9. Определение расчетных диаметров и потерь напора

Согласно /1,2/ скорость движения воды в магистральных трубопроводах не более 1 м/с, распределительных стояках рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, в подсоединениях к приборам – 2,5 (допускается до 4) м/с. Диаметры труб d определяются по таблице гидравлического расчета водопровода, представленной в таблице П.3.Для подсоединения приборов принимают, как правило, минимальный диаметр труб, соответствующий условному проходу в 15 мм.

Потери напора на трение по длине каждого расчетного участка для воды находятся по формуле Дарси:

h_l = λ , мм. вод. ст. (6)

где λ – коэффициент трения по длине (см. раздел гидравлики «Потери по длине»); – длина участка, м; d – характерный размер сечения, мм; – средняя скорость течения среды, м/с; =9,81 м/с – ускорение свободного падения.

Или эти потери можно определить по таблице Шевелева.

Местные потери напора h_м в соединениях, фасонных частях труб, регулирующей, запорной и разборной арматуре определяются по формуле Вейсбаха:

h_м=∑ξ , мм. вод. ст. (7)

где ξ – коэффициент местного сопротивления (см. раздел гидравлики «Местные потери»).

Или принимаются в пределах 30% от потерь напора на трение по расчетному направлению.

Суммарные потери напора ∑h в системе водоснабжения определяются по формуле:

∑h = h_вв +h_вод + ∑h_l +∑hм, м, (8)

где, h_вв – потери напора на вводе (от существующего водопровода до водомерного узла), м. вод. ст., (по формуле (6)); h_вод – потери напора в водомерном узле, м. вод. ст.; ∑h_l – сумма потерь напора по длине расчетного направления (от водомерного узла до диктующего водоразборного прибора), м. вод. ст.; ∑h_м – сумма потерь напора на преодоление местных сопротивлений по расчетному направлению, м. вод. ст.

10. Подбор водомера

Водомеры устанавливаются в зданиях для учета воды. В системах внутреннего водопровода применяют в основном скоростные водомеры. Их устройство основано на принципе пропорциональности скорости движения воды ее расходу. Скоростные водомеры бывают двух типов: водомеры крыльчатые «ВК» с вертикальной крыльчаткой, с резьбовым при­соединением патрубков диаметром от 10 до 40 мм и водомеры с вертушкой горизонтальной «ВВ» турбинного типа с флан­цевым присоединением патрубков диаметром от 50 мм до 180 мм. В таблице 8 приведены основные данные скоростных водомеров. Водомеры устанавливаются после ввода трубы в нежилых отапливаемых помещениях с достаточным освеще­нием для снятия показаний водомера. Не допускается уста­новка водомера в жилых помещениях под полами и в при­ямках.

Перед водомером и за водомером устанавливается вен­тиль или задвижка. Ответвления от магистрального трубо­провода делаются только за вторым вентилем. Между водо­мером и вторым вентилем, считая по движению воды, уста­навливается контрольно-спускной кран в виде тройника с кра­ном или пробкой. Водомерные узлы выполняются с обводны­ми трубопроводами (байпас) в зданиях с внутренним пожаротушением, а также в случае недопустимости перерыва подачи воды. В остальных случаях водомерные узлы могут быть без обвод­ных участков.

Водомер подбирается по расходу воды с таким расчетом, чтобы потери напора в нем не превышали: для крыльчатого водомера 2,5 м водяного столба и для турбинного 1 м во­дяного столба.

При пожарном расходе, с учетом хозяйственного расхода, допустимые потери напора могут быть увеличены в крыльчатых водомерах до 5 м и в турбинных до 2,5 м.

Калибр водомера может быть равным диаметру ввода, но допускается и меньший диаметр.

В том случае, если расчетный расход не совпадает с вели­чинами нормального и минимального расходов, приведенных в таблице 8, водомеры подбираются по характерному расхо­ду, от которого максимальный часовой расход в здании дол­жен составлять менее 50% при крыльчатом водомере и 45% при турбинном водомере.

Характерным раходом воды определяется пропускная способность водомера в м³/час при потере давления в 10 мет­ров водяного столба.

П р и м е р

Подобрать водомер для 64-квартирного дома при расходе воды на вводе 2,72 л/сек.

Решение:

В таблице расходы воды приведены в м³/час, следова­тельно, для подбора водомера нужно определить часовой расход воды

Подбираем крыльчатый водомер на 50% характерного расхода. Это будет крыльчатый водомер калибра 40 мм.

Для выбранного водомера определяем потерю напора по формуле

Наибольшая допустимая потеря напора в крыльчатом водомере 2,5 м и при пожарном расходе — 5 м. Следователь­но, водомер подобран правильно.

