58. Определение потерь напора
Потери напора при движении воды по трубам пропорциональны их длине и зависят от диаметра труб, расхода воды, характера и степени шероховатости стенок труб (т. е. от типа и материала труб) и от области гидравлического режима их работы.
В практике инженерных
расчетов наибольшее распространение
получила формула
где h — потери напора по длине расчетного участка, м;
s0 — удельное гидравлическое сопротивление трубопровода;
б — коэффициент, учитывающий область гидравлического режима работы трубопровода; м/с;
q — расчетный расход воды на участке, л/с.
Для одного и того
же участка произведение s0l=
s -сопротивление участка-является
постоянным. Тогда
Для металлических труб при скорости
движения воды 1,2 м/с коэффициент δ= 1. В
этом случае потери напора равны
.
Эта формула используется для описания
гидравлической характеристики водоводов
при построении графиков совместной
работы насосов и системы трубопроводов.
Еще более часто в практике Инженерных
расчетов используют таблицы Ф. А.
Шевелева, в которых в зависимости от
материала водопроводных труб для
фиксированных значений расчетного
расхода q, i л/с, даны значения гидравлического
уклона 1000i
и скорости движения воды v, м/с.
В этом случае
потери напора на участке l,
м, определяют по формуле
где 1000i
— гидравлический уклон (потери напора,
м на 1 км
длины трубопровода);
l — длина участка трубопровода, км.
59. Влияние рельефа местности и разности требуемых свободных напоров на диаметры труб
Известное влияние на выбор трассы магистралей оказывает рельеф местности. Магистральные линии по возможности следует прокладывать по наиболее возвышенным точкам территории. При этих условиях наличие достаточных свободных напоров в магистральной сети обеспечивает создание достаточных напоров и в распределительной (нерассчитываемой) сети, питающейся от магистральной и располагаемой на более низких отметках. Такая прокладка магистралей обеспечивает также относительно меньшее давление в трубах больших диаметров.
Рассчитывают обычно лишь сеть магистральных линий. Что касается линий распределительной сети, то их диаметры принимают в зависимости от
размеров пожарного расхода воды. Наружные сети производственных водопроводов обычно не делят на магистральные и распределительные, и вся за-проектированная сеть полностью подвергается расчету.
Гидравлический расчет водопроводной сети сводится к выбору экономически выгодных диаметров труб и определению потерь напора на ее участках. Знание общей потери напора необходимо для вычисления высоты водонапорной башни, потребного напора насосов, питающих сеть.
Места расположения регулирующих емкостей (определяемые в зависимости от рельефа местности) также оказывают влияние на выбор трассы магистральной сети.
60. Гидравлическая увязка кольцевой водопроводной сети
Различают внутреннюю и внешнюю увязку водопроводной сети. Целью внутренней увязки сети является определение истинных расходов воды на участках сети при фиксированных значениях подач воды в сеть и отборов из нее. Целью внешней увязки сети является определение истинных параметров (Q, Н) водопитателей, значений нефиксированных отборов и расходов воды на участках сети.
Для инженерных
расчетов, обеспечивающих проектирование
водопроводной сети, как правило,
достаточно внутренней
увязки сети.
Внешнюю
увязку
выполняют для более детального анализа
работы системы подачи и распределения
воды, и ей должна предшествовать
внутренняя увязка, по результатам
которой подбирают требуемые характеристики
водопитателей (насосов). Для выполнения
внутренней увязки необходимо знать
конфигурацию сети, места и фиксированные
значения подач воды в сеть и отборов из
нее, длины, диаметры и материал труб
участков. Увязку сети (как внутреннюю,
так и внешнюю) выполняют итеративным
способом путем последовательной
корректировки начального потокораспределения
при сохранении баланса расходов воды
в узлах. Формальным признаком увязанной
сети является равенство нулю алгебраической
суммы потерь напора (неувязок) во всех
элементарных кольцах и по внешнему
контуру. Существуют различные методы
увязки кольцевых водопроводных сетей.
Наиболее широкое распространение
получил метод Лобачева—Кросса. Этот
метод может быть использован как при
ручном счете, так и при расчете на ЭВМ.
Сущность метода Лобачева— Кросса
заключается в том, что поправочные
расходы одновременно вносятся во все
элементарные кольца на каждой ступени
итерационного процесса, а их значения
определяют в зависимости от величин
невязок в кольцах, т. е.
61. Пьезометрические линии.
Пьезометрическую линию обычно строят исходя из величины напора в характерных точках(узловые точки) – поэтому пьезометрическая линия представляет собой максимальную линию. При построении пьезометрической линии исходят из условия, что в диктующей точке сети, т.е. точке наиболее удаленной от источника и имеющей наибольшую отметку, должен быть не ниже нормального.
Построение пьезометрической линии начинается с выбора на генплане диктующей точки, свободный напор, который равен принимаемому в зависимости от этажности застройки.
Пьезометрическая отметка каждой последующей точки равна пьезометрической отметке предыдущей точки плюс потери напора на участке между этими угловыми точками. Свободный напор последующей (после действующей точки) равен пьезометрической отметке предыдущей точки минус отметка поверхности земли