Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Киевский национальный университет строительства и архитектуры

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ROZRAHUNOK_KIL_TsYeVIH_VODOPROVIDNIH_SITYeJ

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

10.11.2018

Размер:

314.88 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

РОЗРАХУНОК КІЛЬЦЕВИХ ВОДОПРОВІДНИХ МЕРЕЖ

Короткі теоретичні відомості

Кільцеві (замкнуті) водопровідні мережі є системою замкнутих суміжних між собою кілець-контурів (рис. 1).

_{Рисунок 1}

Розрахунок кільцевої мережі складається з наступних етапів:

визначення шляхових витрат для всіх ділянок Q_шл =q₀·l;
визначення вузлових витрат в кожному вузлі Q_п (розрахункова вузлова витрата складається із заданої зосередженої вузлової витрати і напівсуми шляхових витрат на ділянках, що примикають до даного вузла);

3) попереднього призначення величини і напрямів лінійних витрат q_n на кожній ділянці мережі, відповідного принципу подачі води по найкоротшому шляху в найвіддаленіші точки (для кожного вузла потрібно дотримувати умову: сума витрат, які приходять до вузла дорівнює сумі витрат що виходять з вузла, включаючи вузловій).

4) визначення діаметрів ділянок по формулі:

(1)

з урахуванням намічених лінійних витрат і граничних швидкостей;

5) власне гідравлічного розрахунку (ув'язки) мережі, що складається з визначення дійсних лінійних витрат і п'єзометричних напорів у вузлових точках мережі. При цьому в кожному кільці сума втрат напору на ділянках з рухом води за годинниковою стрілкою повинна дорівнювати сумі втрат напору на ділянках з рухом проти годинникової стрілки. Приймаючи втрати напору за годинниковою стрілкою позитивними, а проти годинникової стрілки негативними, отримаємо для першого кільця

або в загальному випадку (2)

Звичайно така рівність відразу не виходить, оскільки лінійними витратами задаються орієнтовно, тому слід уточнити розподіл витрат, тобто провести ув'язку мережі відповідно до рівняння (2).

Ув'язка мережі по методу В. Р. Лобачева. Якщо позитивні втрати виявилися більше негативних, то потрібно зменшити лінійні витрати на відповідних ділянках на величину поправочної витрати Δq і для дотримання балансів витрат у вузлах на ділянках з негативними втратами лінійні витрати слід збільшити на ту ж величину Δq. Іншими словами, по кільцю проти годинникової стрілки пропускається поправочна витрата Δq. Якщо в кільці переважають негативні втрати, то поправочна витрата пропускається за годинниковою стрілкою. Представимо формулу (2) у вигляді

де– опір ділянки трубопроводу.

Поправочну витрату для кожного кільця визначаємо по формулі

(3)

дее—нев’язка втрат напору в кільці.

Виправляючи відповідні лінійні витрати на величину Δq, можна легко ув'язати однокільцеву мережу. Оскільки водопровідна мережа складається з декількох кілець, то на всіх суміжних ділянках будуть по дві поправочні витрати, обчислені для кожного кільця. Це дещо ускладнює розрахунок, оскільки одна поправочна витрата, зменшуючи нев'язку в одному кільці, може збільшити її в сусідньому, а тому розрахунок складається з ряду послідовних наближень. На практиці нев'язку втрат по окремих кільцях доводить до 0,3–0,5 м, і крім того, перевіряють нев'язку по всьому контуру мережі, яка не повинна бути більше 1–1,5 м. Слід зазначити, що при кожному виправленні витрат змінюється швидкість і, отже, питомий опір трубопроводу, зміна якого відносно невелика і його звичайно враховують наприкінці розрахунку після остаточного виправлення витрат.

Знаючи необхідний напір в найвіддаленішій точці мережі і додаючи до нього послідовно втрати, підраховані по уточнених витратах, можна знайти п'єзометричні і вільні напори в кожній точці мережі, у тому числі на її початку. П'єзометрична висота в початковій точці і визначить висоту водонапірної башти або необхідний напір насоса.

Завдання

Розрахувати двохкільцеву водопровідну сіть (мал. 2), якщо: довжини ділянок: l_1-2 , l_2-3, l_3-6 , l_1-4, l_4-5, l_5-6, l_2-5,м; питома шляхова витрата на всіх ділянках q₀, л/с/м; зосереджені витрати у вузлах::, , , л/с; п'єзометрична відмітка в крапці 6 H₆, м; труби чавунні.

