Основные сведения по расчету водопроводных сетей и сооружений

Гидравлический расчет водопроводных сетей выполняют с целью

· определения потерь напора в них,

· диаметров труб участков сети.

Потери напора необходимо знать для определения высоты водонапорной башни и напора насосов.

Водопроводная сеть должна быть рассчитана на случаи наибольшего водопотребления, и момента пожара, совпадающего по времени с часом максимального водопотребления. Кроме того, СНиПом предусматриваются и другие расчетные случаи.

При определении диаметров труб линий сети необходимо вычислить расчетные расходы воды для этих линий, т.е. количество воды, которое будет протекать по ним в расчетные периоды работы системы.

В городских водопроводных сетях принимается схема равномерного распределения отбора воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Расходы воды крупных предприятий рассматриваются как сосредоточенные в определенных узлах.

Расход, приходящийся на 1 м длины сети, называется удельным:

q_уд = (q_{макс –} q_соср)/L,

где q_макс – максимальный расчетный расход, поступающий в сеть; q_{соср –} сумма сосредоточенных расходов промышленных предприятий; L – суммарная протяженность рассчитываемой сети.

Принимается, что расход воды на каждом участке магистральной сети пропорционален его длине. Этот расход, называемый путевым, определяют по формуле

q_пут = q_уд /l,

где l – длина рассматриваемого участка сети, м.

Каждый участок сети (кроме концевых), помимо путевого расхода q_пут, пропускает транзитный расход q_т, необходимый для питания последующих участков. Тогда расчетный расход определяют по формуле

,

где α = 0,5 – коэффициент эквивалентности.

Вычисленные по расчетному расходу потери напора в линиях сети равны действительным потерям напора в них при равномерной раздаче воды по длине. Для простоты расчетов путевые расходы приводят к сосредоточенным в узлах сети. Тогда узловой расход определяют по формуле

,

где ∑ q_пут – сумма путевых расходов, протекающих в линиях сети, примыкающих к данному узлу.

Диаметры труб линий сети определяют как

d = ,

где q – расчетный расход; v – скорость движения воды в трубопроводе.

Диаметр трубы зависит как от расхода, так и от скорости.

Скорость движения воды зависит от целого ряда показателей:

· стоимости электроэнергии;

· стоимости труб и их укладки;

· гидравлических параметров труб и др.

Ориентировочно диаметр труб иногда выбирают по экономичным скоростям, составляющим 0,5–2 м/с. Меньшие значения скоростей принимаются для труб малого диаметра, а большие – для труб большего диаметра.

Потери напора в трубах определяют по формуле

h = кqⁿ l/d^m,

где q – расход воды, протекающей по трубопроводу; d – диаметр трубопровода; l – длина линии сети; п, т и к – показатели степени и коэффициент, зависящий от гидравлических свойств данного вида труб.

Для использования этой формулы в практике расчетов существуют таблицы, позволяющие определять потери напора:

h = il,

где i = кqⁿ/d^m – удельные потери напора.

Потери напора могут быть также определены по формуле

h = sq²,

где s = А₀1 – сопротивление линии (А₀ – удельное сопротивление).

Гидравлический расчет разветвленных сетей выполняется достаточно просто, если известны расходы воды в узлах сети, поступающие к отдельным потребителям. В этом случае вначале вычисляют расчетные расходы; затем, пользуясь приведенными выше рекомендациями, назначают диаметры линий сети; после чего могут быть найдены потери напора в каждом участке.

Общая потеря напора по рассматриваемому направлению может быть определена как сумма потерь напора в последовательно соединенных участках трубопроводов:

h_l = i₁l₁+ i₂l₂+... + i_nl_n,

При расчете кольцевых сетей как диаметры, так и расходы в линиях сети, в общем случае, являются неизвестными, что приводит к значительным трудностям расчета.

Для схемы водоснабжения, приведенной на рис.2.33, высоту водонапорной башни определяют по формуле

Н_Б = Нсв+∑h_с – (Z_б – Z_д),

где Н_св – свободный напор в диктующей точке; h_с – сумма потерь напора в сети от диктующей точки до водонапорной башни; Z_б – отметка поверхности земли в месте расположения башни; Z_д – отметка поверхности земли в диктующей точке.

За диктующую принимают точку, в которой для обеспечения свободного напора требуется наибольшая высота водонапорной башни.

