Расчет кольца

Сущность расчета кольцевого трубопровода состоит в определении расходов жидкости по кольцу таким образом, чтобы алгебраическая сумма потерь напора во всем кольце не превышала определенную величину (для одного кольца она составляет ± 0,5 м).

Перед началом расчета примем следующее допущение: водоснабжение всех потребителей будет осуществляться от водопроводной башни, предварительно заполненной водой с помощью насоса.

Количество воды, поступающей из башни, равно суммарному потреблению в системе водоснабжения

Согласно выданному варианту:

∑Q_i=6+7+8+9+10+1+3+4+5+0,02*100=55 л/с

∑Q_i=Q_{max ч} - максимальный секундный расход воды в водопроводной сети

Таким образом, к начальной узловой точке 1 кольца подходит 55 л/с. Так как в узле 1 происходит отбор воды в количестве 23 л/с, (Q₁=6 л/с, Q₂ =7 л/с, Q₃=8 л/с, g·l₅=1), то для распределения по ветвям кольца остается 32 л/с.

В начале расчета разбиваем кольцо на участки. Нумеруем участки кольца, начиная от узла 4, двигаясь по кольцу по ходу часовой стрелки. Первым будет участок 4-5, вторым 5-6. участки записываем в таблицу 4.

В дальнейшем определяем расход воды по участкам, руководствуясь следующим правилом: приток воды к каждому узлу должен быть равен оттоку по прилегающим участкам плюс отбор воды в самом узле (рис. 2).

Рис. 2. Схема кольца

По выбранным прикидочным расходам определяются диаметры труб на каждом участке кольца по формуле:

d- диаметр трубы, м;

Q- расход воды, проходящей по трубе, м³/с;

V- скорость воды, м/с (примем V=1 м/с).

Для участка 4-5

Полученные значения диаметров труб округляем до ближайшего стандартного (в сторону увеличения) и в соответствии с материалом труб выбираю справочные значения коэффициентов удельных сопротивлений, чтобы с учетом длины участка определить потери напора по формуле:

h_w = AlQ², (3)

где h_w - потери напора по длине, м;

А - удельное сопротивление, с²/м⁶; (приложения 1...4);

l - длина участка, м.

В таблице 4 в строке для участка 4-5 записываем значения:

В=А1Q; В = 37,11*300*16*10^-3 =178,128 с/м²;

h_w = BQ; h_w = 178,128*16*10^-3 = 2,85 м.

Для других участков делаем аналогичные расчеты.

Таблица 4

Расчет кольца

Участок	Длина, м	Прики-дочн. расход, Q, л/с	Диаметр, d, мм	Уд. сопро-тивле-ние, А, с2/м6	Аl с2/м2	B=ALQ c/м2	Знак	hw= BQ, м	Поправочный расход, ΔQ, л/с	Исправ.расход, Q, л/с
Первое приближение
4-5				37,11		178,13	+	2,85
5-6				311,7		467,55	+	2,80
6-8				311,7		311,7	+	1,56
4-7				311,7		872,76	-	6,11
7-8				311,7		374,04	-	1,5
Сумма	2204,18		0,4

На участках кольца, где направление движения воды совпадает с направлением движения часовой стрелки, ставим знак «+», а где не совпадает - знак «-».

Для проверки правильности проведенного расчета определили алгебраическую сумма потерь напора во всем кольце ±∑h_w, которая называется невязкой.

При расчете кольца невязка равна ±∑h_w=0,4.

∑h_w≤±0,5M.

Знак «+», стоящий перед невязкой, означает, что сумма потерь напора в кольце на участках с направлением движения воды по часовой стрелке больше суммы потерь напора на участках с противоположным направлением и наоборот.