Гидравлический расчет трубопровода II этапа от водонапорной башни

До гидрантов (26)

Н_II=h_тр, м.вод.ст.,

где м;

u₂=1,5м/с – скорость воды 2 этапа (приложение 1, табл. 16);

l₂= 800 м – длинна трубопровода от водонапорной башни до гидранта (табл. 2);

d₂=d₁=d= 250 мм – диаметр трубопровода 2 эиапа (приложение 1, табл.15);

– коэффициент сопротивления по длине трубопровода II этапа.

Таблица 2

Исходные данные для гидравлического расчета водопроводной сети

№ п/п	Параметры	Размерность	Варианты
	НГ – геометрическая высота подъема воды	м
	d/r – плавные закругления колена		0,4	0,6	0,8		1,2	1,4	1,6	0,4	0,6	0,8		1,2	1,4	1,2		0,8	0,6	0,4	1,6	1,4
	∆ - абсолютная высота шероховатости	мм	0,01	0,02	0,05	0,15	0,5			0,01	0,02	0,05	0,15				0,15	0,05	0,01			0,15
	U0 – скорость фильтрации через песчаный фильтр	м/с	0,014	0,015	0,016	0,Ю017	0,018	0,019	0,02	0,021	0,022	0,023	0,024	0,025	0,026	0,027	0,028	0,029	0,03	0,031	0,032	0,033
	t – температура воды	0с
	dч – диаметр частиц песка	мм	0,6	0,7	0,8	0,9		1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	0,6	0,7	0,8	0,9		1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
7	Нпес – высота слоя песка в фильтре	м	0,25	0,4	0,45	0,36	0,37	0,38	0,39	0,4	0,3	0,35	0,35	0,36	0,37	0,38	0,4	0,41	0,42	0,43	0,44	0,45
	Нпол – высота слоя пенополистирола в фильтре	м	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9		0,9	0,8	0,7	0,6	0,5		0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,6	0,7	0,8
	п зад – количество задвижек на I этапе
	п пов – количество плавных поворотов на 1200
	l1 – длина трубопровода I этапа	м
	l2- длина трубопровода II этапа	м
	Задвижка	h/d	0,125	0,25	0,375	0,625	0,7		0,125	0,25	0,375	0,625	0,7		0,125	0,25	0,375	0,625	0,7		0,7	0,5

Пример 3. Расчет пожарорукавных систем

 

Практические задачи по подаче воды к месту пожара решаются с учетом совместной работы водопроводной сети, насосов и рукавных систем. При подаче воды для пожаротушения используют как стационарные насосы, устанавливаемые на насосных станциях, так и насосы пожарных автомобилей.

 

Определение расхода воды, подаваемой насосом по пожарным руковам

Эту задачу можно решить графически и аналитически. При графическом решении задачи строят характеристики насоса и рукавной системы, точка пересечения которых указывает на предельные возможности насоса при данных условиях.

H_нас=a - bQ²= 112-0,01Q² – напор, развиваемый насосом, м,

где а = 112; b = 0,01 – параметры, характерезующие тип насоса (приложение 1, табл. 11);

 

H_мр=h_ств. + h_м.р. + Z – потери напора на магистральной рукавной линии, м,

где h_ств. = s_ств.^. Q²; h_м.р. = s_м.р. ^. Q²;

s_ств. =f(d_ств=13мм)₌ 2,89 – сопративление ствола (приложение 1, табл. 14);

s_м.р. = f (d_м.р=89мм)= 0,00385 – сопративление рукова на магистральной линии (приложение 1, табл. 13).

Для решения поставленной задачи приравниваем H_нас= H_мр и определяем расход Q.

м³/с.

Определение потерь напора в рукавных линиях при последовательном соединении (рис. 9а)

м,

где s ₁ =0,00385; s ₂ = 0,015; s ₃ = 0,034 – сопротивление рукавных линий при диаметрах d_1p=89мм, d_2p=77мм и d_3p=66 мм (приложение 1, табл. 13).

 

3. Определение потерь напора в рукавных линиях при параллельном соединении (рис. 9б)

м;

 

;

м.

Определение потерь напора в рукавных линиях при смешанном соединении (рис. 9в)

Согласно рисунку 9в смешанная система состоит из трех пожарных рукавов со стволами, вода к которым подается по магистральной линии.

