13. Расчет диаметров труб на участках водопроводной сети. На продольном профиле трубопровода указать участки сети с параметрами.

Диаметр d каждого участка водопроводной сети определяют исходя из расчётного расхода этого участка. Из курса гидравлики известна одна из основных формул гидродинамики, связывающая площадь живого сечения потока жидкости, среднюю скорость потока жидкости и расход. Эта формула имеет вид:

где Q - расход потока жидкости; V - средняя скорость потока; щ - площадь живого сечения потока.

Для трубопровода, работающего полным живым сечением и пропускающего через себя расчётный расход qрасч. эту формулу можно записать в следующем виде:

откуда диаметр будет равен:

где dр - диаметр, полученный по расчёту, м; qрасч. - расчётный расход на участке, м3/с, V - скорость воды в трубопроводе, м/с. Как видно из анализа полученной зависимости при заданном расчёт-ном расходе qрасч. величина диаметра может оказаться различной в зависимости от того, какая будет принята скорость движения воды в трубопроводе. Выбор величины этой скорости зависит от экономических факторов, в основном от стоимости труб и их укладки, а также от стоимости энергии, затрачиваемой на подъём и транспортирование воды. С увеличением скорости уменьшаются диаметры, а следовательно, и строительная стоимость сети. Однако при этом увеличиваются потери напора в сети, а следовательно, требуется большая мощность насосов и большая высота водонапорной башни. С уменьшением скорости увеличиваются диаметры, а следовательно, и строительная стоимость сети. Одновременно с этим возможно возникновение такого нежелательного явления, как заиление трубопровода, т.е. выпадения из жидкости взвешенных частичек (ила, песчинок, ржавчины и др.), борьба с которым потребует дополнительных затрат. Однако в этом случае уменьшаются потери напора в сети, а следовательно, уменьшится мощность насосов и высота водонапорной башни.

Следовательно, при определении диаметров труб водопроводной сети следует принимать такие скорости, которые при данных местных условиях обеспечивали бы наиболее выгодное в технико-экономическом отношении решение, охватывающее весь комплекс водопроводных сооружений. Такие скорости принято называть оптимальными.

Оптимальные скорости, применяемые в практике проектирования, выявились в результате анализа большого количества выполненных проектов водопроводных сетей, где эти скорости обосновывались при сравнении различных вариантов. Для участков разводящей сети можно рекомендовать следующие оптимальные скорости:

Диаметр трубы, мм	До 400	400 - 600	700 и более
Оптимальная скорость, м/с	0,6-1,1	1-1,3	1-2

Таким образом, определяя диаметр трубопровода, на первом этапе задаются оптимальной скоростью равной 1 м/с. Полученный диаметр по расчёту округляется до ближайшего стандартного и производится определение действительной скорости на участке трубопровода по формуле:

где Vд - действительная скорость на участке, м/с, qрасч. - расчётный расход на участке, м3/с; dст - принятый стандартный диаметр трубы, м.