Расчет магистральных линий водопроводных сетей

Расчет водопроводных сетей заключается в установлении диаметров труб, достаточных для пропуска заданных расходов воды, и в определении потерь напора, необходимых для определения высоты водонапорных башен и напора, который должны создавать насосы.

При расчете водопроводной сети предполагают, что промышленным предприятиям (для производственных и хозяйственно-питьевых целей) вода подается в виде сосредоточенных расходов, а для хозяйственно-питьевых целей в городах и населенных пунктах – равномерно по длине магистральных линий.

Равномерно распределяемый (путевой) расход воды, приходящийся на 1 км длины линии, называют удельным расходом.

 

Общий путевой расход = величине максимального (расчетного) часового расхода воды (точнее секундного, л / с) в населенном пункте.

Удельный путевой расход qуд определяется путем деления общего путевого расхода qп на сумму длин всех участков ∑ lуч

qуд = qп / ∑ l уч л / с∙ км.

Далее определяется величина путевых расходов всех участков умножением удельного расхода на условную длину участка

qп.уч = qуд∙ l уч , л / с.

Затем путевые расходы привязываются к сосредоточенным расходам в узлах и вычисляются узловые расходы, как сумма сосредоточенного расхода ∑ qсоср..уз и полусумма путевых расходов участков, примыкающих к узлу qп.уч.уз

qузла = ∑ qсоср..уз + 0.5 ∑ qп.уч.уз, л / с.

 

Сумма всех узловых расходов должна быть равна величине максимального (расчетного) часового расхода воды (секундного, л / с) в населенном пункте!

Расчетная схема тупиковой сети

 

 

Разветвленные водопроводные сети рассчитывают как системы последовательно соединенных трубопроводов, осуществляющих раздачу воды по пути и в виде сосредоточенных расходов в боковые ответвления. Расчетная схема тупиковой сети представлена на рис.3.

Рис.3. Расчетная схема тупиковой сети.

 

В тупиковой сети определяются расчетные расходы на участках с обеспечением условия баланса расходов в узлах- алгебраическая сумма расходов в каждом узле должна быть равна нулю,

∑ q = 0.

 

Расчетная схема кольцевой сети

Расчетная схема тупиковой сети представлена на рис.4.

 

Рис.4. Расчетная схема кольцевой сети.

 

На расчетной схеме кольцевой водопроводной сети намечается первоначальное распределение потоков воды по всем участкам сети, и определяются предварительные расчетные расходы на участках. При этом алгебраическая сумма расходов в каждом узле должна быть равна нулю.

Затем производится определение диаметров труб на участках водопроводной сети

 

Назначение диаметров и материалов трубопроводов

Водоводы и водопроводные сети обычно монтируются из напорных труб, серийно выпускаемых промышленностью и сертифицированных к применению в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения. Трубы должны обладать достаточной прочностью, долговечностью и иметь эффективные гидравлические характеристики.

Предпочтение отдается неметаллическим трубам, в качестве которых в последнее время широко применяются напорные полиэтиленовые трубы по ГОСТ 18599-2001, выпускаемые отечественной промышленностью с диапазоном диаметров от 100 до 1200 мм.

Для прокладки в пределах населенного пункта могут использоваться напорные чугунные трубы. Отечественной промышленностью освоен выпуск напорных труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом ( ВЧШГ ) по ТУ 14-161-183-2000 с диапазоном диаметров от 100 до 1000 мм. Трубы выпускаются с внутренним цементно-песчаным покрытием и без него.

При соответствующем обосновании могут применяться и другие типы труб.

При назначении диаметров труб по величине расчетных расходов на участках следует руководствоваться следующими соображениями:

1. Экономичные скорости зависят от диаметров и могут быть предварительно приняты для труб диаметром:

от 150 до 300 мм – 0.6-1.0 м/с;

от 400 до 600 мм – 1.0-1.3 м/с;

свыше 700 мм – 1.5-2.0 м/с.

2. Потери напора в сети и водоводах при пропуске максимального часового расхода должны быть приблизительно раны 3-4 м на один километр длины, что примерно соответствует средним экономичным скоростям.

 

Увязка кольцевой сети.

Для гидравлической увязки кольцевой водопроводной сети пользуются гидравлическим сопротивлением S каждого участка

S = A ∙ l , где

A – удельное сопротивление трубопровода, зависящее от материала и диаметра труб;

l – длина трубопровода.

Потери напора на участке в этом случае определяются и выражения

h = К· S· q2,

где К – коэффициент, учитывающий отклонение от квадратичной области сопротивления.

При расчете кольцевой водопроводной сети предварительные расчетные расходы на участках обычно не соответствуют действительным расходам, при которых сумма потерь напора в кольце должна быть равна нулю:

∑ h = 0.

Поэтому производят гидравлическую увязку кольцевой водопроводной сети целью, которой является определение действительных расходов и потерь напора на участках водопроводной сети.

Кольцевая водопроводная сеть считается увязанной, когдаобеспечивается баланс потерь напора в элементарных кольцах сети.

⇐ Предыдущая12

Поделиться: