Равномерно распределенный расход будет равен
Qпос./рас.=Q//пос.пр.-
(Q/пр.
+
Q/об.зд.
+
Qпож.рас
.)
= 151,55 -(17,58+8,5+37,5) =87,97 л/с.
Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 5.
q4=19,79 л/с
q5=68,27 л/с
q3=19,5 л/с
1000;200;37,1
1500;200;34,71
5
1500;150;33,56
1500;86,200;34,51
2000;150;20
II
I
q1=8,8
л/с
q6=8,8
л/с
q2=11
л/с
q7=15,40
л/с
1
1000;250;65
1000;250;77,75
500;200;42.36
151,55
л/с
Рис. 5. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при пожаре.
Определим диаметры труб участков сети.
Для чугунных труб Э = 0,5. По экономическому фактору и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению 2 определяются диаметры труб участков водопроводной сети:
d1-2 =0,25 м d2-3 =0,25 м d3-4 =0,2 м
d4-5 =0,2 м d5-6 =0,2 м d6-7 =0,25 м
d4-7 =0,15 м d1-7 =0,2 м
Следует иметь в виду, что обычно рекомендуют определять диаметры по предварительно распределенным расходам без учета расхода воды на пожаротушение, а затем проверять водопроводную сеть с найденными таким образом диаметрами на возможность пропуска расходов воды при пожаре. При этом в соответствии с п. 2.30.[4] максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60 м. Если в нашем примере определять диаметры по предварительным расходам при максимальном хозяйственно- производственном водопотреблении (т.е. без учета расхода воды на пожаротушение), то получаются следующие диаметры:
d1-2 = 0,25 м; d2-3 = 0,25 м; d3-4 = 0,20 м;
d1-7 = 0,20 м; d7-4 = 0,15 м; d5-6 = 0,20 м;
d4-5 = 0,20 м; d6-7 = 0,25 м.
При пожаре допускается значительное увеличение скоростей движения воды по сравнению с экономичными (до 2,0 – 2,5 м/с), допустимые невязки в кольцах составляют 1,0 м.
При значительном повышении скоростей движения воды (более 2,0 – 2,5 м/с) и потерь напора на определенных участках, необходимо увеличивать диаметры труб, с соответствующим пересчетом сети на случай максимального водозабора.
В связи с вышеизложенным допускается определять диаметры участков сети по предварительным расходам при пожаре.
Увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении
Увязка сети продолжается до тех пор, пока величина невязки в каждом кольце не будет менее 1м.
Увязка удобно выполнять в виде таблицы (табл.4.).
При увязке потери напора в трубах следует определять по формуле:
h = 10-3[(1+3,51/v)0,19 • 0,706v2/dр1,19] • L
Таблица 4
Номер кольца |
Участок сети |
Расход воды q, л/с |
Расчетный внутренний диаметр dp,м |
Длина l, м |
Скорость V, м/с |
|
|
Гидравлический
уклон
|
|
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|||||||
I
|
1-2 2-3 3-4 4-7 7-1 |
70 61,26 15,03 10 47,98 |
0,25 0,25 0,20 0,15 0,20 |
1000 1500 1000 2000 1000 |
1,427 1,249 0,479 0,566 1,528 |
1,446 1,128 0,192 0,262 1,643 |
0,192 0,192 0,147 0,105 0,147 |
7,526 5,871 1,305 2,501 11,154 |
|
|||||||
II
|
4-5 5-6 7-6 7-4 |
9,30 18,76 25,75 10 |
0,20 0,20 0,25 0,15 |
1500 1500 500 2000 |
0,296 0,597 0,525 0,566 |
0,08 0,289 0,228 0,262 |
0.147 0,147 0,192 0,105 |
0,543 1,961 1,185 2,501 |
|
|||||||
Первое исправление |
|
|||||||||||||||
|
Потери напора h, м |
h/q, (мс)/л |
q/,л/с |
q/=q+q/, л/с |
V,м/с |
|
|
h, м |
|
|||||||
2 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
|||||||
1-2 2-3 3-4 4-7 7-1 |
7,526 8,807 1,305 -5,003 -11,15 |
0,108 0,144 0,087 0,500 0,232 |
-0,69 -0,69 -0,69 -0,80 -0,69 |
69,309 60,573 14,336 9,204 48,671 |
1,413 1,235 0,457 0,421 1,550 |
1,419 1,104 0,176 0,225 1,688 |
7,388 5,749 1,197 2,148 11,456 |
7,388 8,263 1,197 -4,296 -11,456 |
|
|||||||
h=1,455 (h/q)=1,071 q/=h/2 (h/q)= 0,691 л/с |
|
|||||||||||||||
4-5 5-6 7-6 7-4 |
0,81 -2,94 -0,59 5,00 |
0,088 0,157 0, 023 0,500 |
-1,49 1,49 1,49 -0,80 |
7,814 20,248 27,237 9,204 |
0,249 0,645 0,555 0,521 |
0,058 0.332 0,252 0,225 |
0,395 2,256 1,314 2,148 |
0,593 -3,384 -0,657 4,296 |
|
|||||||
h=0,848; (h/q)=0,768 q/=h/2 (h/q)=1,478 л/с
|
|
|||||||||||||||
|
h/q, (м∙с)/л |
q//, л/с |
q//=q/+q//, л/с |
V, м/с |
|
|
h, м |
|
||||||||
|
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|
||||||||
1-2 2-3 3-4 4-7 7-1 |
0,107 0,142 0,084 0,467 0,235 |
-0,70 -0,70 -0,70 0,13 0,70 |
68,606 59,869 13,633 9,329 49,374 |
1,398 1,220 0,434 0,528 1,572 |
1,393 1,081 0,161 0,230 1,733 |
7,249 5,625 1,092 2,202 11,768 |
7,249 8,438 1,092 -4,404 -11,768 |
|
||||||||
|
(h/q)=1,035 q//=0,703 л/с h=0,606 |
|||||||||||||||
4-5 5-6 7-6 7-4 |
0,076 0,167 0,024 0,467 |
-0,58 0,58 0,58 0,13 |
7,237 20,825 27,814 9,329 |
0,230 0,633 0,567 0,528 |
0,051 0,350 0,262 0,230 |
0,343 2,376 1,365 2,202 |
0,515 -3,564 -0,683 4,404 |
|
||||||||
(h/q)= 0,734 q//=0,578л/с h=0,673 |
|
|||||||||||||||
м
Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) могут пойти по трем направлениям. Средние потери напора в сети определяются по формуле:
hc = (h1 + h2 + h3) / 3
где: h1 =h1-2 + h2-3 + h3-4 + h4-5
h2 =h1-7 + h7-4 + h4-5
h3 =h1-7 + h7-6 + h6-5.
Потери напора в сети при максимальном хоз.-производственном водопотреблении :
h1 =7,249+8,438+1,092+0,515=17,293 м
h2 =11,768+4,404+0,5152=16,687 м
h3 =11,768+0,683+3,5638=16,014 м.
hc =(17,293+16,687+16,014) / 3 =16,665 м.
Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при максимальном хоз.-производственном водопотреблении показана
на рис. 6.
1500;200;9,30
q4=15,73 л/с
q5=28,06 л/с
q3=46,24 л/с
0,515;0,230
1000;200;15,03
5
1500;250;18,76
1,092;0,434
3,564;0,663
2000;150;10
1500;250;61,26
4,404;0,528
8,438;1,220
II
I
q6=6,54
л/с
q2=8,17
л/с
q7=11,44
л/с
q1=6,54
л/с
1
500;250;25,75
1000;250;70
7,249;
1,398
1000;250;31,35
7,165;1,39
0,683;0,567
124,97
л/с
Рис.6. Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при макси максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении
Номер кольца |
Участок сети |
Расход воды q, л/с |
Расчетный внутренний диаметр dp,м |
Длина l, м |
Скорость V, м/с |
|
м |
Гидравлический уклон |
|
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|||||||
I
|
1-2 2-3 3-4 4-7 7-1 |
70,00 59,80 37,10 20,00 63,90 |
0,30 0,25 0,20 0,15 0,25 |
1000 1500 1000 2000 1000 |
0,991 1,219 1,182 1,132 1,302 |
0,734 1,078 1,018 0,940 1,220 |
0,239 0,192 0,147 0,105 0,192 |
3,08 5,61 6,91 8,99 6,35 |
|
|||||||
II
|
4-5 5-6 7-6 7-4 |
38,74 21,40 29,60 20,00 |
0,20 0,15 0,20 0,15 |
1500 1500 500 2000 |
1,234 1,212 0,943 1,132 |
