Водоснабжение населенного пункта

 

5.4. Определение величин узловых отборов воды из сети

Для каждого расчетного случая работы сети определяют узловые  отборы.

В расчетной схеме, состоящей из участков с транзитным расходом и участков с непрерывной водоотдачей, считается, что в каждом узле сети потребляется расход, состоящий из половины расходов, попутно отбираемых из участков, прилегающих к данному узлу, и полного собственного сосредоточенного расхода.

В таблице приведены  узловые расходы только для населения. При составлении схемы сети необходимо также учитывать расходы воды от зданий коммунально-бытового и общественного назначения, а также расходы воды для пожаротушения.

Для удобства сводим значения узловых расходов в Таблицу 7.

 

Таблица 7.

Номер узла	Узловой расход (л/с) 1 режим	Узловой расход (л/с) 2 режим	Узловой расход (л/с) 3 режим
1	53,4	53,4	26,2
2	89,9	89,9	44,1
3	45,0	45,0	22,1
4	75,9	75,9	37,2
5	106,8	106,8	52,4
6	61,8	61,8	30,3
7	53,4	53,4	26,2
8	84,3	84,3	41,4
9	53,4	53,4	26,2
Сумма	623,8	623,8	306,0

 

Для каждого из расчетных  режимов составляют схему сети.

6. Гидравлический расчет водопроводной сети

В результате гидравлического расчета определяют диаметры труб, скорости движения воды, потери напора и равенство их по полукольцам. Вычисленные потери напора используют затем для расчета высоты напорной башни и требуемого напора насосов, питающих водопроводную сеть.

Диаметры трубопроводов определяют с помощью таблиц гидравлического расчета водопроводных труб Шевелева Ф. А., в которых указаны экономичные скорости движения воды.

Порядок выполнения гидравлического  расчета:

-намечается направление  потоков воды во всех участках сети;

-определяются удельные  и путевые расходы по линиям, путевые расходы заменяются расходами  в узлах сети, где учитывают  имеющиеся в них крупные сосредоточенные  расходы;

-по предварительным  расчетным расходам подбирают  диаметры 
труб для отдельных участков сети;

-вычисляют потери  напора на преодоление сопротивлений  движению воды в трубах;

-определяют невязку  кольца, сравнивают ее величину  с допустимой и при необходимости  производят увязку сети

В процессе увязки сети предварительные  расчетные расходы соответственно уменьшают или увеличивают (соблюдая при этом баланс воды в узлах сети), так чтобы невязка изменилась в нужную сторону.

После исправлений вновь  определяют потери напора и невязки  потерь напора в кольцах до тех  пор пока невязки станут меньше допустимых величин (примерно 0,3-0,5 м для одного кольца и 1-1,5 м для общего контура сети).

6.1. Начальное потокораспределение

В кольцевой сети в  отличие от разветвленной, заданные отборы воды в узлах могут быть обеспечены неограниченным числом вариантов  распределения потоков воды по ее участкам. Поэтому, первой подготовительной операцией, предшествующей гидравлическому расчету кольцевой сети, является ориентировочное распределение потоков воды по линиям сети.

Характер потокораспределения  в сети в большой степени зависит от ее конфигурации, расположения водопитателей и напорных емкостей, а также крупных водопотребителей.

Начальное потокораспределение  для каждого расчетного случая производят с учетом баланса расходов в узлах  сети (первый закон Кирхгофа): количество воды, притекающей к узлу должно быть равно количеству воды вытекающей или отбираемой из узла.

Схемы начального потокораспределения  для выбранных расчетных случаев  позволяют установить значения расчетных  расходов отдельных участков и определить по ним диаметры труб. Естественно, для различных расчетных случаев расходы воды на тех же участках сети будут различными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2. Определение диаметров труб

Назначение диаметра каждого участка водопроводной  сети следует производить с учетом экономического фактора, учитывающего строительные и эксплутационные затраты, и значений предельных экономических расходов.

Принимаем значение экономического фактора Э=0,5.

От НС II до сети и от сети до ВБ вода попадает по двум ниткам водоводов. Водоводы проектируются из стальных труб. Выбор диаметров водоводов следует также производить с учетом экономического фактора. Расход по одному водоводу определится, как половина общего расхода. Потери напора в водоводах определяются по формуле:

Определение потерь напора в водоводах представлено в таблице 8.

 

Таблица 8.

Параметр	1 режим	2 режим	3 режим	Диаметр (мм)	Экономические расходы (л/с)
Водоводы от насосной станции до сети
Расход воды по одному водоводу	289,6	393,25	218,3	600	360-507
Потери напора, м	0,626	1,15	0,356
Водоводы от ВБ до сети
Расход воды по одному водоводу	36,15	-	65	250	53-82
Потери напора, м	0,44	-	1,4

 

 

 

 

 

 

 

Назначение диаметров труб участков водопроводной сети                     Таблица 9.

