1. Расчет тупиковой сети

Рис. 1 Расчетная схема тупиковой сети

Расчет тупиковой сети начинается с определения секундных расходов на каждом участке.

Гидравлический расчет

Зная расчетный расход на каждом участке, используя таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб, авторы А.Ф. Шевелев и Ф.А. Шевелев, 1984 года издания, выполняется гидравлический расчет тупиковой сети, который представлен в таблице 1. При этом скорость движения воды в трубе от 0,7 до 1,5 м/с, диаметр d 100 мм. Материал труб – сталь, трубы электросваные.

Потери напора:

Таблица 1

Номер расчетного участка	Расчетный расход, л/с	Длина, м	d, мм	V, м/с	Гидравлический уклон 1000*i	Потери напора, м. вод. ст.
5-6	24,9	50	150	1,27	19	0,95
5-7	8,3	90	100	0,81	12,6	1,13
6-8	8,3	100	100	0,81	12,6	1,26
6-9	8,3	80	100	0,81	12,6	1,01

Требуемый расход тупиковой сети:

q_тс = q_5-6 +q_5-7= 24.9+8.3=33.2 л/с

Требуемый напор для тупиковой сети определяется как максимальная величина для всех точек.

,

где Н_св – требуемая величина свободного напора, принимается равной 10 м;

z_дт – отметка земли в диктующей точке;

z_i – отметка земли i-го узла.

(.)5 Н^тс = 10 + 0 – 0 + 0 = 10 м.

(.)6 Н^тс = 10 + z₆ – z₅ + 1,1 * h_5-6 = 10 + 156 – 157 + 1,1*0,95 = 10,05 м.

(.)7 Н^тс = 10 + z₇ – z₅ + 1,1 * h_5-7 = 10 + 154 – 157 + 1,1*1,13 = 8,24 м.

(.)8 Н^тс = 10 + z₈ – z₅ + 1,1 * (h_5-6 + h_6-8) = 10 + 157 – 157 + 1,1*(0,95+1,26) = 12,43 м.

(.)9 Н^тс = 10 + z₉ – z₅ + 1,1 * (h_5-6 + h_6-9) = 10 + 154 – 157 + 1,1*(0,95+1,01) = 9,16 м.

Вывод: Требуемый напор тупиковой сети Н^тс = 12,43 м, определен как требуемый напор в точке 8.

2. Расчет кольцевой сети

2.1. Определение расчетных расходов

Определение расходов для всех видов потребителей приведено в табл.2.

Наименование потребителя воды	Единицы измерения	Кол-во единиц измерения, N	Норма водопотребления n, м3/сут	К-т суточной неравномерн Максимальный Ксутmax	Суточный расход, м3/сут			Время водопользованТ, час		К-т часовой неравномерности, Кчасmax		Часовой расход, м3/час			Максимальный секундный расход, q, л/с
					Суточный средний Qсутср= N*n	Суточный максимальн Qсутmax= Qсутср* Ксутmax	Qчасср= Qсутmax Т					Qчасmax= Qчасср* Кчасmax
1	2	3	4	5	6	7	8		9		10		11	12
Население	чел	19000	0,2	1,1	3800	4180	24		1,3		174,17		226,42	62,9
Полив улиц	чел	19000	0,05	1	950	950	6		1		158,33		158,33	44,0
Тупиковая сеть	чел	1000	0,03	1,1	30	33	-		-		-		-	33,2
Вокзал	здание	1	-	-	-	24	24		1,5		1		1,5	0,4
Заправка состава	состав	6	5	1	30	30	8		1		3,75		3,75	1,0
Промышленное предприятие
Технологич нужды	смены	2	-	-	-	100	16		1		6,25		6,25	1,7
Холодный цех	чел	30	0,025	1	0,75	0,75	16		2,5		0,0469		0,1172	0,2
Горячий цех	чел	10	0,045	1	0,45	0,45	16		3,0		0,0281		0,0843	0,2
Локомотивное депо
Технологич нужды	смены	2	-	-	-	200	16		1		12,5		12,5	3,5

2.2. Подготовка кольцевой сети к гидравлическому расчету

Рис. 2 Расчетная схема кольцевой сети

Проверка 1: 146,9 – (33,6+3,5+1,9+1) = 106,9

44+62,9 = 106,9

174,8=174,8

Рассредоточенные расходы на нужды населения и поливку улиц преобразуем в удельный расход и в узловые расходы.

Определение узловых расходов представлено в табл. 3

Таблица 3

№ узла	Номера прилегающих участков	l, м	qуд, л/с на 1 п.м.	Путевой расход, л/с qпут=qуд*l	Узловой расход, л/с qузл=∑qпут/2
2	2-5	310	0,2571	32,5	26,8
	2-3	200		21,0
3	2-3	200		21,0	26,7
	3-4	310		32,5
4	3-4	310		32,5	26,7
	4-5	200		21,0
5	4-5	200		21,0	26,7
	2-5	310		32,5
Итого: 106,9

Проверка 2: ∑q_узл = q^нас + q^пу => 106,9 = 106,9

Проверка 3: 146,9 = ∑q⁰ => 28,7+27,7+30,2+60,3=146,9

Назначаем точку встречи потоков – точка 4.

q₄ = q^2-3 + q^3-4

q^3-4 = q^5-4 = q₄/2 = 30,2 / 2

q^3-4 = 15,1 л/с

q^5-4 = 15,1 л/с

q^2-3 = q^3-4 + q₃ = 15,1+ 27,7 = 42,8 л/с

q^2-5 = q^5-4 + q5 = 15,1 + 60,3 = 75,4 л/с

Проверка 4: 146,9= q₂ + q^2-5 + q^2-3

28,7+75,4+42,8=146,9

2.3. Гидравлический расчет кольцевой сети

Зная расчетный расход на каждом участке, используя таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб, авторы А.Ф. Шевелев и Ф.А. Шевелев, 1984 года издания, выполняется гидравлический расчет кольцевой сети, который представлен в таблице 4. При этом скорость движения воды в трубе от 0,7 до 1,5 м/с, диаметр d 100 мм. Материал труб – сталь, трубы электросварные.

Таблица 4

Номер расчетного участка	Направление движения воды	Расчетный расход, л/с	Длина, м	d, мм	V, м/с	Гидравлический уклон 1000*i	Потери напора, м. вод. ст.
2-3	-	42,8	200	250	0,89	5,82	-1,16
3-4	-	15,1	310	150	0,77	7,37	-2,28
4-5	+	15,1	200	150	0,77	7,37	+1,47
2-5	+	75,4	310	350	0,99	4,95	+1,53
∆h = -0,44

Условие: ∆h≤0,5

0,44 ≤ 0,5

Условие выполняется.

3. Определение параметров работы водонапорной башни.

3.1. Определение объема бака водонапорной башни

w = 0,05 * , м³

w = 0,05 * 5518,2 = 275,91 м³ = 280 м³

3.2. Определение высоты водонапорной башни

Рис. 3 Определение высоты водонапорной башни

(.) 2 :

(.) 3 :

(.)4 :

(.)5 :

Вывод: Для обеспечения нужд населенного пункта и железнодорожной станции запроектирована водопроводная сеть из стальных труб, а для обеспечения требуемого напора высота водонапорной башни составляет 44,28 м