ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ

Цель работы – изучить методику гидравлического расчета водопроводной сети с помощью ЭВМ. Изучение оболочки программы «TORN 3», для выполнения гидравлического расчета.

С целью уменьшения трудоемкости расчета по увязки расходов и потерь напора в кольцах на кафедре «Сельскохозяйственного водоснабжения и гидравлики» разработана программа итерационного расчета на ЭВМ «TORN 3». Программа работает в диалоговом режиме с выводом результатов расчета на экран дисплея. Язык программирования – Бейсик.

При подготовке входной информации необходимо выполнить следующие действия:

1. производят расчет узловых расходов, которые затем наносят на схему водопроводной сети;

2. на схему кольцевой сети для каждой линии наносят ориентировочно распределенные расходы q_пут и направление движения воды с учетом баланса расходов в узлах (согласно I закона Кирхгофа) и взаимозаменяемости линий, то есть расходы на участках должны распределяться так, чтобы при отключении одной из линий обеспечить подачу расхода по другой линии. Определяют номера колец и линий рис. 5.1, при выполнении нумерации необходимо соблюдать следующие правила:


а	б
Рис.5.1. Подготовка схемы кольцевой сети для выполнения гидравлического расчета на ЭВМ: а – 3-х кольцевая сеть; б – 2-х кольцевая сеть. I, II, III – номера колец, 1, 2, 3, 4 – номера участков (линий)

· смежные кольца с общим участком (линией) должны иметь номера по порядку I и II, II и III и т.д.

· общие линии двух колец должны иметь номера 1 – номер участка в предыдущем кольце и 2 – номер того же участка в последующем кольце.

4. В соответствии с расходами и оптимальной скоростью движения воды определяют стандартные значения диаметров труб на всех линиях кольцевой сети. Задаются материалом труб и для определенных диаметров находят в справочной литературе удельные сопротивления труб – А.

5. Входную информацию для расчета заносят в таблицу 5.1 и 5.2. для участков с движением воды против часовой стрелки записывают отрицательные значения расходов.

Таблица 5.1

Входная информация для расчета 3-х кольцевой сети на ЭВМ

на пропуск максимального расхода воды

Номер кольца	Наименование участка сети	Удельное сопротивление А (л/с)²	Диаметр труб, мм	Длина участка, ℓ , м	Расход на участках, q, л/с
I		0, 00003155			+10, 00
	0, 000006898			-20, 90
	0, 000002227			-26, 61
	0, 000002227			+30, 61
II		0, 00007608			-5, 00
	0, 00003155			-10, 00
	0, 00003155			+11, 00
	0, 00007608			+6, 02
III		0, 00003155			-14, 09
	0, 00007608			+5, 00
	0, 0001877			+0, 34
	0, 00007608			-7, 99

Таблица 5.2

Входная информация для расчета 2-х кольцевой сети на ЭВМ на пропуск максимального секундного и пожарного расхода воды

Номер кольца	Наименование участка сети	Удельное сопротивление А (л/с)²	Диаметр труб, мм	Длина участка, ℓ , м	Расход на участках, q, л/с
I		0, 0002813			+9, 31
	0, 0002813			+6, 33
	0, 0002813			-7, 74
	0, 0002813			-9, 31
II		0, 0002813			-0, 64
	0, 0002813			-9, 31
	0, 0002813			+4, 02
	0, 0002813			+2, 46

После ввода данных на компьютере будут получены следующие данные, как показано в таблицах 5.3, 5.4.

Таблица 5.3

Результаты расчета на ЭВМ для трех кольцевой сети

Номер линий	Расход, ( л/с )	Потери, ( м )
Число итераций – 4
Невязка потери напора в 1-м кольце - -0, 03520316
	9, 187718 -21, 41599 -27, 12599 30, 09401	0, 9667657 -1, 123125 -0, 5948372 0, 7159928
Невязка потери напора в 2-м кольце – 0, 0571661
	-7, 459197 -9, 187718 11, 29629 6, 316292	-1, 591632 -0, 9667657 1, 513767 1, 101797
Невязка потери напора в 3-м кольце – -0, 0715158
	-11, 33451 7, 459198 3, 095489 -5, 234511	-1, 580773 1, 591632 0, 701435 -0, 7838095

Таблица 5.4

Результаты расчета на ЭВМ

Номер линий	Расход, (л/с)	Потери, (м)
Число итераций – 3
Невязка потери напора в 1-м кольце - -0, 1703129
	8, 628312 7, 396911 -6, 673089 -8, 243089	8, 376863 14, 62157 -5, 010528 -18, 15822
Невязка потери напора в 2-м кольце – -0, 07467318
	1, 1086 -8, 628312 5, 7686 4, 2086	0, 2247153 -8, 376863 6, 084485 1, 992989

Надежность программы подтверждена сходимостью результатов машинного и ручного счета контрольных примеров. Программой обеспечивается итерационный расчет до получения суммы невязок потерь напора в кольцах менее 0, 1м.

Надежность выходной информации (результатов расчета) зависит от корректности входной информации и внимательности пользователя при её вводе.

Лабораторная работа № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ (ВБ) И РАЗВОДЯЩЕЙ СЕТИ, ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКОЙ ЛИНИИ РАБОТЫ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Цель работы: нахождение сопротивлений участков, узловых водоотборов, потерь напора при совместной работе разводящей сети и регулирующего сооружения, а также построение линии напоров по контуру модели водопроводной сети.