Аксонометрическая схема внутренней водопроводной сети

Рис. 3.2

Водомеры крыльчатого типа устанавливаются только го­ризонтально. Водомеры турбинного типа могут устанавли­ваться горизонтально, в наклонном положении и в вертикаль­ном положении с направлением воды снизу вверх.

Водомеры на вводах внутренних водопроводов рекомен­дуется рассчитывать на пропуск расхода воды на внутреннее пожаротушение, если таковое предусмотрено.

При установке водомера для учета хозяйственно-питье­вого расхода воды и для учета расхода воды на тушение по­жара могут быть большие колебания в расходе воды, при которых будет трудно подобрать обычный крыльчатый «ВК или турбинного типа «ВВ» водомер. В этом случае при зна­чительных расходах воды устанавливают комбинированные водомеры, смонтированные из двух: малого и большого;

они снабжаются особыми клапанами, автоматически переклю­чающими движение воды с малого водомера на большой и наоборот.

Комбинированные водомеры применяют для учета воды, подаваемой в отдельные здания или группы зданий при весь­ма неравномерных расходах ее, а также для учета расходов в зданиях или предприятиях в тех случаях, когда водомер не выключается при подаче большого количества воды, напри­мер во время пожара.

Такие водомеры выпускаются заводом «Водоприбор» ка­либра 80/30.

Основные данные комбинированного водомера завода «Водоприбор» тип ВВ-80/ВК-30 калибр 80/30. Характерный расход 250 м³/час, нижний предел измерения 0,5 м³/час,

максимальный расход 1100 м³/час, область учета 1:90, габаритные размеры: длина 648 мм,

ширина 318 мм, высота 532 мм, вес 87 кг.

Потери напора в водомерном узле:

h_вод = S*q²_в , м. вод. ст. (9)

где S – гидравлическое сопротивление водомера, определяемое по табл.3.9 м∙с²/л²; q_в – расчетный расход воды в проектируемой системе внутреннего водопровода, определяемый по формуле (5), л/с.

Таблица 7 Данные для подбора типа и калибра водомера

Тип водомера	Калибр, мм	Харак- терный расход Qхар,м3/ч	Номинальный расход, м3/сутки	Допустимый расход			Гидравлическое сопротивление,S, м∙с2/л2
				Макс. м3/сут.	Мин.
					л/с	м3/ч
1	2	3	4	5	6	7	8
Крыльча-тый	15	3	1	6	0,011	0,04	14,4
	20	5	1,6	10	0,022	0,06	5,1
	32	10	4	20	0,029	0,105	1,3
	40	20	6,3	40	0,048	0,17	0,32
	50	30	10	60	0,061	0,22	0,0265
Турбин-ный	50	70	15	140	0,84	3	0,0265
	80	250	45	500	1,67	6
	100	440	75	880	2,22	8

Подбираемый водомер должен отвечать условию:

Q ≤ 2Q_хар , (10)

где Q – максимально суточный расход воды, определяемый по формуле (1), м³/сутки; Q_хар – характерный расход водомера (такой, при котором потеря напора равна 10м), принимаемый по табл.7, м³/ч.

Потери напора при этом в крыльчатых водомерах не должны превышать 2,5 м, в турбинных – 1 м.

Необходимый (требуемый) напор Н_тр определяется по формуле:

Н_тр = Н_г + ∑h+ H_р , м. вод. ст. (11)

где, H_г – геометрическая высота подачи воды от ввода до отметки диктующего водоразборного прибора, м, (определяется из аксонометрии систему водоснабжения); ∑h – суммарные потери напора в системе водоснабжения, вычисляемые по формуле (8), м. вод. ст.; H_р, м. вод. ст. – нормативный (свободный) рабочий напор у диктующего водоразборного прибора, определяемый по табл. 2.

Глубина заложения водопровода принимается ориентировочно:

h_зал = h_пр. + 0,5 , м. вод. ст. (12)

где, h_пр. – расчетная глубина промерзания, определяемая по району строительства, м, (см. табл.1).

Минимальную глубину заложения для южных климатических зон рекомендуется принимать равной 1м.

Высота расположения диктующего прибора над полом этажа определяется в зависимости от типа прибора по /1,2/.

Завершением гидравлического расчета является сверка гарантийного (принятого по заданию) напора Н_гар в существующей сети водопровода с расчетным (требуемым) напором с учетом необходимости соблюдения условия:

Н_тр. ≤ Н_гар. (13)

В противном случае следует произвести пересчет сети, увеличив на отдельных участках диаметр труб, либо предусмотреть устройство повысительных насосов, марки которых выбираются по расчетному расходу и разности требуемого и гарантийного напоров, см. приложение табл.П.4.

При описании схемы водоснабжения здания следует указать материалы труб, способы их соединения, крепления и дать спецификацию всего объема водопроводного оборудования, включая насосы, водомеры, трубы, задвижки, вентили, краны, смесители и прочее.