5.6 Определение свободных напоров узловых точках системы

Свободным напором называется пьезометрический напор, отсчитываемый от геодезической отметки поверхности земли.

Н_св(i-1)=Н_св(i)+(Ñ_i-Ñ_(i-1))±h_i-(i-1) (5)

Напор – количество удельной энергии жидкости, приведенная к ее весу (м, мм).

Свободный напор – минимально допустимый напор воды у потребителя на выходе из водоразборного устройства, обеспечивающий нормальное функционирование системы.

Пьезометрический напор – потенциальная энергия, отнесенная к весу жидкости.

Диктующая точка – точка в системе водоснабжения, обеспечение свободного напора в которой автоматически обеспечивает напор в любой другой точке системы. Такой точкой является, как правило, самая удаленная или самая высоко расположенная точка системы.

Определение свободных напоров начинается с определения диктующей точки. Расчет выполняется, исходя из условия, что свободный напор в любом узле, где имеется отбор воды, должен быть не меньше некоторой минимальной величины [Н_св], называемой необходимым напором. Это наименьший напор, при котором обеспечивается нормальная работа технических устройств водопотребителей. Он учитывает высоту расположения устройств над поверхностью земли, а также потери напора в них и во внутренних трубопроводах. Величины [Н_св] приводятся в справочной литературе. В конечных точках системы можно принять свободные напоры равными [Н_св]. Составляя уравнения Д. Бернулли для соседних узлов, двигаясь навстречу потоку, можно последовательно вычислить свободные напоры во всех узлах. Например, если в узле 7 (рис. 1) принять напор Н_св7=Н_св (см. табл. 1), то в узлах 6 и 4 свободные напоры равны:

, (6)

, (7)

где Н_св – необходимый свободный напор, м;

, ,– условные геодезические отметки в узловых точкахсистемы (см. схему), м;

h_6-7, h_4-6 – потери напора на участках 6-7 и 4-6 соответственно, м.

Аналогично определяются свободные напоры в других узлах. Выявляется диктующая точка (в которой свободный напор наименьший), соответственно главное направление (от начала сети до диктующей точки), отвод от главного направления. Если в диктующей точке не выполняется условие H_{св д} Н_св, то необходимо добавить к ней напор до Н_св, соответственно повысить напоры в остальных точках на величину этой добавки. Если окажется при этом, что свободный напор в конечной точке отвода значительно превышает Н_св, то целесообразно погасить это превышение, подобрав меньшие по сравнению с первоначально взятыми диаметры труб на участках отвода.

5.7 Построение продольного профиля поверхности земли и пьезометрических напоров

По результатам расчетов на миллиметровой бумаге формата А3 строятся продольный профиль поверхности земли и пьезометрические напоры (приложение 1). Принимаем вертикальный масштаб 1:200, а горизонтальный 1:5000.

Построение начинается с вычерчивания нулевой линии отсчета. Она представляет собой прямую от точки 1 до диктующей точки. Для построения линии (графика) пьезометрических напоров сначала выполняют построение продольного профиля поверхности земли по главной магистрали от водозабора (точка 1) до диктующей точки, с указанием их высотных отметок.

По горизонтальной оси (расстояние) располагаются точки друг от друга согласно рассчитанным расстояниям (L) по участкам в соответствие с горизонтальным масштабом. Одновременно в соответствие с вертикальным масштабом от условной нулевой линии отсчета откладываются высотные отметки поверхности земли в каждой точке системы. Таким образом, получаем профиль поверхности земли согласно высотным отметкам и расстоянию.

Для построения графика пьезометрических напоров необходимо от профиля поверхности земли в вертикальном масштабе отложить значение пьезометрических напоров в каждой точке водопроводной сети. При правильном построении из графика видно, что в направлении от диктующей точки к водозабору значение пьезометрических отметок увеличивается.

Одновременно с построением графиков заносятся значения в сетку рамки – значение отметок поверхности земли и пьезометрических напоров известны из расчетов, значение пьезометрической отметки представляет собой их сумму. Расстояние между точками показывают в метрах в соответствии с принятым масштабом. План трассы вычерчивается схематично.

Ответвление магистрали водопровода строится, аналогично начиная от точки разветвления (развилки) водопроводной сети.