Определение расчетных расходов на участках сети

Расход воды, отбираемый равномерно по всей длине сети, называется путевым расходом (КС и ПЗН).

Расход, отбираемый отдельно стоящими водопотребителями, называется сосредоточенным (ПС и ЖС).

Для определения расчетных путевых и сосредоточенных расходов необходимо знать режим отбора воды различными потребителями.

Для каждого сектора определяем максимальный секундный расход:

q_сек.maх=q_час.maх/3,6, л/с (6)

По таблице 2 определяем часы наибольшего водопотребления. Этому условию соответствуют часы 19 – 20.

q_сек.maх = 46,5032/3,6= 12,91 л/с

После расчета производим проверку:

q_сек.maх = q_{сек.пут}+ q_{сек.соср},_. л/с (7)

q_сек.maх = 36,2572/3,6+10,246/3,6=12,91 л/с.

Определяем общую длину сети:

l_сум=5800 м.

Определяем удельный расход на 1п.м сети:

q_уд= q_{сек.пут}/l_сум, л/с (8)

q_уд= 74,82/5800=0,0129 м²/с.

Определяем путевой расход для каждого участка по формуле:

q_пут= q_уд*l_уч, л/с (9)

Например, для участка

Затем рассчитываем расход воды в любом узле:

q_узл= q_{сум.пут.уч}/2, л/с (10)

Все расчеты заносим в таблицу 3.

 

Таблица 3. Вычисление путевых и узловых расходов сети

 

Номер узла	Участки,примыкающие к узлу	Длина участка, l, м	Удельный расход, qуд, л/с	Путевой расход, qпут, л/с	Узловой расход, qузл, л/с	Крупные потребители	Полный узловой расход, Qузл, л/с
наименование	Сосредоточенный расход, qсоср, л/с
	1-2		0,00129	7,35	7,545			7,545
1-8		7,74
	1-2		7,35	10,965			10,965
2-3		6,84
2-7		7,74
	2-3		6,84	11,16			11,16
3-4		7,74
3-6		7,74
	3-4		7,74	7,74	СВ	4,32	12,06
4-5		7,74
	5-4		7,74	7,74	КРС	2,84	10,58
5-6		7,74
	3-6		7,74	11,16	МЗ	1,74	12,9
6-5		7,74
6-7		6,84
	2-7		7,74	10,965			10,965
6-7		6,84
7-8		7,35
	1-8		7,74	7,545			7,545
8-7		7,35
Итого				10,065			83,72

Рисунок 7. Схема распределения узловых расходов

1,2,3,4,5,6,7,8 – номер узла;

400 м, 700 м, 1000 м – длина участков сети;

ВБ – водонапорная башня;

1 – ферма КРС;

2 – свиноферма;

3 – молочный завод;

I, II, III – номер кольца;

7,545; 10,965 –узловые расходы, л/с;

Расчет кольцевой сети

 

Для любой кольцевой сети вследствие неопределенности направления воды на участках системы возможно возникновение нескольких уравнений (баланса расходов каждого кольца и баланса напоров для каждого участка), то есть система уравнений является незамкнутой.

Для кольцевой сети согласно второму закону Кирхгофа возможна следующая система уравнений:

Σq=0 – уравнение баланса расхода для каждого участка сети;

Σ h=0 – уравнение баланса потерь напора для каждого участка сети.

При выполнении данной курсовой работы используем метод балансирования расходов. Его суть в следующем: сначала для рассматриваемой расчетной схемы обеспечиваем первое условие для каждого узла и последующим расчетом добиваемся выполнения второго условия. Для этого необходимо распределить прикидочные расходы по участкам сети.

Распределение прикидочных расчетных расходов по участкам сети, начиная от водонапорной башни.

