Намечаем направление движения воды в сети и осуществляем предварительное потокораспределение для каждого расчетного случая

5. Намечаем направление движения воды в сети и осуществляем предварительное потокораспределение для каждого расчетного случая.

При выборе направления потоков при известных источниках питания и величинах узловых расходов стремимся к тому, чтобы подвод воды к каждой узловой точке происходил кратчайшим путем, и чтобы основные магистрали были загружены примерно одинаково. Это гарантирует оптимальную пропускную способность сети при аварии на любом участке.

При распределении потоков в каждой узловой точке проверяем материальный баланс приходящих и уходящих расходов, то есть ∑q = 0. При этом транзитные расходы, приходящие к узлу, считаем положительными, а выходящие и общий узловой отбор – отрицательными.

Расчетные расходы по перемычкам назначаем меньшими, чем по основным магистралям, так как перемычки не участвуют в транспортировке транзитных расходов, а предназначены лишь для перераспределения их между магистралями в случае аварии магистрального участка и при пожаре.

Предварительно намеченные расходы для каждого расчетного случая на участках занесены на рисунках 5, 6, 7.

6. Определяется материал и диаметр трубопроводов.

В соответствии с требованиями [1, п. 8.21] для напорных сетей и водоводов применяем неметаллические трубы (пластмассовые).

Диаметры труб участков сети определяем по расчетным расходам и экономическим скоростям. Так как расчетные расходы различны для расчетных случаев работы сети, то при определении диаметра принимаем наибольшее значение расхода из принятых расчетных случаев (без учета поверочных случаев).

Приняв соответствующий экономический фактор, исходя из географического положения населенного пункта (Сибирь), (Э = 0,5) по таблице предельных расходов [7, таблица 12], назначаем диаметры участков сета. При определении диаметра перемычек их назначаем на 1–2 сортамента меньше диаметров соединяемых магистралей.

Принятый диаметр трубопроводов проверяем на пропуск пожарного расхода этого участка, имея ввиду, что скорости более 2,0 -2,5 м/с нежелательны, вследствие больших потерь напора на участках.

Определение диаметров водоводов производим аналогично при условии, что число ниток водоводов должно быть не менее двух для надежной работы водоводов.

Результаты подбора диаметров сведены в таблице 5.

Таблица 5 – Определение диаметров

Номер участка сети и водоводы	Расходы при расчетных случаях, л/с		Принятый диаметр, мм	Расход при пожаре, л/с	Скорости (м/с) и потери напора (м) при пожаре при принятом диаметре, V/h	Окончательный диаметр с учетом пропуска пожарного расхода
	максимальное водопотребле-ние	транзит
1–2	99,2	101,6	315	153,0	2,52 / 16,8	400
2–3	16,5	60,6	280	98,2	2,40 / 19,8	315
3–4	29,4	22,6	200	84,3	-	315
4–5	-	1,6	110	60,9	-	280
5–6	25,6	17,6	200	35,9	1,71 / 16,4	225
6–7	27,9	-	200	2,0	-	200
7–8	-	-		8,0	-	280
8–9	75,4	84,4	315	120,4	2,03 / 11,4	355
1–8	100,0	101,6	315	153,0	2,52 / 16,8	400
2–7	62,8	27,4	280	34,9	0,85 / 3,13	280
6–9	27,0	40,5	225	62,0	2,33 / 24,5	280
4–7	-	-		6,0	-	250
1-н.ст.	212,3	212,3	2*355	319,1	2,06 / 10,1	2*400
в.б. – 3	26,8	28,3	200	-	-	200

5.3 Гидравлическая увязка кольцевой сети

Увязка кольцевой сети – это процесс нахождения действительных расходов по участкам сети при уже принятых диаметрах. При действительных расходах соблюдаем условие баланса потерь напора во всех кольцах ∑h = 0, то есть алгебраическая сумма потерь напора в любом кольце равна нулю. При этом потери на участках сети с движением воды по часовой стрелке принимаем положительными, а против часовой – отрицательными.

После предварительного потокораспределения ∑h не равна нулю, а равна некоторой величине ∆h, которую называем невязкой.

В практических расчетах с достаточной степенью точности увязку ведут до ∆h≤0,5 для отдельного кольца и ∆h≤1 для объемлющего контура, а при пожаротушении, соответственно, ∆h≤ 1.0 и ∆h≤2-Зм.

