Расчетная работа № 4 Определение наивыгоднейшего диаметра нагнетательно- напорного водовода.

1. Дано: насосная станция по водоводу из асбетоцементных труб длиной l подает в напорный резервуар воду с секундным расходом q. По пути вода из водовода не отбирается. Расчетный суточный расход Q_p. Насосная станция работает равномерно в течение t часов в сутки.

Стоимость I кВт – часа электроэнергии принять рубля . Коэффициент полезного действия насосных агрегатов .

2. Исходные данные для выполнения расчетов приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Исходные данные

Показатели	варианты
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
l , м	2100	1700	2000	2100	1800	1500	2200	2300	1600	1900
q , м3/с	0,0116	0,001	0,022	0,015	0,02	0,024	0,018	0,0215	0,027	0,025
Qp , м3/с	668	900	480	540	510	720	580	650	600	840
t , час	16	24	22	18	16	24	20	18	20	22

3. Требуется: определить экономически-наивыгоднейший диаметр водовода.

4. Решение.

Экономически - наивыгоднейший диаметр водовода определяется по формуле:

, м (4.1)

где z и - параметры, входящие в уравнение для определения удельного сопротивления трубопровода;

(4.2)

Для асбестоцементных труб при скорости движения воды в них

V≤1,5 м/с; = 0,00165; r = 4,88

m – показатель степени, характеризующий материал труб;

Для асбестоцементных труб m= 1,84;

R – ежегодные отчисления на амортизацию и ремонт, выраженные в долях. Для водоводов R= 0,35;

Т – срок окупаемости капитальных вложений. Рекомендуется принять Т= 16 лет.

С – стоимость подъема 1 м³ воды на 1 м высоты. Определяется по формуле:

, руб. (4.3)

где - стоимость 1 кВт – часа электроэнергии, руб;

- коэффециент полезного действия насосов;

q – секундная производительность насосов. Принимается равной секундному расходу, м³/с;

Q₂ – среднегодовой расход воды, м³;

, м³

где Qp – расчетный суточный расход воды, м³/ сут;

в и z - величины, которые входят в уравнение для определения строительной стоимости 1 погонного метра напорного водовода:

. (4.4)

Для определения величины a, b и z составляется система трех уравнений с

тремя неизвестными. С этой целью задаются тремя или более диаметрами водоводов d и находят соответствующие им строительные стоимости по графику, приведенному на рис. 4.1

Для обеспечения решения этих уравнений их преобразовывают и логарифмируют:

(4.5)

. (4.6)

Примерный диаметр трубы определяется по формуле:

, м (4.7)

Расчет сводится в таблицу 4.2

Таблица 4.2

Результаты расчета

Показатели	Условные диаметры водовода, м
	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	0,6
R, руб.
( ), руб.
lg

Рис. 4.1 График строительной стоимости.

Величина , как видно из графика на рис. 4.1 равна 1,75.

Параметр «b» определяется по формуле:

(4.8)

где N₁, N_2, N₃ и d₁, d₂, d₃ – принимаются из таблицы 4.2 для разных диаметров труб.

Параметр «z» определяется по формуле:

(4.9)

По полученным данным определяется величина экономически – наивыгоднейшего диаметра водовода и выбирается ближайший к этой величине стандартный диаметр d_э.