Увязка кольцевых водопроводных сетей на компьютере методом Лобачева — Кросса

Студентам предлагается не в обязательном порядке выполнить гидравлический расчет водопроводной сети при пожаре с помощью компьютера.(Для этого нужно воспользоваться программой IТGI, записанной в библиотеке учебных программ «АБОР»).

При использовании программы нужно иметь в виду следующее:

1. Нумерация колец сети производится в произвольном порядке.

2. При увязке сети, кольца которой имеют разное количество участков, диктующим будет кольцо с наибольшим количеством участков, а остальные кольца следует дополнить соответствующим числом участков так, чтобы количество участков во всех кольцах сети было одинаковым. Длины дополнительных участков следует задавать равными нулю, а диаметры и расходы - равными единице.

3. Нумерация участков в кольце выполняется произвольно, но общие участки для смежных колец должны иметь одинаковый номер. Если участок не является общим, то значение номера смежного кольца (прилегающего к данному участку) следует принимать равным нулю.

4. Начальные (предварительные) расходы определяются в результате распределения общего расхода воды, поступающей в сеть по отдельным участкам сети. При этом для каждого узла должно выполняться условие, которое можно сформулировать следующим образом: сумма расходов воды, подошедшей к узлу, равна сумме расходов воды, отошедшей от узла.

5. В каждом кольце вводится условно положительное направление (например, по часовой стрелке). Если направление предварительного расхода совпадает с условно положительным направлением, то предварительный расход вводится в компьютер со знаком «плюс», а если они противоположны, то со знаком «минус». Для удобства ввода в компьютер исходные данные следует подготовить в виде табл. 2.5.

Таблица 2.5

Таблица подготовки исходных данных

 

Количество колец =

Количество участков в кольце =

Допустимая невязка =

Материал труб =

Номер	Расход, л/с	Длина, м	Диаметр, м	Номер прилегающего кольца
кольца	участка
I
II

 

6. Выходные параметры (результаты расчета) печатаются в виде табл. 2.6.

Если знак расхода на соответствующем участке в результате расчета не изменился по сравнению с начальным, определенным в п. 5, то направление потока воды то же не изменилось. В противном случае начальное направление потока жидкости следует изменить на противоположное.

7. Потери напора в кольцевой сети определяются сложением потерь напора на отдельных участках (все потери берутся со знаком «плюс») при движении потоков воды от начальной точки (места подвода воды в сеть от насосной станции) к конечной по направлению движения потоков.

 

 

-26-

 

 

Таблица 2.6

Таблица результатов расчета

Максимальная невязка =

Номер	Расход по участку, л/с	Потери напора на участке, м
кольца	участка
I
II

Пример.

Пусть задана сеть, состоящая из двух колец (рис. 2.7). Номера участков обозначены цифрами в кружках, номера колец - просто цифрами. Наибольшее количество участков — пять в первом кольце. Второе кольцо должно быть дополнено участком (он отмечен «звездой») так, чтобы во втором кольце было тоже пять участков. Исходные данные для рассматриваемого примера показаны в табл. 2.7.

2.7. Расчетная схема водопроводной сети при пожаре (для расчета не компьютере)

 

После ввода исходных данных в компьютер с дисплея они выводятся из компьютера в виде таблицы. В процессе расчета после каждой итерации печатается максимальная невязка, т.е. наибольшая из невязок для двух колец.

Величина максимальной невязки и результаты увязки сети после последней итерации выдаются на печать в виде табл. 2.8.

Таблица 2.7

Исходные данные

Материал труб = 5 Количество участков в кольце = 5

Количество колец = 2 Допустимая невязка = 0,1 м

Номер	Расход, л/с	Длина, м	Диаметр, м	Номер прилегающего кольца
кольца	участка
		100,90		0,2790
	-55,00		0,2350	II
	-155,00		0,3680
	149,70		0,3680
	125,80		0,3220
		112,90		0,3220
	55,00		0,2350
3*	1,00		1,0000
	-47,40		0,2350
	-66,60		0,2350
* Дополнительный участок во II кольце

 

-27-

Таблица 2.8

Результаты расчета

Максимальная невязка = 0,055 м

Номер	Расход, л/с	Потери напора, м
кольца	участка
I		87,61	6,659
	-54,09	-12,608
	-168,29	-5,762
	136,41	3,895
	112,51	7,867
	98,70	6,163
II		54,09	12,007
	-13,20	0,0
	-61,60	12,047
	-80,80	6,670

 

Если идти по направлению движения потоков воды (по направлению стрелок) от начальной точки А к конечной точке В, то таких путей для данного примера будет три. Для любого из этих путей потери напора от А до В должны быть примерно одинаковы. Поэтому потери напора в сети можно принять равными потерям напора по одному из указанных путей, например по пути: участок 4 кольца I - участок 5 кольца I - участок 1 кольца I - участок 1 кольца II (см. рис. 2.7). Тогда потери напора в сети будут равны

= 3,895 + 7,867 + 6,659 + 6,165 = 24,586 ≈ 24,6 м.

Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами воды при пожаре показана на рис. 2.8.

 

Рис. 2.8. Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами воды при пожаре

 

При гидравлическом расчете водопроводной сети при пожаре предположим, что весь расход воды на пожаротушение отбирается в диктующей точке В (см. рис. 2.7). Такой вариант является наиболее неблагоприятным, с точки зрения отбора воды на пожаротушение. Но в действительности расход воды на пожаротушение ( = 117,5 л/с) необходимо отбирать от нескольких гидрантов. Если из каждого гидранта отбирается не более 30 л/с, то можно осуществлять пожаротушение, например, от четырех гидрантов, как показано на рис. 2.9. Как видно, во II кольце при этом получается 8 участков, поэтому при выполнении гидравлического расчета на компьютере в I кольцо необходимо добавить фиктивные участки 6, 7, 8. Исходные данные приведены в табл. 2.9.

 

-28-