№ з/п	довжина ділянки, м							зосереджена витрата, л/с			q₀, л/с/м;	H₆, м;	материал труб
№ з/п	l_1-2	l_2-3	l_3-6	l_1-4	l_4-5	l_5-6	l_2-5				q₀, л/с/м;	H₆, м;	материал труб
1	140	545	350	350	140	545	350	10	15	20	0,01	18	сталь
5	145	550	355	355	145	550	355	11	16	21	0,015	19	поліетилен
3	150	555	360	360	150	555	360	12	17	22	0,02	20	асбестоцемент
4	155	560	365	365	155	560	365	10	15	20	0,025	21	чавун
5	160	565	370	370	160	565	370	11	16	21	0,01	22	сталь
6	165	570	375	375	165	570	375	12	17	22	0,015	23	поліетилен
7	170	575	380	380	170	575	380	10	15	20	0,02	24	асбестоцемент
8	175	580	385	385	175	580	385	11	16	21	0,025	25	чавун
9	180	585	390	390	180	585	390	12	17	22	0,01	18	сталь
10	185	590	395	395	185	590	395	10	15	20	0,015	19	поліетилен
11	190	595	400	400	190	595	400	11	16	21	0,02	20	асбестоцемент
12	195	600	405	405	195	600	405	12	17	22	0,025	21	чавун
13	200	605	410	410	200	605	410	10	15	20	0,01	22	сталь
14	205	610	415	415	205	610	415	11	16	21	0,015	23	поліетилен
15	210	615	420	420	210	615	420	12	17	22	0,02	24	асбестоцемент
16	220	620	425	425	220	620	425	10	15	20	0,025	25	чавун
17	225	625	430	430	225	625	430	11	16	21	0,01	18	сталь
18	230	630	435	435	230	630	435	12	17	22	0,015	19	поліетилен
19	235	635	440	440	235	635	440	10	15	20	0,02	20	асбестоцемент
20	240	640	445	445	240	640	445	11	16	21	0,025	21	чавун
21	245	645	450	450	245	645	450	12	17	22	0,01	22	сталь
22	250	650	455	455	250	650	455	10	15	20	0,015	23	поліетилен
23	255	655	460	460	255	655	460	11	16	21	0,02	24	асбестоцемент
24	260	660	465	465	260	660	465	12	17	22	0,025	25	чавун
25	265	665	470	470	265	665	470	10	15	20	0,01	20	сталь

Рисунок 2

Приклад вирішення завдання

Розрахувати двокільцеву водопровідну мережу, якщо: довжини ділянок: l_1-2 = l_4-5 = 200 м; l_2-3 = l_5-6 = 600 м; l_3-6 = l_2-5 = l_1-4 = 400 м; питома шляхова витрата на всіх ділянках q₀=0.01 л/с/м; зосереджені витрати у вузлах::=10 л/с; = 15 л/с; = 20 л/с; п'єзометрична відмітка в точці 6 H₆ = 22 м; труби чавунні.

1. Визначаємо шляхові витрати:

= 0,01 · 200 = 2 л/с;

= 0,01 · 400 = 4 л/с;

=0,01 · 600 = 6 л/с.

2. Визначаємо вузлові витрати:

= 0,5 (2 + 4) = 3 л/с;

= 10 + 0,5 (2 + 4 + 6) = 16 л/с і т.д. (мал. 2).

Намічаємо лінійні витрати по ділянках мережі (ці витрати показані на кожній ділянці).
Призначаємо діаметри труб на ділянках по формулі (1) з урахуванням граничних швидкостей.

5. Проводимо ув'язку мережі. Всі обчислення зводимо в таблицю (табл.1).

Дані таблиці показують, що після другого виправлення нев'язка в другому кільці більшеа за допустиму (0,6 > 0,5 м). При цьому витрати і, отже, швидкості на ділянках з позитивними втратами напору (2–3 і 3–6) вийшли менше ніж при попередньому розподілі витрат, а на ділянках з негативними втратами (6–5 і 5–2) більше, ніж при попередньому розподілі. Зважаючи на це опір ділянок 2–3 і 3–6 збільшеться, а ділянок 6–5 і 5–2 зменшиться, а оскільки нев'язка після другого виправлення була позитивною (0,6 м), те введення поправки за рахунок зміни швидкості не зменшить, а збільшить нев'язку. Тому виникла необхідність провести третє виправлення лінійних витрат, після якого нев'язка втрат напору в кільцях стала менше допустимої (0,3 < 0,5 м). Проведена поправка за рахунок зміни швидкості не привела до істотної зміни втрат напору, а нев'язка в кільцях залишилася менше допустимої.

6. Визначаємо загальну нев'язку по всьому контуру:

Таким чином, нев'язка отримана в допустимих межах.

7. Додаючи до п'єзометричної відмітки в точці 6 послідовно втрати напору на відповідних ділянках, можна знайти п'єзометричні напори у всіх вузлових точках.

Наприклад, напір в точці 5:

Необхідний напір на початку мережі в точці 1 визначаємо з урахуванням середньої величини втрат напору від точки 1 до точки 6 по трьох напрямах 1–2–3–6, 1–2–5–6 і 1–4–5–6. Тоді