Гидравлический расчёт водопроводной сети на пропуск хозяйственно-питьевого и производственного расхода воды.

Основной задачей расчёта проектируемого наружного водопровода является обеспечение подачи воды к каждому зданию и сооружению в необходимом количестве и под соответствующим напором. Расчёт водопроводной сети ведётся из условия подачи, отвечающий наименьшим затратам на строительство и эксплуатацию. Расчёт водопровода необходим также не только для выбора диаметра труб и определения потерь напора в водопроводной сети, но и для установления напоров у насосной станции, подбора насосов определения высоты водонапорной башни в зависимости от потерь напора в водонапорной сети при подаче расчётных расходов к местам отбора.

Подготовка к гидравлическому расчёту начинается с распределения хозяйственно-питьевого расхода воды по узлам отбора. С этой целью определяем:

Удельный расход воды для рассчитываемой сети:

=310+725+320+725+170+280+450+320=3300 м

Путевые расходы по участкам сети

Проверка: 66 л/с

Во избежание арифметических ошибок проверка выполняется обязательно. Для получения удовлетворительного результата при проверке, удельный должен быть вычислен предельно точно. При получении незначительных расхождений путевые расходы следует округлять до десятых долей единицы с таким расчётом, чтобы выполнялось условие:

Узловые расходы

Проверка: .66 л/с

Примечание: Для сокращения значности узловые расходы в узлах 3 и 5 округлены до десятых долей единицы.

Расход воды на предприятии 14,7 л/с в узле 5.

Из схемы водопроводной сети видно, что наиболее трудных условиях будет работать узел №7. Этот узел наиболее удален от ввода и расположен в самой высокой точке. Поэтому узел №7 будем считать диктующей точкой сети (точкой схода воды).

Из точки ввода в сеть (узел №2) в диктующую точку. Вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям, а именно:

I. 3 – 2 – 1 – 7

II. 3 – 2 – 5 – 6 – 7

III. 3 – 4 – 5 – 6 – 7

Эти направления по схеме обозначаем стрелами. Производим предварительное распределение расчетных расходов в сети, начиная с диктующей точки.

Так как по подаче воды в узлы подбираются диаметры труб по участкам, то подачу в узлы можно назвать условной пропускной способностью труб. Таким образом, оформляется расчётная схема "Подготовка к гидравлическому расчёту на пропуск хозяйственно-питьевого расхода". После составления расчётной схемы необходимо приступить к подбору диаметров труб. При выборе диаметров труб водоводов и водопроводных линий по расходам воды прежде всего исходят из технико-экономических соображений. Диаметры труб подбираются с использованием экономических скоростей движения воды и "Таблиц для гидравлического расчёта водопроводных труб". Учитывая, что расход воды для целей пожаротушения велик по сравнению с прочими с прочими расходами, при подборе диаметров труб необходимо использовать нижние границы экономических скоростей движения воды. Подобранные диаметры труб наносятся на расчётную схему и приступают к составлению таблицы "Гидравлический расчёт водопроводной сети на пропуск максимального хозяйственно-питьевого и производственного расхода".

Рекомендации по составлению и расчету таблиц

Гидравлический расчет сети является наиболее трудоемкой частью проекта. Большое количество цифр и вычислений требуют особого внимания.

Во избежание ошибок необходимо строго руководствоваться следующими правилами:

1. Заполнение таблицы для обоих колец проводят одновременно.
2. Заполнить графы 1 – 3, используя исходные данные задания, и графу 4, используя данные предварительного распределения потоков по направлениям.
3. С помощью таблиц для гидравлического расчета водопроводных труб заполняются графы 5, 6, 7.
4. Сделать перерасчет потерь напора для фактической длины каждого участка и занести в графу 8.
5. Определить невязку колей. Если она окажется по абсолютной величине больше 0,5, вычислить поправочный расход.
6. Занести поправочный расход в графу 9 и определить его знак. Для определения знака поправочного расхода необходимо использовать знак невязки и знак потерь напора на участках кольца. Так, например, в первом кольце невязка с «плюсом». Это значит, что на участках, имеющих положительные потери напора, поправочный расход нужно вносить с «минусом», чтобы уменьшить сумму положительных потерь напора в кольце, а на участках с отрицательными потерями напора – с «плюсом», чтобы увеличить сумму отрицательных потерь напора. Общий участок имеет две поправки. Знаки поправок определяются по тому кольцу, для которого они вычислены (см. в таблице участок 5 – 2).
7. В графе 10 исправленный расход определяется как алгебраическая сумма значений графы 4 и графы 9.
8. Графы 11 – 12 рассчитываются по аналогии с графами 6 – 8 (см. пункты 3 – 4).
9. Если после первого исправления желаемый результат не получен, необходимо выполнить последующие исправления до получения невязки в обоих кольцах меньше 0.5.

Окончательно вычисленные величины заносятся на расчетную схему увязанная водопроводная сеть на пропуск хозяйственно-питьевого и производственного расхода.

Далее определяются потери напора в сети по направлениям питания (от ввода к диктующей точке).

hI=h3-2+h2-1+h1-73,07+1,53+1,84=6,44м

hII=h3-2+h2-5+h6-7=3,07+0,72+1,3+1,61=6,7 м<

hIII=h3-4+h4-5+h5-6+h6-7=0,84+2,63+1,3+1,61=6,38 м

Средние потери напора в сети определяются:

hсети=(hI+hII+hIII)/n=(6,44+6,7 6,38)/3=6,54 м

Эта величина потерь напора в дальнейшем будет использована при расчете сооружений, работающих совместно с водопроводной сетью, это определение высоты водонапорной башни, а также подбора хозяйственных насосов станции II подъема.