| Номера узлов | Участки сети, | Удельный расход, л/с∙м | Путевой расход, л/с | Узловой расход | Сосредоточенный | Полный узловой | ||
| примыкающие | q узл = 0,5 q пут, л/с | расход | расход, л/с | |||||
| к узлу | ||||||||
| Обозначение | Расчетная | |||||||
| дилна, м | Наименование | Отбор, л/с | ||||||
| 1-2 | 385,32 | 0,010 | 3,853 | 3,299 | 3,299 | |||
| 1-10 | 274,4275 | 2,744 | ||||||
| 2-1 | 385,32 | 0,010 | 3,853 | 3,419 | ПП | 103,031 | 106,450 | |
| 2-3 | 298,475 | 2,985 | ||||||
| 3-2 | 298,475 | 0,01 | 2,985 | 6,790 | 6,790 | |||
| 3-4 | 313,183 | 3,132 | ||||||
| 3-10 | 746,288 | 7,463 | ||||||
| 4-3 | 313,183 | 0,01 | 3,132 | 5,547 | 5,547 | |||
| 4-5 | 796,222 | 7,962 | ||||||
| 5-4 | 796,222 | 0,01 | 7,962 | 7,265 | 7,265 | |||
| 5-6 | 291,565 | 0,004 | 1,166 | |||||
| 5-8 | 648,23 | 0,004 | 2,593 | |||||
| 5-10 | 280,7955 | 0,01 | 2,808 | |||||
| 6-5 | 291,565 | 0,004 | 1,166 | 1,085 | 1,085 | |||
| 6-7 | 250,775 | 0,004 | 1,003 | |||||
| 7-6 | 250,775 | 0,004 | 1,003 | 1,056 | 1,056 | |||
| 7-8 | 277,325 | 1,109 | ||||||
| 8-5 | 648,23 | 0,004 | 2,593 | 2,421 | 2,421 | |||
| 8-7 | 277,325 | 1,109 | ||||||
| 8-9 | 284,836 | 1,139 | ||||||
| 9-8 | 284,836 | 0,004 | 1,139 | 1,942 | 1,942 | |||
| 9-10 | 398,1 | 1,592 | ||||||
| 10-1 | 274,4275 | 0,01 | 2,744 | 7,304 | 7,304 | |||
| 10-3 | 746,288 | 0,01 | 7,463 | |||||
| 10-5 | 280,7955 | 0,01 | 2,808 | |||||
| 10-9 | 398,1 | 0,004 | 1,592 | |||||
| 143,157 |
Час максимального транзита
| Номера узлов | Участки сети, | Удельный расход, л/с∙м | Путевой расход, л/с | Узловой расход | Сосредоточенный | Полный узловой | ||
| примыкающие | q узл = 0,5 q пут, л/с | расход | расход, л/с | |||||
| к узлу | ||||||||
| Обозначение | Расчетная | |||||||
| дилна, м | Наименование | Отбор, л/с | ||||||
| 1-2 | 385,32 | 0,002 | 0,771 | 0,660 | 0,660 | |||
| 1-10 | 274,4275 | 0,549 | ||||||
| 2-1 | 385,32 | 0,002 | 0,771 | 0,684 | ПП | 33,381 | 34,065 | |
| 2-3 | 298,475 | 0,597 | ||||||
| 3-2 | 298,475 | 0,002 | 0,597 | 1,358 | 1,358 | |||
| 3-4 | 313,183 | 0,626 | ||||||
| 3-10 | 746,288 | 1,493 | ||||||
| 4-3 | 313,183 | 0,002 | 0,626 | 1,109 | 1,109 | |||
| 4-5 | 796,222 | 1,592 | ||||||
| 5-4 | 796,222 | 0,002 | 1,592 | 1,547 | 1,547 | |||
| 5-6 | 291,565 | 0,001 | 0,292 | |||||
| 5-8 | 648,23 | 0,001 | 0,648 | |||||
| 5-10 | 280,7955 | 0,002 | 0,562 | |||||
| 6-5 | 291,565 | 0,001 | 0,292 | 0,271 | 0,271 | |||
| 6-7 | 250,775 | 0,001 | 0,251 | |||||
| 7-6 | 250,775 | 0,001 | 0,251 | 0,264 | 0,264 | |||
| 7-8 | 277,325 | 0,277 | ||||||
| 8-5 | 648,23 | 0,001 | 0,648 | 0,605 | 0,605 | |||
| 8-7 | 277,325 | 0,277 | ||||||
| 8-9 | 284,836 | 0,285 | ||||||
| 9-8 | 284,836 | 0,001 | 0,285 | 0,417 | 0,417 | |||
| 9-10 | 398,1 | 0,398 | ||||||
| 10-1 | 274,4275 | 0,002 | 0,549 | 1,501 | 1,501 | |||
| 10-3 | 746,288 | 0,002 | 1,493 | |||||
| 10-5 | 280,7955 | 0,002 | 0,562 | |||||
| 10-9 | 398,1 | 0,001 | 0,398 | |||||
| 41,797 |
Час максимального водопотребления+пожар
| Номера узлов | Участки сети, | Удельный расход, л/с∙м | Путевой расход, л/с | Узловой расход | Сосредоточенный | Полный узловой | ||
| примыкающие | q узл = 0,5 q пут, л/с | расход | расход, л/с | |||||
| к узлу | ||||||||
| Обозначение | Расчетная | |||||||
| дилна, м | Наименование | Отбор, л/с | ||||||
| 1-2 | 385,32 | 0,010 | 3,853 | 3,299 | 3,299 | |||
| 1-10 | 274,4275 | 2,744 | ||||||
| 2-1 | 385,32 | 0,010 | 3,853 | 3,419 | ПП | 148,031 | 151,450 | |