Номера участков	Значения расходов на участках сети по первоначальному потокораспределению, м3/с						d, мм	Предельные экономические расходы для стальных труб, Э = 0,5
	1 режим		2 режим		3 режим
	Q	v	q	v	q	v
1*4	0,2377	1,21	0,4011	2,04	0,2243	1,14	500	268-360
4*5	0,1168	1,21	0,1368	1,42	0,1071	1,11	350	118-161
5*2	0,1	1,04	0,13	1,35	0,1	1,04	350	118-161
1*2	0,2804	1,43	0,3243	1,65	0,1862	0,95	500	268-360
4*7	0,045	0,64	0,1884	2,67	0,08	1,13	300	82-118
7*8	0,0636	2,03	0,0897	2,86	0,0762	2,43	200	53-82
8*5	0,06	0,85	0,1	1,42	0,1314	1,86	300	82-118
8*9	0,0289	0,92	0,05	1,59	0,0138	0,44	200	53-82
9*6	0,03	0,96	0,0539	1,72	0,013	0,41	200	53-82
6*5	0,05	1,59	0,06	1,91	0,0233	0,74	200	53-82
3*6	0,0418	1,33	0,0557	1,77	0,02	0,64	200	53-82
2*3	0,0868	1,23	0,1007	1,43	0,0421	0,60	300	82-118

 

6.3. Определение глубины заложения водопроводной сети

Глубина заложения труб, считая от низа должна быть на 0,5м больше глубины промерзания грунта, но не менее 0,7м, считая до верха труб, для предупреждения нагревания воды в летнее время. Допускается принимать меньшую глубину заложения водоводов или участков водопроводной сети при условии обоснования теплотехническими расчетами.

Глубина заложения данной водопроводной сети равна:

.

6.4. Определение потерь напора на участках водопроводной сети и увязка колец

После назначение начального потокораспределения  в водопроводной  сети и определение диаметров  линий производится внутренняя увязка сети, т. е. нахождение действительного распределения подаваемой воды по линиям сети.

Потери в трубах можно  определять по удельным сопротивлениям труб или пользуясь потерями напора на 1 км трубопровода – 1000i, определяемыми по таблицам в зависимости от материала труб и их диаметра.

Распределение потоков  по веткам кольцевой сети происходит таким образом, что потери напора по одной ветви равны потерям напора по другой.

Для уменьшения «невязки»  производят перераспределение расходов по недогруженным и перегруженным веткам кольца.

Увязку сети повторяют  до достижения значения «невязки» на случай хозяйственных режимов , на случай режима пожаротушения .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Определение диктующей точки

После выполнения гидравлического  расчета сети строят пьезометрический график, по которому можно определить высоту водонапорной башни и напор  насосов.

Прежде чем приступить к составлению графика пьезометрических линий, необходимо найти так называемую «диктующую точку» сети, которая должна быть самой удалённой, иметь самые большие потери напора, требует наибольших напоров насосов или определяет высоту водонапорной башни.

В сети с контррезервуаром за диктующую точку принимают точку на границе питания сети от башни и от насосов, имеющую максимальную геодезическую отметку и свободный напор.

В нашем случае такой  точкой является узел 7.

8. Определение производительности, ориентировочного напора и емкости резервуара ВБ

По совмещенному ступенчатому графику устанавливаются расчетные  расходы воды для всех расчетных  режимов работы сети. При схеме  с контррезервуаром расчетными режимами являются:

час максимального водопотребления;

пожар в час максимального водопотребления;

максимальный транзит  воды в бак водонапорной башни.

Потребный напор, создаваемый  насосами II-го подъема ориентировочно определяется по формуле:

, где

- отметка поверхности земли у  ВБ, м;

- отметка минимального уровня  воды в резервуарах чистой  воды, ориентировочно может быть  принята ниже поверхности земли у НС II на 2,5-3м;

- расчетная высота ствола водонапорной  башни до дна резервуара, м;

- расчетная глубина воды в  резервуаре ВБ, ориентировочно может быть принята 5-6м;

- потери напора на внутренних  коммуникациях НС, принимаемые предварительного равными 2,0-2,5м;

- потери напора в водоводах и водопроводной сети от НС до ВБ, м, 2-3м на 1 км.

Расчетная высота ствола ВБ до дна резервуара определяется по формуле:

, где

- отметка поверхности земли в  диктующей точке, питающейся в  час максимального водоразбора от ВБ

- свободный напор в диктующей  точке, определяемый в соответствии с этажностью застройки;

=10+4(n-1)=42м,

где n- количество этажей

- сумма потерь напора на участке от башни до диктующей точки.

При выборе диктующей  точки следует иметь в виду, что она должна находиться в наибольшем удалении от башни и на наивысшей отметки. Для сети с контррезервуаром эта точка находится на границе встречи потоков, идущих от насосов и от башни.

Свободные напоры определяются во всех узлах магистральной водопроводной  сети и водоводов на все расчетные режимы водопровода.

Значение свободного фактического напора в каждом узле, так называемый располагаемый напор, определяют как разность между пьезометрической отметкой и отметкой поверхности земли.

Окончательные размеры  бака ВБ определяются из соотношения  высоты бака и диаметра .

.

При определении производительности насосной станции второго подъема  следует иметь в виду, что во время тушения пожара емкость водонапорной башни может оказаться быстро использованной. Поэтому следует отметить, что расчетный расход в этом случае целиком подается от насосной станции.

На основание трех выполненных случаев расчета  строится график пьезометрических линий.

9. Деталировка сети

Одним из важных вопросов, связанных с проектированием водопроводной сети, является ее деталировка.

Деталировка – выбор  и размещение на сети арматуры, фасонных частей, водопроводных колодцев и  других деталей.