5.1. Построение вертикальной схемы системы насосная станция – башня - диктующая точка
Уточнение требуемого пьезометрического напора насосной станции и напора у всех элементов в данной системе водоснабжения производят по вертикальной схеме, которая строится по данным задания на курсовое проектирование. Пример изображения такой схемы приведен на рис. 8.Данная схема позволяет не только наглядно представить взаимосвязь существующих элементов в системе водоснабжения, но и осуществить ряд расчётов по уточнению требуемого пьезометрического напора у элементов водопровода.
Рис. 8. Схема высотной планировки системы насосная станция – башня - диктующая точка
5.2. Расчёт необходимого свободного пьезометрического напора у диктующей точки
Насосная станция должна обеспечивать подачу воды ко всем точкам населенного пункта не только в достаточном количестве, но и под необходимым свободным напором, особенно в самой удаленной, так называемой диктующей точке. Величину свободного необходимого пьезометрического напора в диктующей точке Hхозсв определяют в зависимости от этажности здания: при одноэтажной застройке Hхозсв составляет 10 м, а при большей этажности на каждый этаж добавляют по 4 м.
Следовательно, свободный пьезометрический напор для здания любой этажности можно определить из выражения:
Hхозсв=4(n-1)+10, м, (31)
где n - количество этажей.
В нашем примере: Hхозсв =4(3-1)+10=18 м.
5.3. Определение отметки положения низа регулирующего объёма в резервуаре водонапорной башни
При расположении башни в начале сети, напор воды в ней должен быть достаточен для обеспечения необходимого минимального свободного напора Hхозсв (рис. 8) при полной сработке регулирующего объёма. Для этого, начиная от диктующей точки, на всех элементах высотной схемы (рис. 8) следует определить потребные пьезометрические напоры с учетом потерь напора на соответствующем участке. Тогда геодезическая отметка низа регулирующего объёма в резервуаре с учётом потерь напора при пропуске расчётного расхода от башни до диктующей точки составит
Zmin= Hхозсв+Shсети+Zд.т м, (32)
где Shсети - алгебраическая сумма потерь напора на участке от башни до диктующей точки при пропуске максимального часового расхода (принимают но заданию);
Zд.т - отметка земли у диктующей точки, м.
В нашем примере: Zmin= 18 + 40 + 412=470 м.
5.4. Уточнение величины расчётного напора насосной станции
Требуемый напор насоса Нр определяют по формуле (15).Однако при уточнении требуемого напора величина Sh не принимается как ранее, ориентировочно, а рассчитывается с учётом принятой схемы обвязки насосов и известных диаметров трубопроводов. В конкретном случае сумма потерь напора Sh складывается из потерь напора во всасывающем и напорном трубопроводах:
Sh=hв+hн м, (33)
где hв - потери напора во всасывающем трубопроводе, м;
hн - потери напора в напорном трубопроводе, м.
В общем случае потери напора в трубопроводах обусловливаются потерями по длине и потерями на местные сопротивления и определяются следующим образом:
hв,hн=hдл+hм м, (34)
где hдл - потери напора по длине, м;
hм - местные потери, м.
При вычислении потерь напора по длине следует пользоваться формулой
hдл=1000i·l м, (35)
где 1000i - гидравлический уклон, мм/м (определяют по таблице Ф.А. Шевелёва);
l - длина трубопровода, м.
Потери напора в местных сопротивлениях вычисляют по формуле
м, (36)
где x - коэффициент местных сопротивлений на трубопроводе (принимают по приложению 4);
V - скорость движения жидкости по трубопроводу, м/с;
g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2.
С учётом изложенного потери напора во всасывающем трубопроводе составят:
м; (37)
потери напора в напорном водоводе
м. (38)
При вычислении потерь напора в напорном и всасывающих водоводах hн, hв потери напора в местных сопротивлениях могут быть приняты равными соответственно 10 и 15% потерь напора по длине. В этой связи формулы (37) и (38) несколько упрощаются и имеют вид:
hн = 1000i·lн·1,1/1000 м; (39)
hв = 1000i·lв·1,15/1000 м. (40)
Для нашего примера:
hн = 1000i·lн·1,1/1000=6,09·2000·1,1/1000=13,4 м; hв = 1000i·lв·1,15/1000=0,57·30·1,15/1000=0,02 м.