| 2-3 | 298,475 | 2,985 | ||||||
| 3-2 | 298,475 | 0,01 | 2,985 | 6,790 | 6,790 | |||
| 3-4 | 313,183 | 3,132 | ||||||
| 3-10 | 746,288 | 7,463 | ||||||
| 4-3 | 313,183 | 0,01 | 3,132 | 5,547 | 5,547 | |||
| 4-5 | 796,222 | 7,962 | ||||||
| 5-4 | 796,222 | 0,01 | 7,962 | 7,265 | 7,265 | |||
| 5-6 | 291,565 | 0,004 | 1,166 | |||||
| 5-8 | 648,23 | 0,004 | 2,593 | |||||
| 5-10 | 280,7955 | 0,01 | 2,808 | |||||
| 6-5 | 291,565 | 0,004 | 1,166 | 1,085 | 1,085 | |||
| 6-7 | 250,775 | 0,004 | 1,003 | |||||
| 7-6 | 250,775 | 0,004 | 1,003 | 1,056 | 1,056 | |||
| 7-8 | 277,325 | 1,109 | ||||||
| 8-5 | 648,23 | 0,004 | 2,593 | 2,421 | 2,421 | |||
| 8-7 | 277,325 | 1,109 | ||||||
| 8-9 | 284,836 | 1,139 | ||||||
| 9-8 | 284,836 | 0,004 | 1,139 | 1,942 | 1,942 | |||
| 9-10 | 398,1 | 1,592 | ||||||
| 10-1 | 274,4275 | 0,01 | 2,744 | 7,304 | 7,304 | |||
| 10-3 | 746,288 | 0,01 | 7,463 | |||||
| 10-5 | 280,7955 | 0,01 | 2,808 | |||||
| 10-9 | 398,1 | 0,004 | 1,592 | |||||
| 188,158 |
6.2. Предварительное потокораспределение и выбор диаметров участков магистральной сети.
Для каждого расчетного случая составляется расчетная схема потокораспределения, состоящая из сети магистральных трубопроводов, в узлах которой проставляются номера узлов и узловые расходы, а на участках фактические длины.
Также указывается водопитатели и количество воды, поступающее от них. Во время пожара башня отключается и все необходимое количество воды поступает от НС-II.
На схемах показывают предполагаемое направление потоков (стрелками на участках сети). Затем намечают расчетные расходы на участках. Расчетные секундные расходы воды по участкам подсчитывают от концевых участков к начальным. При этом необходимо руководствоваться первым законом Киргофа
Σ Qi = 0, (11)
то есть сумма линейных расходов воды, приходящих к любому узлу сети, должна быть равна сумме расходов воды на участках, уходящих из этого узла.
Магистральные линии с целью их взаимозаменяемости должны иметь примерно одинаковую пропускную способность. Основным потребителям воду следует подавать кратчайшим путем.
Для каждого участка выбирается диаметр, одновременно обеспечивающий бесперебойную и экономичную работу сети в любых условиях.
Расчеты приводятся по форме табл. 8.
Таблица 8
Выбор оптимального диаметра труб
| Наименование участка | Час максимального водопотребления | Час максимального транзита | Максимальный час + пожар | Принимаемый диаметр d, мм | |||
| расчетный | скорость umax,м/с | расчетный | расчетный | скорость uпож,м/с | |||
| расход | расход | скорость uтр, м/с | расход | ||||
| q max, л/с | q тр, л/с | q пож, л/с | |||||
| 1-2 | 69,929 | 0,989 | 53,2504 | 0,753 | 92,429 | 1,307 | |
| 2-3 | 36,519 | 0,744 | 19,1854 | 0,391 | 59,019 | 1,202 | |
| 3-4 | 22,434 | 0,714 | 8,9137 | 0,284 | 37,434 | 1,191 | |
| 4-5 | 27,981 | 0,891 | 7,8047 | 0,248 | 42,981 | 1,368 | |
| 5-6 | 6,115 | 0,195 | 51,2427 | 1,631 | 9,865 | 0,314 | |
| 6-7 | 7,2 | 0,229 | 14,39 | 0,458 | 10,95 | 0,349 | |
| 7-8 | 8,256 | 0,263 | 14,655 | 0,466 | 12,006 | 0,382 | |
| 8-9 | 18,933 | 0,603 | 29,91 | 0,952 | 26,433 | 0,841 | |
| 9-10 | 20,875 | 0,664 | 30,33 | 0,965 | 28,375 | 0,903 | |
| 10-1 | 69,929 | 0,989 | 53,2504 | 0,753 | 92,429 | 1,307 | |
| 3-10 | 20,875 | 0,664 | 8,9137 | 0,284 | 28,375 | 0,903 | |
| 5-8 | 8,256 | 0,263 | 14,655 | 0,466 | 12,006 | 0,382 | |
| 5-10 | 20,875 | 0,664 | 30,33 | 0,965 | 28,375 | 0,903 |
6.3. Увязка кольцевой сети по потерям напора.