Потери напора для каждого участка определяем по формуле

h = S∙q² (25)

где S – сопротивление участка, равное

S = k ∙ A ∙ l (26)

где А – удельное сопротивление участка, определяемое по [7] для пластмассовых труб, для расходов, л/с;

k – поправочный коэффициент, учитывающий неквадратичность зависимости потерь напора от средней скорости движения воды, определяем по [7];

l – длина участка, м.

В данном курсовом проекте определение увязки одного расчетного случая производим методами Лобачева-Кросса, а остальных на компьютере с использованием программ для расчета сетей.

Метод Лобачева-Кросса заключается в последовательном исправлении расходов до действительного значения на всех участках сети, по значениям невязок потерь напора в элементарных кольцах сети.

Увязку производим в следующей последовательности.

1. По диаметрам и длинам линий подсчитываем сопротивление S всех линий без учета К, (то есть S = А∙l). Определяют потери напора при первоначальном потокораспределении на каждом участке.

2. Определяем невязку в кольце и сравниваем ее с допустимой.

3. Если невязка превышает допустимую, то определяем поправочный расход по формуле

(27)

где ∑|S ∙ q| – арифметическая сумма произведений полных гидравлических сопротивлений и расходов по участкам, входящих в кольцо.

Поправочному расходу придаем направление, обратное знаку невязки, на что указывает знак минус в формуле.

4. Определяем новые расходы (исправленные) на участках кольца с учётом поправочного расхода

(28)

где q_i-1 – расчетный расход на участке при предыдущем потокораспределении.

Знак плюс соответствует участкам сети с направлением движения воды, совпадающим с направлением поправочного расхода, минус – несовпадающим с направлением поправочного расхода.

Исправленный расход на участках сети общих для смежных колец, находим с учетом поправочных расходов смежных колец, каждый со своим знаком.

5. По исправленным расходам определяем новую невязку потерь напора в каждом кольце. Все операции повторяем до тех пор, пока невязка в каждом кольце не станет равной или меньше допустимой.

По последнему расчетному расходу на участках определяем по [7] скорость воды в трубах, поправочный коэффициент К к расчетным значениям А, уточненные потери напора с учетом К и итоговое значение невязки ∆h для всех колец по наружному контуру.

Все кольца увязываем одновременно, расчеты приведены в таблице 6 (для часа максимального). Гидравлический расчет для остальных случаев произведен с помощью программы Wadiso.

По результатам гидравлического расчета составляем окончательные расчетные схемы (рисунок 8, 9, 10), на котором указываем окончательные параметры l, d, q, h, v всех участков. В центре кольца указываем номер кольца, слева от него начальное значение невязки, справа – конечное, с учетом знака.

Список использованной литературы

 

1  СНиП 2.04.02–84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Госстрой СССР: ЦИТП Госстроя СССР, 1998.-128 с.

2  СНиП 2.04.01–85*. Внутренний водопровод и канализация зданий / МиНстрой России – М.: ГУП ЦПП, 1997.-60 с.

3  СНиП 2.09.04–87*. Адмистративые и бытовые здания./ Минземстрой России, – М.: ГУП ЦПП, 1998.-18 с.

4  Укрупненные нормы водопотребления для различных отраслей промышленности. – М.: Стройиздат, 1982.-528 с.

5  Водопроводные сети: Метод.указ./ Сост.: Л.Р. Ланге, Б.М. Гохман: СибГИУ. – Новокузнецк, 2005.-40 с.

6  Каталог типовых проектов зданий и сооружений водоснабжения. Сборник паспартов 2.901–79. Том 3. Резеовуары, водонапорные башни, градирни, прочие здания и сооружения.

7  Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: справочное пособие / Ф.А. Шевелев, А.Ф. Шевелев. – М.: Стройиздат, 1984.-116 с.

8  Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Справочник монтажника / под. ред. А.С. Москвитина – М.: Стройиздат, 1979.-430 с.

9  ГОСТ 5525–88 Части соединительные чугунные, изготовленные литьем в песчаные формы для трубопроводов. – технические условия. – М.: Издательство стандартов, 1988.-57 с.

10  Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации: справочник монтажника / под. ред. А.К. Перешивкина, – М.: Стройиздат, 1978.-435 с.