Определение расчетных расходов воды

Сооружения водопровода должны иметь пропускную способность, достаточную для всего расчетного срока его действия. За расчетный расход принимают расход в часы максимального водоразбора суток с наибольшим водопотреблением.

Расчетный суточный (средний за год) расход воды, м³/сут, на хозяйственно-питьевые нужды в городе определяют по формуле:

, (1. 6)

где – норма водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды, принимаемая согласно СНиП в зависимости от степени благоустройства районов жилой застройки и климатических условий,
– расчетное число жителей.

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления, м³/сут, определяют по формулам:

, (1. 7)

, (1. 8)

где и – максимальный и минимальный коэффициенты суточной неравномерности, зависящие от степени благоустройства зданий, режима водопотребления по сезонам года и дням недели: = 1. 1... 1. 3; = 0. 7... 0. 9.

Расчетные часовые расходы воды в м³/ч определяют по формулам:

, (1. 9)

, (1. 10)

где и – максимальный и минимальный коэффициенты часовой неравномерности, определяемые по формулам:

, (1. 11)

, (1. 12)

где – коэффициент, зависящий от степени благоустройства зданий и режима работы предприятия: = 1. 2... 1. 4; = 0. 4... 0.6; – коэффициент, зависящий от числа жителей в городе:

=1... 4. 5; = 0. 01... 1.

Расходы воды на поливку улиц, проездов, площадей и зеленых насаждений в населенных пунктах и на территории промышленных предприятий принимаются в зависимости от типа дорожных покрытий, климатических и грунтовых условий и вида зеленых насаждений в количестве от 0,3 до 15 л на 1 м² поверхности.

Расходы воды на производственные (технические) нужды промышленных предприятий определяются технологическим процессом каждого производства или типом установленного оборудования и аппаратуры.

В общем случае расходы воды на производственные нужды определяются из выражения:

, (1. 13)

где – норма недопотребления на единицу продукции; – число единиц продукции, выпускаемой за смену; – число смен.

Расчетные расходы воды на наружное пожаротушение и расчетное количество одновременных пожаров в населенных местах зависят от количества населения в городах и поселках и этажности застройки. Расчетные расходы воды на пожаротушение на промышленных предприятиях находятся в зависимости от степени огнестойкости зданий, категории производств по пожарной опасности и объема зданий.

Расходы воды на пожаротушение как для жилых зданий, так и для промышленных предприятий приводятся в строительных нормах проектирования.

Водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды ко всем точкам ее потребления с небольшим свободным напором, измеряемым высотой столба над поверхностью земли.

Напор (м вод. ст.) может быть вычислен по формуле:

, (1. 14)

где – геометрическая высота расположения самого высокого (расчетного) водоразборного прибора над поверхностью земли у точки подключения домового ввода, м вод. ст.; – сумма потерь напора воды на пути ее движения от точки подключения домового ввода до расчетного водоразборного прибора, м вод. ст.; – напор, необходимый для излива расчетного расхода воды, принимаемый в зависимости от типа санитарного прибора, м вод. ст.

Минимальный свободный напор в сети водопровода населенного пункта при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание должен приниматься при одноэтажной застройке не менее 10 м вод. ст., при большей этажности – на каждый этаж добавляется 4 м вод. ст.:

, (1. 15)

где – число этажей.

Для систем пожаротушения низкого давления которые рекомендуются для населенных мест, минимальный свободный напор у пожарных гидрантов, устанавливаемых на сети должен быть не менее 10 м. вод. ст.

Целью гидравлического расчета водопроводной сети является определение экономически выгодных диаметров труб, достаточных для пропуска заданных расходов воды, и определение потерь напора в сети. Последнее необходимо для установления высоты водонапорной башни и напора, который должны создавать насосы.

При расчетах сетей принимают упрощенную схему водоразбора (отдачи) воды, предполагая, что на промпредприятия вода подается в виде сосредоточенных расходов, а в города равномерно по длине сети. Расход, приходящийся на 1 м длины сети, называется удельным расходом:

, л/с, (1. 16)

где – общий расход (отдача) воды сетью, равномерно распределенный по длине сети, из которого вычитаются расходы, потребляемые промпредприятиями, банями, прачечными и пожарные расходы; – суммарная длина магистральных линий.

Рассмотрим произвольный участок водопроводной сети (рис. 1. 15).

Расход воды, который проходит по всей длине участка (ВБ-3) и поступает в следующий участок (3 –2), называется транзитным расходом .

Расход воды, отдаваемый каждым участком водопроводной сети, называется путевым – (см. рис. 1. 22).

Тогда на участке сети (ВБ-3) расчетный расход – , т. е. сумме транзитного и путевого расходов.

Путевой расход – , л/с.

Обычно при расчетах принимают упрощенную формулу:

 

, л/с. (1. 17)

С достаточной степенью точности мы получим те же расчетные расходы, если разделим путевой расход пополам и приложим его в начальной и конечной точках рассматриваемого участка.

 

Рис. 1.15. Расчетная схема участка сети

 

Таким образом, путевые расходы переводятся на расходы, сосредоточенные в узловых точках сети.

Узловой расход сети равен полусумме путевых расходов участков, примыкающих к данному узлу, – .

Такая схема позволяет получать в соответствии с формулой 1. 17 значения расчетных расходов участков, уже не считаясь с путевыми расходами.

Для определения диаметров труб участков магистральных линий сети применяют известную гидравлическую формулу:

,

откуда

, (2. 10)

где – расчетный расход воды в трубах, м³/с; – скорость движения воды в трубах, м/с.

Величиной скорости можно задаться исходя из значений эконо­мич­еских скоростей для различных диаметров труб.

При = 100 – 300 мм скорость = 0. 6-0. 9 м/с. При 300 мм – = 0. 9 – 1. 2 м/с.

Расчет сети проводится на случай максимального водопотребления.

В практических расчетах диаметры труб можно подобрать по величине известного расчетного расхода (при максимальном водопотреблении) по таблицам гидравлического расчета Ф. А. Шевелева. При этом выбранный диаметр должен соответствовать экономической скорости движения воды в трубопроводе. По этой же таблице определяют потери на единицу длины – 1000i (для выбранного диаметра).

Потери напора на участке сети могут быть определены:

, (1. 19)

где – длина участка сети, м.

Потери напора в сети на местные сопротивления ввиду их малости при расчете наружных водопроводных сетей не учитываются.

Для расчета (увязки) кольцевых сетей в настоящее время существуют несколько методов с применением вычислительных машин, которые в данном курсе не рассматриваются.