,0004 |
0,021 |
0,23 |
|
5-ПС |
160 |
1,73 |
100 |
0,11 |
0,19 |
1,4 |
172,9 |
0,0387 |
0,067 |
-0,12 |
|
6-ЖС |
180 |
1,26 |
100 |
0,11 |
0,14 |
1,56 |
172,9 |
0,0485 |
0,061 |
0,08 |
Сумма потерь напора в I кольце: ∑h1 = 0,01 м; II кольце: ∑h2 = 0,05 м.
Если ∆q получается с плюсом, это значит, что участок в данном кольце, по которому движение воды направлено по часовой стрелке считается перегруженным и от транзитного расхода этого участка необходимо отнять поправочный расход |∆q|.
Если движение воды направлено против часовой стрелки, то данный участок считается недогруженным и к транзитному расходу этого участка необходимо прибавить |∆q|.
Если ∆q получается с минусом, это значит, что участок, по которому движение воды направлено по часовой стрелке, считается недогруженным и к нему необходимо прибавить |∆q|, а участок, на котором движение воды идет против часовой стрелки считается перегруженным и от транзитного расхода данного участка необходимо вычесть |∆q|.