- •Тема №1
- •1 Джерела водопостачання
- •1.1 Загальна характеристика
- •Технічна характеристика джерел
- •1.2 Коротка характеристика поверхневих джерел
- •1.3. Коротка характеристика підземних джерел
- •Тема №2
- •2 Системи водопостачання
- •2.1 Класифікація
- •2.2 Схеми систем комунального водопостачання
- •2.3 Схеми систем виробничого водопостачання
- •Прямопотокового водопостачання
- •Оборотного водопостачання
- •2.4 Групові та районні системи водопостачання
- •Тема №3
- •3 Водоспоживання
- •3.1 Головні категорії споживання води
- •3.2 Обчислення добової витрати води
- •3.2.1 Сельбищна зона
- •3.2.1.1 Господарсько - питне водоспоживання
- •3.2.1.2 Витрата води на поливання
- •3.2.2 Промислова зона
- •3.2.2.1 Господарсько - питні потреби працюючих
- •3.2.2.2 Витрата води на приняття душу
- •3.2.3 Сільськогосподарські потреби
- •3.2.4 Місто у цілому
- •3.2.4.1 Загальна витрата води
- •3.3 Визначення добового режиму водоспоживання
- •3.3.1 Сельбищна зона
- •3.3.1.1 Господарсько-питне водоспоживання
- •Тема №5
- •5 Принципи проектування систем водопостачання
- •5.2.1 Компонування підземного водозабору
- •5.2.2 Компонування поверхневого водозабору
- •5.3 Вибір місця розташування очисних споруд
- •5.4 Зонування системи водопостачання
- •Тема №6
- •6 Загальні принципи проектування і розрахунку водопровідних мереж
- •6.1 Призначення мережі, вимоги до неї та її конфігурація
- •6.2 Трасування магістральної водопровідної мережі
- •6.2.1 Схема з явно вираженими магістралями ( рисунок 6.2)
- •6.2.2 Знеособлена схема (рисунок 6.3)
- •6.2.3 Радіальна схема (рисунок 6.4 )
- •6.2.4 Перпендикулярна схема ( рисунок 6.5)
- •6.3 Розрахункова схема віддавання води з мережі
- •6.4 Визначення діаметрів труб ділянок
- •6.5 Визначення втрат напору
- •7.2 Порядок розрахунку кільцевих водопровідних мереж
- •7.2.1 Підготовка мережі до розрахунку
- •7.2.2 Гідравлічна ув’язка кільцевої мережі
- •7.3 Принцип гідравлічної ув’язки кільцевої водопровідної мережі
- •7.4 Метод в. Г. Лобачова
- •7.5 Метод Андріяшева
- •7. 6 Інтуїтивний метод
- •Тема № 8
- •8 Зв`язок споруд системи водопостачання за напором
- •Поняття про вільний напір
- •8.2 Режим роботи водопроводу з баштою на початку мережі
- •Звідси висота водонапірної башти
- •Режим роботи водопроводу з контррезервуаром
- •8.4 Режим роботи водопроводу при пожежогасінні
- •8.5 Розрахункові періоди для системи водопостачання
- •8.6 Графічне подання результатів гідравлічних розрахунків
- •Перелік посилань
6.4 Визначення діаметрів труб ділянок
Згідно з формулами гідравліки діаметр труби круглого перерізу
D=(4Q/πv)0.5, (6.8)
де v – швидкість руху води в трубі.
Відповідно до технічних умов швидкість руху води у водопровідних трубах не повинна перевищувати 4 м/с (у насосних станціях). Очевидно, при швидкостях, що наближаються до нуля, діаметр труби ділянки зростає до нескінченності. Тому за формулами гідравліки не можна знайти обґрунтоване значення діаметра. Потрібно взяти якісь інші умови. Використовують умови економіки.
Критерієм економічності вважають приведені затрати
З=ЕнК+Э, (6.9)
де Ен – коефіцієнт нормативної ефективності капітальних вкладень; Ен = 0,16; К – капітальні вкладення, тобто затрати на будівництво; Э – річні експлуатаційні затрати.
Вибирають варіант, що має найменші приведені затрати, тобто варіант, що відповідає мінімуму затрат, обчислених за формулою (6.9) для різних діаметрів труб і фіксованої витрати води. Зі збільшенням діаметра трубопроводу зростають капітальні вкладення, тобто добуток Ен К. Водночас зменшуються річні затрати на експлуатацію Э, головною часткою яких є затрати на електроенергію. Приведені затрати визначають як суму вказаних величин, що видно на графіку (рис.6.8, а). Діаметр, який відповідає Зmin, вважають оптимальним діаметром Dопт. Аналогічно швидкість руху води в трубах, що відповідає Зmin, вважають vопт (рис. 6.8, б).
Виходячи з формули приведених затрат, учені в галузі водопостачання отримали емпіричну формулу для обчислення оптимального діаметра, м:
Dопт=Э0.14Q0.42 , (6.10)
де Э – так званий економічний фактор, що враховує тариф на електроенергію, матеріал труб, ККД насосів та інші економічні умови; для умов України можна вважати Э =1,0.
Із формули (6.10) автор отримав наближену формулу. Якщо показник степеня 0,42 округлити до 0,5, то
Dопт ≈(Q)0,5, (6.11)
Рисунок 6.8 – Графіки знаходження; а – оптимального діаметра;
б – оптимальної швидкості руху води
Рисунок 6.9 – Схема до моделі Прандтля – Кармана для визначення втрат напору в трубах
де Q – витрата води (потрібно брати тільки в м3/с ).
Водночас формулу (6.10) можна перетворити в таку, м3/с:
Q≈D2опт , (6.12)
де D –діаметр трубопроводу, м.
Тоді, якщо діаметр трубопроводу відомий, можна обчислити витрату води. Однак слід мати на увазі, що це можливо в тому разі, якщо діаметр був вибраний, виходячи з умов економіки. Крім цього, значення діаметра в формулу (6.11) треба підставляти в метрах, а витрату води дістаємо в кубічних метрах за секунду(м3/с).
Очевидно, що дві останні формули мають велике практичне значення, оскільки дають змогу без таблиць орієнтовно оцінити оптимальний діаметр і витрату води. Потрібно тільки витримувати розмірність величин.