2.2.2.2. Гидравлический расчет наружной водопроводной

сети во второй период

Гидравлический расчет наружной водопроводной сети на пропуск воды "при пожаре" проводится для проверки правильности выбора диаметров труб в первый период, то есть "до пожара" и является проверочным расчетом.

В случае если на каком-либо участке водопроводной сети скорость движения воды "при пожаре" будет больше допустимой (2,5 м/с), то диаметр трубы такого участка должен быть увеличен.

Проверочный расчет выполняется аналогично расчету "до пожара". Вначале, составляем расчетную схему водопроводной сети "при пожаре" (рисунок 2).

На схеме Q¹_расч. = 62,89л/с – расход воды "при пожаре".

Рисунок 2 - Схема отбора воды из наружной сети во второй период

Точки 1,2,3,4,5,6,7 – точки (узлы) отбора воды, т.е. узловые расходы. Точка 4 – пожарный гидрант, от которого производим наружное пожаротушение цеха № 2 с расходом Q_н.п. = 30 л/с. Это диктующая точка, т.е. точка встречи потоков воды. Получили два полукольца: I полукольцо – 1-2-3-4, II полукольцо – 1-7-6-5-4.

Определяем расходы воды на участках водопроводной сети "при пожаре".

I полукольцо:

участок 4 – 3: q^`_4-3 = Q_н.п. / 2 л/с

участок 3 – 2: q^{`</sup><sub>3-2</sub> = Q<sup>`}₃ + q^`_4-3 = 4,26 + 15,0 = 19,26 л/с

участок 2 – 1: q^{`</sup><sub>2-1</sub> = Q<sup>`}₄ + q^`_3-2 = 4,69 +19,25 = 23,94 л/с

II полукольцо:

участок 4 – 5: q^`_4-5 = Q_н.п. / 2 л/с

участок 5 – 6: q^{`</sup><sub>5-6</sub> = Q<sup>`}₂ + q^`_4-5 = 12,55 + 15,0 = 27,55 л/с

участок 6 – 7: q^{`</sup><sub>6-7</sub> = Q<sup>`}₁ + q^`_5-6 = 4,21 + 27,55 = 31,76 л/с

участок 7 – 1: q^{`</sup><sub>7-1</sub> = Q<sup>`}₅ + q^`_6-7 = 7,18 + 31,76 = 38,94 л/с

Проверка:

Q¹_расч. = q^{`</sup><sub>2-1</sub> + q<sup>`}_7-1 = 23,94 + 38,94 = 62,88 л/с

Определяем потери напора в водопроводной сети "при пожаре".

Для этого составляем таблицу 5.

Т а б л и ц а 5 - Гидравлический расчет наружной водопроводной сети во второй период

полукольцо	Участок		длина участка, L (м)	di-j, мм	q`i-j, л/с		сопротивление участка S i-j,,	h` i-j = S i-j,· (q`i-J)2 м вод. ст	Первое исправление				скорость, V (м/с)
									S i-j · q`i-j	Δq` i -j, л/с	q`I i -j =q`i -j ±Δq, л/с	h` i-j, м вод. ст
I	2-1		150	150	23,94		0,00556	3,19	0,13	+3,37	27,31	4,15	1,53
	3-2		400	125	19,26		0,03868	14,33	0,75	+3,37	22,63	19,81	1,73
	4-3		550	100	15,0		0,10909	38,57	1.64	+3,37	18,37	36,81	2,2
Σh`I = 56,11 м вод. ст Σh`II = 68,91 м вод ст
II	7-1	250		150	38,94	0,00927		14,08	0,36	-3,37	35,57	11,73	1,97
	6-7	350		150	31,76	0,01298		13,2	0,41	-3,37	28,39	10,46	1,53
	5-6	600		125	27,55	0,05803		43,8	1,60	-3,37	24,18	33,92	1,89
	4-5	100		100	15,0	0,03117		7,01	0,47	-3,37	11,63	4,22	1,47
Σh`II = 78,21 м вод. ст Σh`III = 68,56 м вод. ст

По данным таблицы Е1 приложения Е определяем сопротивления

участков S_i-j .