Из водонапорной башни в узел 1 вытекает 83,72 л/с. В узле 1 отбирается 7,545 л/с, остается 76,155 л/с, то есть по участкам 1-2 и 1-8 нужно распределить 76,155 л/с воды. Направляем в узел 2- 45,705 л/с и в узел 8 –30,47 л/с воды. В узле 8 отбирается 7,545 л/с, остается 22,925л/с. В узле 2 отбирается 10,965 л/с. Направим в узел 3 - 24,74л/с, в узел 7 – 10 л/с. В узле 3 отбирается 11,16 л/с, направляется в узел 4-13. В узле 7 накапливается 10,965 л/с воды, из них отбирается 22,925 л/с, в узел 6 направляем 22 л/с и 0,58 л/с – в узел 6. Таким образом в узле 6 накапливается 12,9 л/с, отходит 9,68 л/с. В узел 5 приходит 9,68 л/с воды и 0,98 л/с. В узел 5 приходит 10,58 л/с, столько же отбирается, следовательно, ориентировочное распределение прикидочных расходов воды по участкам сети выполнено верно (рисунок 8).

Рисунок 8. Схема распределения прикидочных расходов.

1,2,3,4,5,6,7,8 – номер узла;

ВБ – водонапорная башня;

1 – ферма КРС;

2 – свиноферма;

3 – молочный завод;

I, II, III – номер кольца;

0,9075; 2,0625 –узловые расходы, л/с;

1,736; 0,66 – сосредоточенные расходы, л/с;

45,705; 22– прикидочные расходы, л/с;

 

3.3 Определение диаметров труб на участке сети

 

Диаметры труб определяем по экономическим показателям, то есть чтобы строительство сети вызывало наименьшие затраты. Диаметры труб определяем по наибольшему значению из прикидочных расходов: в первую очередь определяем диаметры головного участка, за головной участок принимаем участок с наибольшим прикидочным расходом.

Для условий сельскохозяйственного водоснабжения диаметры труб определяют по формуле с цифровыми значениями, предложенными Н. А. Карамбировым:

d=Э^0,15 q _уч^0.43 С_i ^0,28 (11)

где,

Э- экономический фактор

Э=m σ γ Δ (12)

где, m - коэффициент, зависящий от материала труб (для асбестоцементных m=0, 3), стр.30,/6/;

σ- стоимость 1 кВт*ч (1 коп);

γ- коэффициент неравномерности потребления электроэнергии (γ=0,2);

Δ- коэффициент, учитывающий стоимость насосной станции, а также поправку на электроэнергию при двухставочном тарифе на электроэнергию (Δ =2), стр.30,/6/;

q_уч- прикидочный расход на участке сети л/с;

С_i- коэффициент, учитывающий влияние работы всех участков сети на работу рассматриваемого участка.

С_i=q_i/q _гол (13)

q_i- расход I-го участка;

q _гол – расход головного участка.

Э=0,92*1*0,2*1,5=0,276

d_уч=d_гол С_i ^0,28 (14)

Диаметры, полученные расчетом округляют до ближайшего стандартного. Минимальный диаметр труб в системе хозяйственно- питьевого водоснабжения, объединенного с противопожарным, принимают 100 мм по /1/.

Например, расчет диаметра на участке “1-2”:

d_гол =0,276^0,15 (45,705/1000) ^0.43 1^0,28=219 мм

С_1-2=45,705/45,705=1

υ=4q/πd²=4*45,705*10^-3/3,14*0,250²=0,931 м/с

Рассчитываем аналогично для каждого участка диаметр трубопровода и скорость воды на участке сети. Расчетные данные вносим в таблицу 4.

Таблица 4.Определение диаметра труб на участках сети.

Участок	Прикидочный расход, qпр, л/с	Сi =	Сi^0,28	Вычисленный диаметр, dвыч., мм	Стандартный диаметр, dст, мм	Принятый диа –метр, dпр, мм	Ско -рость воды на участке, υ, м/с
1-2	45,705						0,931
1-8	30,47	0,666	0,892				1,267
2-7		0,218	0,653				1,274
8-7	22,925	0,501	0,824				1,279
2-3	24,74	0,541	0,842				1,400
7-6		0,481	0,814				1,245
3-6	0,58	0,0127	0,294				0,073
3-4		0,284	0,703				1,656
6-5	9,68	0,218	0,652				1,233
4-5	0,98	0,0214	0,340				0,124