1,103 1,066 0,670 0,940 |
0.147 0,105 0,147 0,105 |
7,49 10,19 4,55 8,99 |
|
|||||||
Первое исправление |
|
|||||||||||||||
|
Потери напора h, м |
h/q, (мс)/л |
q/,л/с |
q/=q+q/, л/с |
V,м/с |
|
|
h, м |
|
|||||||
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
|||||||
1-2 2-3 3-4 4-7 7-1 |
3,08 8,42 6,91 -17,98 -6,35 |
0,044 0,141 0,186 0,899 0,099 |
2,16 2,16 2,16 -5,10 -2,16 |
72,16 61,96 39,26 14,90 61,74 |
1,0214 1,2630 1,2504 0,8433 1,2583 |
0,777 1,152 1,131 0,545 1,144 |
3,25 6,00 7,68 5,21 5,96 |
3,255 8,995 7,677 -10,420 -5,956 |
|
|||||||
(h/q)=1,3694 q/=-2,16 л/с h=-3,551; |
|
|||||||||||||||
4-5 5-6 7-6 7-4 |
11,23 -15,29 -2,27 17,98 |
0,290 0,715 0, 077 0,899 |
-2,94 2,94 2,94 -5,10 |
35,8 24,34 32,54 14,9 |
1,140 1,378 1,036 0,843 |
0,952 1,355 0,798 0,545 |
6,47 12,96 5,42 5,21 |
9,699 -19,433 -2,708 10,420 |
|
|||||||
(h/q)=1,980 q/=2,941л/с h=-2,023 |
|
|||||||||||||||
Второе исправление |
|
|||||||||||||||
|
h/q, (м∙с)/л |
q//, л/с |
q//=q/+q//, л/с |
V, м/с |
|
|
h, м |
|
||||||||
|
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|
||||||||
1-2 2-3 3-4 4-7 7-1 |
0,045 0,145 0,196 0,700 0,096 |
-1,50 -1,50 -1,50 2,05 1,50 |
70,66 60,46 97,76 16,94 63,24 |
1,000 1,232 1,203 0,959 1,289 |
0,747 1,101 1,052 0,692 1,196 |
3,13 5,73 7,14 6,61 6,23 |
3,131 8,593 7,140 -13,223 -6,228 |
|
||||||||
|
(h/q)=1,182 q//=1,50 л/с h=-0,587 |
|||||||||||||||
4-5 5-6 7-6 7-4 |
0,271 0,798 0,083 0,700 |
0,55 -0,55 -0,55 2,05 |
36,35 23,79 31,99 16,94 |
1,157 1,347 1,019 0,959 |
0,980 1,299 0,773 0,692 |
6,65 12,42 5,25 6,61 |
9,975 -18,629 -2,625 13,223 |
|
||||||||
(h/q)=1,8521 q//=-0,55 л/с h=1,944 |
|
|||||||||||||||
Третье исправление |
|
|||||||||||||||
|
h/q, (м с)/л |
q///, л/с |
q///=q//+q///, л/с |
V, м/с |
|
|
h, м |
|
||||||||
2 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
||||||||
1-2 2-3 3-4 4-7 7-1 |
0,044 0,142 0,189 0,780 0,098 |
0,23 0,23 0,23 -0,74 -0,23 |
70,90 60,70 38,00 16,20 63,00 |
1,003 1,237 1,210 0,917 1,284 |
0,752 1,109 1,064 0,637 1,188 |
3,15 5,77 7,22 6,09 6,19 |
3,150 8,655 7,222 -12,174 -6,185 |
|
||||||||
(h/q)=1,254 q///=-0,23 л/с h=0,668 |
|
|||||||||||||||
4-5 5-6 7-6 7-4 |
0,274 0,783 0,082 0,780 |
-0,51 0,51 0,51 -0,74 |
35,84 24,30 32,50 16,20 |
1,141 1,376 1,035 0,917 |
0,954 1,351 0,796 0,637 |
6,48 12,92 5,40 6,09 |
9,719 -19,374 -2,702 12,174 |
|
||||||||
(h/q)=1,9198, q///=0,51 л/с, h=-0,184 |
|
|||||||||||||||
Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении с учетом пожара:
h1 = 7,939+8,746+8,526+2,798=31,009 м
h2 = 23,092+1,601+5,798=30,491 м
h3 = 23,092+1,120+5,993=30,204 м
hc =(31,009 +30,491 +30,204) / 3 =30,568 м
Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 7.
q4=19,79 л/с
q5=68,27 л/с
q3=19,5 л/с
1500;200;34,71
1000;200;34,51
5
1500;200;33,56
5,798;0,864
8,526;1,323
5,993;0,879
2000;150;20
1500;250;54,00
1,601;0,304
8,746;1,244
II
I
q1=8,80
л/с
q6=8,80
л/с
q2=11
л/с
q7=15,40
л/с
1
1000;200;77,75
1000;250;65
500;250;42,36
23,092;2,252
1,120;0,742
7,939;1,468
142,03
л/с
Рис.7. Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами
при пожаре