Примечание: материальное обеспечение и лабораторная установка (см. лаб. раб. №4).

I – этап: Определение сопротивления участков водопроводной сети

Порядок выполнения работы:

1-й случай питания сети.

Обеспечивают движение воды по схеме oт ВБ последовательно к узлам 1-8-5-4. Для этого проходные краны «В», «С», «Е», закрывают, а «Д» открывают. Отбор воды производится из узла 4. После установления режима движения воды в сети (уровни в пьезометрах не должны колебаться) определяют расход воды из узла 4 с помощью мерного цилиндра. C помощью секундомера, при каждом отборе, определяют время заполнения мерного сосуда. Измеряют расход из узла 4 дважды, снимают показания пьезометров, установленных в соответствующих узлах и результаты измерений заносят в таблицы 6.1 и 6.2.

2-й случай питания сети.

Обеспечивают движение воды по схеме ВБ -1-2-3-8-7-6-5-4.

Для этого проходные крапы «A», «D», «F» закрывают, а «В», «С», «Е» открывают. Воду отбирают из водоотборного узла 4. Измерения проводят в указанном выше порядке, и результаты записывают в таблицу 6.1 и 6.2. В таблице указано 2 случая водозабора воды. 1-й и 2-й случаи водозабора воды различаются различным отбором воды из соответствующих узлов (для 2 - го случая отбора воды из узла 4 больше чем для 1 - го случая).

Данные наблюдении, занесенные в таблицы обрабатываются, при этом величину узловых отборов q _у, находят по формуле;

q_у=W/t, см³/с (6.1.)

где W – объём мерного сосуда в см³, t – время наполнения мерного сосуда в сек.

Потери напора на участках сети (h) определяют как разность показаний соседних пьезометров, а сопротивления линий определяют по формуле:

S=h/q², (л/с)^2.м (6.2)

где h – потери напора в линии в см; q – расход воды по линиям (q _уз, ) в см ³

Таблица 6.1

Определение величины узловых отборов на модели сети

№ узла	Ем кость мерного сосуда, W, см³	1-й случай водозабора	2-й случай водозабора
1-е наблюдение	2-е наблюдение	средний отбор см³/сек	1-е наблюдение	2-е наблюдение	средний отбор см³/сек
t^/₁, сек	Q₁=W/t см³/сек	t^/₂, сек	Q₁=W/t см³/сек	t^//₁, сек	Q₂=W/t см³/сек	t^//₂, сек	Q₂=W/t см³/сек

1-й случай питания сети
ВБ




2-й случай питания сети
ВБ

II – этап: Определение баланса притока воды к узлу и оттока из узла

Проверяют баланс притока воды в узел 4 и фактического оттока воды из него. Для этого обеспечивают движение воды по схеме; ВБ-1-8-5-4-...-2. Задвижки «В», «С». «Е» закрыты, «D» открыта, a «F» открыта на 1/3 (1/4) часть. Отбирают воду через пробоотборник в узле 4 и несколько меньше в узле 2. Определяют расходы в узлах 4 и 2, снимают показания пьезометров, и полученные наблюдения заносят в таблицу.

Значения сопротивлений вышеуказанных участков сети можно принять из табл. 6.3.

Определив сумму потерь напора (∑ h) на линии сети от ВБ до 4-го узла, а также сопротивления (∑ S) этой линии, находят аналитическим способом приток воды к узлу 4 по формуле:

q_пр= , см³/сек (6.3)

где ∑ h – суммарная величина потерь напора по длине линии ВБ -1-8-5-4 в см; ∑ S – гидравлическое сопротивление этой же линии в см⁵/с².

Проверяют баланс притока и оттока воды в узле 4 сравнением данных, полученных в результате замеров, с данными аналитических расчетов, и определяют величину невязки (Δ q).

Таблица 6.2

Определение баланса притока и оттока в узле №4 модели сети

№ узла	Линия сети	Показания пьезометра, см	Потери напора в линиях, h, см	Сопротивление линии, S	Приток к узлу №4 по формуле q_пр= , см³/сек	Узловой отбор в узле №4, q_отб, см³/сек	Вычисленный отток воды из узла №4, q_от, см³/сек	Фактический отток воды из узла №4, q_ф, см³/сек	Невязка
Δ q = q_пр – (q_отб - q_ф), см³/сек	%

ВБ
	ВБ-1

	1-8

	8-5

	5-4

Таблица 6.3 Определение сопротивлений линии модели сети

№ узла

Линия сети

1-й случай водоотбора

2-й случай водоотбора

Среднее сопротиление линии, S_ср

1-е наблюдение

2-е наблюдение

h₁ среднее, см

q₁ среднее, см³/сек

сопротивление линии, S= h₁/q₁²

1-е наблюдение

2-е наблюдение

h₂ среднее, см

q₂ среднее, см³/сек

сопротивление линии, S= h₂/q₂²

показания пьезометра, см

потери напора в линиях, h^/₁, см

показания пьезометра, см

потери напора в линиях, h^//₁, см

показания пьезометра, см

потери напора в линиях, h^/₂, см

показания пьезометра, см

потери напора в линиях, h^//₂, см

1-й случай питания сети

ВБ

2-й случай питания сети

ВБ

Лабораторная работа № 7

Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 Следующая