АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДООТДАЧИ

Водоотдачей называют наибольший расход воды на пожаротушение, который можно получить в наиболее удаленной от насосной станции точке водопроводной сети.

Если сеть является объединенным хозяйственно-противопожарным водопроводом, то водоотдачу следует определять в час максимального водопотребления.

H

H_м

Q_м Q

Рис. 17.1. Рабочая точка насоса:

А-рабочая точка насоса (Q_м водоотдача); 1 - характеристика насоса;

2-характеристика сети

Если параметры сети (диаметр, длина, материал труб участков) и насосов, работающих на сеть, известны, то водоотдачу можно определить следующим образом: строится (рис. 17.1) характеристика сети (для объединенного водопровода при различных расходах воды на пожаротушение) по формуле

Н_с = К(h_вод + h_с) + Z + H_св , (17.1)

где К - коэффициент, учитывающий потери напора в соединительных частях и арматуре, К = 1,1 - 1,2; h_вод, h_с - соответственно потери напора в водоводах и сети при пожаре, м; Z - разница геодезических отметок поверхности земли в наиболее удаленной точке и наинизшего уровня воды в резервуарах чистой воды (если они есть) при пожаре, м; H_св - свободный напор в наиболее удаленной точке, м (H_св>10 м). Строится основная характеристика сети и насоса I (или насосов) Q - Н. Точка А пересечения характеристик сети и насоса (см. рис. 17.1) соответствует водоотдаче. Для объединенного водопровода

Q_м = Q_х.п + Q_пож , (17.2)

где Q_х.п - расход на хозяйственно-производственные цели в час максимального водопотребления, л/c; Q_пож - расход воды на пожаротушение, т.е. водоотдача, л/c.

Для определения водоотдачи можно воспользоваться приближенной методикой. В ней приняты следующие допущения:

1) напор в магистральной линии считается постоянным;

2) напор перед гидрантами на одной линии принимается одинаковым.

1. С односторонним подводом воды (рис. 17.2, а)

Введем обозначения: Н_м - напор в магистральной линии, м; Н_г - напор перед гидрантом, м; Н_н - напор во всасывающей линии насоса, м; Q_пож - водоотдача, л/c; Q_г - водоотдача одного гидранта, л/c; s - сопротивление системы отбора, (с/л)² м; s = s_г + s_к + s_р - для водопровода низкого давления; s = s_г + s_к + s_р.л + s_ст - для водопровода высокого давления.
Здесь s_г, s_к, s_р, s_р.л, s_ст - соответственно, сопротивление гидранта, колонки, всасывающих рукавов, рукавных линий, ствола, (с/л)²м; l - длина трубопровода, на котором установлены гидранты, м; А - удельное сопротивление трубопровода, (с/л)²; n - количество гидрантов; Z - высота расположения всасывающего патрубка насоса над землей - для водопровода низкого давления или высота расположения ствола - для водопровода высокого давления, м.

Потери напора в системе отбора:

sQ_г² = Н_г - Н_н - Z . (17.3)

Напор перед гидрантом:

Н_г = Н_м - АlQ² . (17.4)

При этом Q = Q_пож + Q_х.п . (17.5)

Q_пож = nQ_г . (17.6)

Обозначим Q_х.п / Q_пож = k . (17.7)

Из соотношений (17.3), (17.4), (17.5) получается

, (17.8)

. (17.9)

При k = 0, т.е. в том случае, когда весь расход воды можно использовать на пожаротушение,

; (17.10)

. (17.11)

2. С двусторонним подводом воды (рис. 17.2, б)

Если или , то получается случай а).

Двусторонний подвод возможен, если .

В этом случае приближенно можно записать

. (17.12)

С учетом соотношений (17.3), (17.5), (17.6), (17.7) получается:

, (17.13)

. (17.14)

При k = 0 , (17.15)

. (17.16)

Максимальное количество гидрантов, которое может быть использовано на данном участке сети, можно определить из соотношений, полученных из уравнений(17.3), (17.4), (17.5), (17.6) и из (17.3), (17.5), (17.6), (17.12) для участков сети с односторонним и двусторонним подводом воды:

а) с односторонним подводом воды

; (17.17)

б) с двусторонним подводом воды:

. (17.18)

Рис. 17.2

При сравнении формул (17.17) и (17.18) видно, что при прочих равных условиях количество гидрантов, которое может быть использовано на участках сети с двусторонним подводом воды, в 2,8 раза больше, чем с односторонним. В вышеприведенных формулах следует принимать Н_н > 3 м - при использовании мягких всасывающих рукавов. В остальных случаях
Н_н = 0. В формулах (17.17) и (17.18) значение Н_г определяется из соотношения (17.3) при заданном расходе Q_г. При Н_м > 10 м приближенно можно принимать Н_г = 10 м.