Расчет (увязка) кольцевой сети основан на II законе Кирхгофа:
Σ hi = 0, (12)
т.е. алгебраическая сумма потерь напора на участках кольца (или замкнутого контура) должна быть равна нулю. При этом положительными считаются потери напора на участках с направлением движения воды по часовой стрелке (в данном контуре или кольце), а отрицательными – на участках с направлением движения воды против часовой стрелки. Разница между положительными и отрицательными потерями напора в кольце называется невязкой и обозначается Δ h; в зависимости от знака, с которым получена невязка, вносятся изменения в предварительное потокораспределение (если Δ h с плюсом, то на участках с направлением потока по часовой стрелке расходы уменьшаются на величину поправочного расхода, а на участках с направлением потока против часовой стрелки увеличиваются на эту же величину, и наоборот).
Сеть увязывают до тех пор, пока невязки во всех кольцах сети не станут допустимыми:
|Δ h | ≤ 0,5 – для кольца;
|Δ h | ≤ 1,0 – для контура сети.
В данном курсовом проекте увязка сети выполнена методом Лобачева-Кросса.
Метод Лобачева-Кросса.
Определение потерь напора на участках колец производится по формуле
h = Sq 2 или h = i× l, (13)
| где | q | – | расход на участке, л/с; | ||||
| S | – | сопротивление линии, равное S = S 0δ l, | |||||
| где | S 0 | – | удельное сопротивление, принимаемое по [9]; | ||||
| l | – | фактическая длина участка; | |||||
| δ | – | поправочный коэффициент, зависящий от скорости. | |||||
Величина S считается для каждого участка один раз и при дальнейших расчетах считается постоянной, проверяется при достижении Δ h допустимой величины.
После определения потерь напора, по данным предварительного потокораспределения, вычисляют величину невязки одновременно во всех кольцах; если их величины больше допустимых, вычисляют поправочный расход для каждого кольца по формуле
или 
(14)
Поправочный расход пропускается по кольцу в направлении, противоположном знаку невязки. Для линии, являющейся общей для смежных колец, определяется суммарный (алгебраическая сумма) поправочный расход.
Расчет выполняется по форме табл. 9.
Расчет водоводов.
От насосной станции и водонапорной башни до сети прокладываются напорные водоводы в 2 нитки. Гидравлический расчет водоводов состоит в определении их диаметров и потерь напора при пропуске различных расчетных расходов воды.
Диаметр водоводов от насосной станции до регулирующей емкости (в случае с проходной башней) или до сети определяется по максимальной производительности насосной станции. Потери напора находятся для случаев:
1) подачи НС-II в час максимального водопотребления;
2) подачи НС-II при пожаре в час максимального водопотребления;
3) подачи НС-II при аварии на одном из водоводов, когда по другому пропускается 70% максимального часового расхода.
4) подачи НС-II в час транзита.
Диаметр водоводов, соединяющих сеть с регулирующей емкостью (проходная башня), назначается по максимальному часовому расходу воды. Потери напора определяются также для трех вышеперечисленных случаев работы сети.
В схеме с контрёмкостью диаметр водоводов, соединяющих ее с сетью, принимается по величине максимального транзитного расхода или по максимальной величине расхода, подаваемого в сеть от водонапорной башни.
Потери напора определяются по формуле
h = (1,1-1,05) i × l, (15)
| где | i | – | гидравлический уклон; | |||
| l | – | длина водовода; | ||||
| 1,1-1,05 | – | коэффициент, учитывающий дополнительные потери напора в местных сопротивлениях. | ||||
| Наименование участка | Час максимального водопотребления | Час максимального транзита | Максимальный час + пожар | Принимаемый диаметр d, мм | |||
| расчетный | скорость umax,м/с | расчетный | расчетный | скорость uпож,м/с | |||
| расход | расход | скорость uтр, м/с | расход | ||||
| q max, л/с | q тр, л/с | q пож, л/с | |||||
| НС-1 | 71,6 | 0,744 | 53,6 | 0,557 | 94,07 | 0,978 | |
| 70%НС | 100,2 | 1,041 | 0,779 | 131,7 | 1,369 | ||
| ВБ-6 | 0,061 | 32,7 | 0,666 | - | - | ||
| 70%ВБ | 4,3 | 0,088 | 45,8 | 0,933 | - | - |
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
6) 
7) 
8) 
9) 
10) 
