Определение расчетных расходов на участках сети

Для подбора диаметров водопроводных труб нужно знать максимальные секундные расходы, которые определяют с учетом режима водопотребления по периодам года и в течение суток.

Рекомендуемая последовательность расчета /1,2,8/:

1) По заданным средним секундным расходам для каждой группы водопотребителей (по схеме рисунка 2.1) определяют:

- средние суточные расходы:

Q_сут.ср= q×24×3600;

- максимальные суточные расходы:

Q_{сут.макс}= К_{сут.макс}×Q_сут.ср,

где К_{сут.макс} – коэффициент суточной неравномерности водопотребления максимальный; по СНиП 2.04.02-84 К_{сут.макс} = 1,1-1,3;

- максимальные часовые расходы:

q_ч.макс = К_ч.макс×Q_{сут.макс}/24,

где К_ч.макс – коэффициент часовой неравномерности водопотребления максимальный; находится из суточного графика водопотребления населенного пункта (принимается из ряда типовых по /7/) или определяется по методике, приведенной в нормах проектирования /8/;

- максимальные секундные расходы:

q_макс = q_ч.макс/3600.

2) Вычисляют расчетные расходы на участках.

Расчетный расход на рассматриваемом участке равен сумме расходов, отбираемых водопотребителями ниже этого участка.

Так для участка 1-2 (рисунок 2.1) расчетный расход:

Q_1-2 = Q_2-3+Q_2-6.

На участке с раздачей воды по длине трубопровода (участок 2-3) в расчетный расход включают только половину путевого расхода /9/, т.е.

Q_2-3 = q_4макс+q_5макс+0,5q_n_макс.

Выбор и расчет магистрали

В качестве магистральной выбирают наиболее длинную и нагруженную расходами линию, с наибольшей геодезической

отметкой конечной точки.

Для выбранной магистрали определяют:

а) диаметры труб;

б) потери напора на участках;

в) пьезометрические и свободные напоры в узловых точках.

Определение диаметров труб

Для сети с неизвестной высотой башни диаметры труб определяют по расчетным расходам Q и рекомендуемым скоростям движения воды u=0,7…1,5 м/с из уравнения Q = uw (где w - площадь сечения трубопровода). По расчетным диаметрам подбирают стандартные трубы /2,5,10/ и уточняют в них скорости движения.

Для сети с известной высотой башни диаметры труб определяют по расчетным расходам Q и допустимым потерям напора в магистрали h_маг.

Ход расчета следующий:

1) Вычисляют средний пьезометрический уклон i = h_маг/l_маг, где l_маг – длина магистрали.

2) Из формулы Q = КÖI находят расходные характеристики К для всех участков магистрали.

3) По найденным К из справочных таблиц /2,9/ выбирают ближайшие большие и меньшие стандартные диаметры труб.

4) Составляют различные комбинации из совокупности выбранных диаметров. Возможное число комбинаций равно 2ⁿ, где n - число участков магистрали.

5) Производят выбор оптимального варианта с соблюдением двух условий:

а) суммарные потери рассматриваемого варианта труб не должны превышать заданных потерь в магистрали, т.е. Sh £ h_маг;

б) минимальный вес труб.

Определение потерь напора

Водопроводные трубы рассчитывают как гидравлически длинные /3,9/.

Рекомендуется использовать водопроводные формулы:

h = lQ²/K² или h = AlQ², (2.1)

где К – расходная характеристика;

А = 1/К² – удельное сопротивление трубопровода.

Значения К и А в зависимости от d для квадратичной области сопротивления турбулентного режима находят из таблиц /1,2,9,10/. При необходимости в (2.1) следует ввести поправочный коэффициент, учитывающий неквадратичность режима /4,9,10/.

В случае использования формулы h_дл = l коэффициент гидравлического трения l можно определить расчетом, по графику Колбрука или из справочных таблиц /3,4,9/.