Напор насосов определяют по формуле

Н = Н_Б+ Н_б+∑h_вс + (Zб – Zо),

где Н_Б – высота бака башни; Н_б – сумма потерь напора в водоводе; h_вс – сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе насоса; Zо – отметка уровня воды в резервуаре чистой воды.

Рис. 2.33. Напоры в системе водоснабжения:

1 – резервуар чистой воды; 2 – насосная станция; 3 – водоводы;

4 – водонапорная башня; 5 – водопроводная сеть; 6 – диктующая точка

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой схема системы водоснабжения поселения, из каких основных элементов она состоит?

2. Как можно охарактеризовать источники водоснабжения (поверхностные, подземные)?

3. Какие водозаборные сооружения применяются для забора воды из поверхностных источников?

4. Как устроен береговой водозабор?

5. Чем отличается русловый водозабор от берегового?

6. Что относится к специальным водозаборным сооружениям?

7. Какие водозаборные сооружения применяются для подземных вод?

8. Для чего и как устраивают зоны санитарной охраны?

9. Как классифицируются насосные станции?

10. Что размещают в здании насосной станции?

11. Какие насосные установки применяют в насосных станциях?

12. Где и зачем устанавливают насосные станции первого подъема?

13. Где и зачем устанавливают насосные станции второго подъема?

14. Дайте характеристику параметров насосов.

15. Какие требования предъявляют к качеству воды?

16. Какие свойства называются органолептическими?

17. Что относится к физическим свойствам воды?

18. Что относится к химическим свойствам воды?

19. Что такое жесткость воды?

20. Назовите методы очистки питьевой воды.

21. Для чего применяют коагулянты?

22. В каких сооружениях очищают воду?

23. Какие сооружения входят в состав схемы очистки воды?

24. Как и где осуществляется процесс осветления воды?

25. Какие способы обеззараживания применяют для питьевой воды?

26. Зачем нужен остаточный хлор в воде?

27. Какими способами осуществляют умягчение воды?

28. Как прокладывают водопроводные сети?

29. Какая схема сети более надежная в работе?

30. Из каких материалов изготавливают водопроводные трубы?

31. Сравните трубы из стали и из пластмассы.

32. Какие виды арматуры применяют на водопроводной сети?

33. Для чего применяют водонапорный бак?

34. Как устроен водонапорный бак?

35. От чего зависят нормы водопотребления?

36. Приведите примеры норм водопотребления

37. От чего зависит свободный напор?

38. От чего зависит глубина заложения водопроводных труб?

Глава 3. Водоснабжение зданий и отдельных объектов

Классификация систем водоснабжения

Системы водоснабжения зданий и объектов любого назначения должны обеспечивать потребителей водой

· заданного качества,

· в требуемом количестве,

· под необходимым напором.

Снабжение водой зданий и отдельных объектов может осуществляться от наружной водопроводной сети (населенного пункта, предприятия) или от собственного местного (подземного или поверхностного) источника водоснабжения.

Системы водоснабжения подразделяются по

· назначению,

· сфере обслуживания,

· способу использования воды,

· обеспеченности напором с учетом установленного оборудования.

Классификация систем водоснабжения по назначению

По назначениюсистемы (рис. 3.1.) подразделяют на

· хозяйственно-питьевые,

· производственные,

· противопожарные,

· поливочные.

Классификация систем водоснабжения по сфере обслуживания

По сфере обслуживания системы бывают

· раздельными, не соединенными одна с другой (поскольку качество воды в них может быть разное),

· объединенными (хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные или хозяйственно-производственные, в которых предполагается подача воды идентичного качества),

· едиными, обеспечивающими подачу воды на все нужды: хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные.

Рис. 3.1. Системы внутреннего

водоснабжения:

В0 – общая;

В1 – хозяйственно-питьевая;

В2 – противопожарная;

В9 – производственная;

В10 – поливочная;

Т3 – горячее водоснабжение

Классификация систем водоснабжения по способу использования

По способу использованияводы различают системы:

· прямоточные;

· оборотные;

· повторного использования.

Классификация систем водоснабжения по обеспеченности напором

По обеспеченности напоромс учетом установленного оборудования различают системы:

· обеспеченные напором от сети наружного водопровода;

· не обеспеченные напором от сети наружного водопровода.

Дата добавления: 2014-12-10