Гидравлика. Водоснабжение

    Магистральная линия рассматривается как трубопровод, состоящий из отдельных, последовательно  соединенных участков, с различным  расходом на каждом из них.

    За  магистральную линию выбираем направление 2 – A – C – F – G с конечным напором Hсв; трубы чугунные.

    Расчет  разветвленной сети начинаем с наиболее отдаленных точек сети и ведем  в направлении, обратном движению воды. 

     Участок F – G: qF-G = Q3 = 170 л/с = 0,17 м³/с  d = 450 мм  so = 0,1186 (приложения 2, 3)

    v = 4Q/πd² = 4·0,17/3,14·0,45 = 1,07м/с

    HF = hсв + so·qуд²·l7 = 24+3,43 = 27,43 м 

    Участок C – F: qC-F = Q3 + Q4 + 0,55·qуд l5 = 170 + 190 + 8,25 = 368,25 л/с = 0,368 м³/с → d = 0,6 м → so = 0,02596

    v = 1,3 м/с

    HC = HF + so qF-C² l5 = 27,43 + 2,11 = 29,54 м 

    Участок A – C: qA-C = Q3 + Q4 + Q2 + qуд l5 + qуд 0,55 l3 = 170 + 190 + 140 + 15 + 11 = 526 л/с = 0,526 м³/с → d = 700 мм → sо = 0,01154

    v = 1,38 м/с

    HA = HC + so qA-C² l3 = 29,54 + 2,58 = 32,09 м  

    Участок 2 – A: q2-A = Q3 + Q4 + Q2 + qуд l5 + qуд l3 + Q1 = 170 + 190 + 140 + 15 + 20 + 100 = 635 л/с = 0,635 м³/с → d = 0,8 м → so = 0,005669

    v = 1,26 м/с

    H2 = HA + so q2-A l1 = 32,09 + 2,52 = 34,61 м 

    Расчет  ветвей (ответвлений)

    Ветвь F – E: qF-E = Q4 = 190 л/с = 0,19 м³/с

    sо = (HF - Hсв)/(qF-E² · l6) = (27,43 - 24)/(0,04 · 580) = 0,164 → d = 400 мм 

    Ветвь C – D: qC-D = Q2 = 140 л/с = 0,14 м³/с

    so = (HC - Hсв)/(qC-D² l4) = 0,319 → d = 350 мм 

    Ветвь A – B: qA-B = Q1 = 100 л/с = 0,1 м³/с

    so = (HA - Hсв)/(qA-B² l2) = 1,18 → d = 250 мм 
 

    РАСЧЕТ  КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ 

    

 

    Рис. Начальное распределение расходов 

    Путевые расходы определяются по формуле:

    Qп = qуд l

    Таблица 4. Путевые расходы

 

    Узловые расходы определяются по формуле:

    Qузл = Σ(Qп)узл/2

    Таблица 5. Узловые расходы

 

    Qобщ = Q2-A + Q5 + ΣQузл = 635 + 200 + 350 = 1185 л/с 

    Зная  предварительное распределение  расходов воды по линиям, находим диаметры труб, используя приложение 2, и расход на каждую из двух труб в начале сети:

    vпр = (Q · 1,2769)/d² = 0,75/0,64 = 1,18 м/с 

    Таблица 6. Предельная скорость

 
 
 
 
 
 
 

    

 

    Рис. Конечное распределение расходов 
 

    ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ  ГРАФИК 

    Перед построением пьезометрического  графика, находим «диктующую» точку  сети.

    «Диктующей» точкой является любая точка сети с наибольшей геодезической отметкой и свободным напором или наиболее отдаленная от узла, в который подается вода по водоводам. В нашем случае, за «диктующую» точку принимается точка G, т. к. она наиболее отдалена от узла, в который подается вода по водоводам.

    Отметка насосной станции 32,18 м над уровнем  моря. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    РАСЧЕТ  НАПОРНЫХ ВОДОВОДОВ 

    Расчет  напорных водоводов включает в себя определение потерь напора на водоводах  и расходов на каждом из водоводов для двух случаев: а) нормального эксплуатационного режима работы водоводов; б) аварии на одном из водоводов. 

    а) Нормальный эксплуатационный режим работы водоводов. 

    Длина водоводов lв=7000 м.

    Количество  переключений на водоводах 4.

    Основной  для расчета простых трубопроводов является формула для определения потребного напора, м:

    Hпотр=Hст + Σh = Hст + sQ²,

    где Hст - статический напор, учитывающий геометрическую высоту, на которую поднимается жидкость в процессе движения по трубопроводу, и пьезометрическую высоту (свободный напор) в конце трубопровода, м; Σh – суммарные потери напора в трубе; s – сопротивление трубы; Q – расход в трубе, м³/с. 

    Hст = 67 м; Qобщ = 1185 л/с; Q = Qобщ/2 = 1185/2 = 592,5 л/с; d = 800 мм = 0,8 м → sо = 0,005669; v = 4Q/πd² = (4·0,593)/(3,14·0,64) = 1,18 м/с; s = sо·l = 0,005669·7000 = 39,683

    Таблица 8. Нормальный режим работы водоводов