Расчет водопроводных сетей.

Расчет водопроводных сетей заключается в установлении диаметров труб, достаточных для пропуска заданных расходов воды, и в определении потерь напора, что необходимо для определения высоты водонапорных башен и напора, кото­рый должны создавать насосы. При расчете водопроводной сети предполагают, что про­мышленным предприятиям вода подается в виде сосредоточенных расходов, а для хозяйственно-питьевых целей в городах и насе­ленных пунктах - равномерно по длине магистральных линий. Равномерно распределяемый расход воды, приходя­щийся на 1м длины линии, называют удельным расходом: qуд.=qоб./∑l, qоб-общий расход, распределяемый сетью; ∑l -протяженность магистральных линий.

Диаметр труб магистральных линий: d=√4q/πv, q-расчетный расход; v-скорость движения воды в трубе. Наиболее экономичная скорость: для труб малых диаметров 0,6…0,9 м/с, для труб больших диаметров – 0,9…1,5 м/с.

Расчетный расход: q=q_m+0,5q_n , q_m-транзитный расход; q_n-путевой расход.

Удельные потери напора в неновых стальных и чугунных водопроводных трубах:

при v<1,2 м/с i=0,00148*(q²/d_P^(5,3))*(1+(0,867/v))^0,3

при v>1,2 м/с i=0,001735*(q²/d_P^(5,3))

q- расход воды, м³ /с; d_P -расчетный внутренний диаметр труб, м.

Для упрощения расчетов по этим формулам составлены таблицы. При пользовании ими общие потери напора определяют: h_l=il

Потери напора в трубах можно определять также по форму­ле: h_l=Kn*S_l*q²

S_l =A_l*l сопротивление трубопровода.

Потери напора в местных сопротивлениях ввиду их малости при расчете водопроводных сетей не учитывают. Разветвленные водопроводные сети рассчитывают как си­стемы последовательно соединенных трубопроводов, осущест­вляющих раздачу воды по пути и в виде сосредоточенных расходов в боковые ответвления. Потери напора в таких трубопро­водах: h_l=i₁*l₁+i₂*l₂+…+ i_m*l_m т.е. как сумма потерь напора в последовательно соединенных участках трубопровода.

Расчет кольцевых водопроводных сетей значительно слож­нее. Основная трудность заключается в определении направ­ления движения и расходов по отдельным ветвям сети. Закономерности движения воды в кольцевой сети сводятся к двум положениям.

1. Расходы распределяются по ветвям кольцевой сети таким образом, чтобы потери напора по одной ветви кольца были рав­ны потерям напора по другой его ветви.

2. Сумма расходов, притекающих к узлу, должна быть рав­на сумме расходов, оттекающих от него (включая расход в узле). Принимая расходы, притекающие к узлу, со знаком плюс, а расходы, оттекающие от него, со знаком минус.

(рисунок…1)

Расчет кольцевой водопроводной сети сводится к назначе­нию диаметров труб, определению расходов, протекающих по отдельным ветвям сети, и подсчету потерь напора от места подачи воды до расчетной точки сети. По данным расчетов водопроводной сети определяют напор, который должны развивать насосы, и высоту водонапорной башни. Высоту водонапорной башни определяют: Hб=Нсв+ hпот.с.-(Zб-Zд)

Нсв-свободный напор в диктующей точке; hпот.с -сумма потерь напора в сети; Zб иZд-отметки поверхности земли в диктующей точке и в месте расположения водонапорной башни.

В качестве диктующей принимают точку, при расчете по которой высота водонапорной башни получается наибольшей. Обычно это наиболее высоко расположенная и удаленная от башни точка. Напор насосов определяют по формуле: H=Hб+ Hбака+ hпот.в+ hпот.вс+(Zб-Zо)

Hбака-высота бака (слоя воды в баке) водонапорной башни; hпот.в-сумма потерь напора в водоводе (при расположении башни в конце сети); hпот.вс-сумма потерь напора в водоводе и в сети ; Zо-отметка самого низкого уровня воды в водоеме.

63. Построение гидравлической хар-ки системы с насосными установками, включёнными в разных узлах.

Метод приведения характеристик насо­сов к заданному узлу системы заключается в алгебраическом сложении напоров насо­сов с потерей напора в линии, соединяющей насос с заданным узлом.

На (рис.1а) показана схема тепловой се­ти с двумя параллельно работающими насос­ными установками А и Б, подающими воду в район теплоснабжения, условно показан­ный в виде одного потребителя теплоты П.

От насоса А вода поступает в район теп­лоснабжения по участку магистральной те­пловой сети С. Для построения суммарной характеристики двух насосных установок необходимо предварительно привести ха­рактеристику насоса А из узла 1-1, где он установлен, в узел 2-2, где установлен насос Б. Такое приведение показано на (рис.1,б и в). На приведенной характеристике насоса напоры при любом расходе воды равны разности действительных напоров, разви­ваемых этим насосом, описываемых харак­теристикой , и потери напора в сети на участке С.

(рис.1а,б,в) Построение гидравлической характери­стики системы с насосными установками, вклю­ченными в разных узлах:

а - принципиальная схема; б - приведение характе­ристики насоса А к узлу 2-2;

в - определение расхо­дов воды и напоров при параллельной работе насосов

После приведения характеристик насо­сов А и Б к одному и тому же общему узлу 2-2 они складываются по обычному методу сложения характеристик параллельно работающих насосов, приведенному на рис.5.3, а. На рис.5.6, в показаны приве­денная характеристика насоса А (А₂), харак­теристика насоса Б, их суммарная характе­ристика (А₂+Б) и характеристика системы потребителя П. Как видно из рисунка, при работе только одного насоса Б напор в узле 2-2 равен , расход воды . При подклю­чении второго насоса А напор в узле 2-2 воз­растает до , а суммарный расход во­ды насосной установки увеличивается до . Однако непосредственная подача насоса Б уменьшается при этом до