I полукольцо:

участок 4 – 3: S_4-3 = 0,17143

участок 3 – 2: S_3-2 = 0,03868

участок 2 – 1: S_2-1 = 0,00556

II полукольцо:

участок 4 – 5: S_4-5 = 0,03117

участок 5 – 6: S_5-6 = 0,05803

участок 6 – 7: S_6-7 = 0,01298

участок 7 – 1: S_7-1 = 0,00927

Определяем потери напора на участках

I полукольцо:

участок 4 – 3: h_4-3 = S_4-3 · (q^`_4-3)² = 0,17143 · (15,0)² = 38,57 м вод. ст

участок 3 – 2: h_3-2 = S_3-2 · (q^`_3-2)² = 0,03868 · (19,26)² = 14,35 м вод. ст

участок 2 – 1: h_2-1 = S_2-1 · (q^`_2-1) ² = 0,00556 · (23,94)² = 3,19 м вод. ст

II полукольцо:

участок 4 – 5: h_4-5 = S_4-5 · (q^`_4-5) ² = 0,03117 · (15)² = 7,01 м вод. ст

участок 5 – 6: h_5-6 = S_5-6 · (q^`_5-6) ² = 0,05803 · (27,55)² = 44,05 м вод. ст

участок 6 – 7: h_6-7 = S_6-7 · (q^`_6-7) ² = 0,01298 · (31,76)² = 13,09 м вод. ст

участок 7 – 1: h_7-1 = S_7-1 · (q^`_7-1) ² = 0,00927 · (38,94)² = 14,06 м вод. ст

Определяем невязку:

Σh^{`</sup><sub>I</sub> = h<sup>`}_4-3 + h^{`</sup><sub>3-2</sub> + h<sup>`}_2-1 = 38,57 + 14,35 + 3,19 = 56,11 м вод. ст

Σh^{`</sup><sub>II</sub> = h<sup>`}_4-5 + h^{`</sup><sub>5-6</sub> + h<sup>`}_6-7 + h_7-1 = 7,01 + 44,05 + 13,09 + 14,06 =78,21 м вод. ст

Δh^{`</sup> = Σh<sup>`}_I - Σh^`_II = 56,11 – 78,21 = – 22,1 м вод. ст.

Полученная невязка водопроводной сети Δh^{`</sup> не соответствует допустимой (Δh<sup>`} _доп ≤ 1,0 м вод. ст.)

22,1 м вод.ст ≥ 1,0 м вод. ст

Поэтому, производим перераспределение потока (расходов воды) по участкам на величину поправочного расхода:

;

Для определения величины поправочного расхода (Δq^`) определяем (S·q) в каждом полукольце.

I полукольцо:

участок 4 – 3: S_4-3 · q^`_4-3 = 0,17143 ·15 = 2,57

участок 3 – 2: S_3-2 · q^`_3-2 = 0,03868·19,26 = 0,75

участок 2 – 1: S_2-1 · q^`_2-1 = 0,00556·23,94 = 0,13

II полукольцо:

участок 4 – 5: S_4-5 · q^`_4-5 = 0,03117·15 = 0,47

участок 5 – 6: S_5-6 · q^`_5-6 = 0,05803·27,55 = 1,60

участок 6 – 7: S_6-7 · q^`_6-7 = 0,01298·31,76 = 0,41

участок 7 – 1: S_7-1 · q^`_7-1 = 0,00927·38,94 = 0,36

Тогда:

Σ^IS · q = 2,57 + 0,75 + 0,13 + 0,47 + 1,60 + 0,41 + 0,36 = 6,29

На недогруженных участках I полукольца, где потери напора меньше, к расходам воды прибавляем величину поправочного расхода Δq = +2,87 л/с.

На перегруженных участках II полукольца, где потери напора больше, от расходов вычитаем величину поправочного расхода Δq = - 2,87 л/с.

Определяем расходы воды по участкам сети с учетом величины поправочного расхода.

I полукольцо:

участок 4 – 3: q^{`I</sup><sub>4-3</sub> = q<sup>`} _4-3 + Δq = 15,0 + 1,76 = 16,76 л/с

участок 3 – 2: q^{`I</sup><sub>3-2</sub> = q<sup>`} _3-2 + Δq = 19,26 + 1,76 = 21,02 л/с

участок 2 – 1: q^{`I</sup><sub>2-1</sub> = q<sup>`} _2-1 + Δq = 23,94 + 1,76 = 25,7 л/с

II полукольцо:

участок 4 – 5: q^{`I</sup><sub>4-5</sub> = q<sup>`} _4-5 – Δq = 15,0 – 1,76 = 13,24 л/с

участок 5 – 6: q^{`I</sup><sub>5-6</sub> = q<sup>`} _5-6 – Δq = 27,55 – 1,76 = 25,79 л/с

участок 6 – 7: q^{`I</sup><sub>6-7</sub> = q<sup>`}_6-7 – Δq = 31,76 – 1,76 = 30 л/с

участок 7 – 1: q^{`I</sup><sub>7-1</sub> = q<sup>`} _7-1 – Δq = 38,94 – 1,76 = 37,18 л/с

После перераспределения расходов воды определяем потери напора на участках.

I полукольцо:

участок 4 – 3: h^{`</sup><sub>4-3</sub> = S<sub>4-3</sub> · (q<sup>`I}_4-3)² = 0,17143 · (16,76)² = 48,15 м вод. ст

участок 3 – 2: h^{`</sup><sub>3-2</sub> = S<sub>3-2</sub> · (q<sup>`I}_3-2)² = 0,03868 · (21,02)² = 17,09 м вод. ст

участок 2 – 1: h^{`</sup><sub>2-1</sub> = S<sub>2-1</sub> · (q<sup>`I}_2-1)² = 0,00556 · (25,7)² = 3,67 м вод. ст

II полукольцо:

участок 4 – 5: h^{`</sup> = S<sub>4-5</sub> · (q<sup>`I}_4-5)² = 0,03117 · (13,24) = 5,46 м вод. ст

участок 5 – 6: h^{`</sup> = S<sub>5-6</sub> · (q<sup>`I}_5-6)² = 0,05803 · (25,79) = 38,60 м вод. ст

участок 6 – 7: h^{`</sup> = S<sub>6-7</sub> · (q<sup>`I}_6-7)² = 0,01298 · (30) = 11,68 м вод. ст

участок 7 – 1: h^{`</sup> = S<sub>7-1</sub> · (q<sup>`I}_7-1)² = 0,00927 · (37,18) = 12,82 м вод. ст

Определяем невязку:

Σh^`I_I = 48,15+ 17,09 + 3,67 = 68,91 м вод. ст

Σh^`I_II = 5,46 + 38,60 + 11,68 + 12,82 = 68,56 м вод. ст

Δh^{`I</sup> = Σh<sup>`I}_I - Σh^`I_II = 68,91 – 68,56 = 0,35 м вод. ст

Полученная невязка водопроводной сети Δh^{`I</sup> соответствует допустимой (Δh<sup>` I}_доп ≤ 1,0 м вод. ст.)

Потери напора в водопроводной сети при пожаре:

h^{`</sup> <sub>сети</sub> = (Σh<sup>`I}_I + Σh^`I_II)/2 = (68,91 + 68,56)/2 = 68,74 м вод. ст

Скорость потока воды на участках определяется по таблице Е2 приложения Е в зависимости отрасхода воды и диаметра труб на участках.

V_1-2 = 1,53 (м/с)

V_2-3 = 1,73 (м/с)

V_3-4 = 2,2 (м/с)

V_1-7 = 1,97 (м/с)

V_7-6 = 1,53 (м/с)

V_6-5 = 1,89 (м/с)

V_5-4 = 1,47 (м/с)

Значения скоростей воды на участках меньше 2,5 м/с. Значит, проверка правильности выбора диаметров труб в первый период выполнена. Следовательно, гидравлический расчет наружной водопроводной сети закончен.