Сопротивление отдельной рабочей линии с присоединенным стволом определяют по формуле:

м,

где S_см=S_общ.р+ S_м= 0,05 + 0,0754 = 0,0654

Общее сопротивление рабочих линий определяют по правилу параллельных соединений:

s_м= n_м ^. s_1м = 0,00385 ^. 4 = 0,0154,

где s_1м = 0,00385 при d = 89 мм – сопротивление одного рукава магистральной линии (приложение 1, табл. 13);

n_м = 4 – число магистральных линий (табл. 3);

s_ст1=0,634,s_ст2=0,353,s_ст3=0,634 при d_ст1=19мм, d_cт2=22мм и d_ст3=19мм (приложение 1, табл. 14).

5. Расчет совместной работы насосно-рукавных систем с помощью таблиц

Расчет совместной работы пожарных насосов рукавных линий удобно производить с помощью таблиц, составленных на основании энергетического решения различных примеров. Использование таблицы рассмотрим на примерах расчета нескольких схем подачи воды к ручным стволам по магистральным и рабочим линиям.

Пример 1. Определить требуемый напор насоса при подачи воды по линии l=360 м, из прорезиненных рукавов d= 77 мм, к стволу с насадкой d= 16 мм.Ствол поднят на уровень 4 этажа (рис. 9а).

Решение. Определим последовательно напор у ствола, присоединенного к магистральной линии H_ст=29 м (табл. 2). Расход у ствола равен расходу насоса Q=300 л/мин (табл. 16); Потери напора магистральной линии h=6 м (табл. 5). С учетом подъема ствола на 4 этаж Z=16 м (табл. 6); требуемый напор у насоса будет

H=H_ст+h+Z=29+6+16=51 м

Таблица 2

Определение напора у ствола Н_ст при длине компактной части струи 17 м

Диаметр ствола, d, мм
Напор у ствола, Нст, м

 

Таблица 3

Определение напора в начале рабочих линий у разветвления H_P

(принимается по линии, требующей наибольшего напора)

Напор у разветвления, HP, м	Линии из не прорезиненных рукавов	Напор у разветвления, HP, м	Линии из прорезиненных рукавов
l=40м d=51мм	l=60м d=51мм	l=40м d=51мм	l=60м d=51мм	l=40 – 60 м d=66 – 77мм
	Диаметр насадки, мм		Диаметр насадки, мм
	13, 16	-		13, 16	-	13 – 25
		13, 16			13, 16	-
						-
				-		-

 

Таблица 4

Определение расхода воды Q для рабочей линии л/мин

Напор у разветвления, НР, м	Диаметр насадки, мм

 

 

Таблица 5

Определение потерь напора h в магистральной линии

Расход воды, л/мин
-
Рукава диаметром 77 мм, длиной, м

 

Пример 2. Определить напор у насоса при подаче воды по рукавной схеме, приведенной на рисунке 9б. Стволы подняты на уровень 6 этажа.

Решение. По таблице 2 напор у ствола d=22 мм, составит H_СТ=26 м; расход из одного ствола Q_CT=500 л/мин (см. табл. 4), потери напора в линии h=33 м (см. табл. 5). Учитывая подъем стволов на 6 этаж, Z=24 м (см. табл. 6), напор насосов будет равен:

H=26+33+24=83 м.

Q_CT=1000 л/мин (см. табл. 4) – расход воды по обеим рукавным линиям.

Пример 3. Определить напор у насоса при подаче воды по рукавной системе, приведенной на рисунке 9. Стволы подняты на уровень 4 этажа.

Решение. Напор в начале рабочих линий у разветвления (табл. 3) будет равен: H_P=40 м; расход воды из трех стволов с насадками d=13 мм, составляет: Q=200∙3=600 л/мин (см. табл. 4). При этом расходе воды потери напора в магистральной линии равны около h_M=22 м (см. табл. 5). С учетом подъема стволов на уровень 4 этажа Z=16 м (см. табл. 6). Напор насоса будет составлять:

H=h_M+H_P+Z=22+40+16=78 м.

Таблица 6

Определение дополнительного напора у насоса в зависимости от геометрической высоты подъема стволов Z

Вариант

Число этажей

Напор

 

Пример 4. Определить напор у насоса при подаче воды по рукавной системе, приведенной на рисунке 9. Стволы подняты на уровень 2 этажа.

Решение. Согласно таблице 3 наибольший напор у разветвления при условии подачи воды по линии d=51 мм будет равен: H_P=50 м. Расход воды по рабочим линиям составит (см. табл. 4): для линии с насадками 13 мм 250∙2=500 л/мин; для линии с насадком 16 мм при напоре у разветвления 50 м 350 л/мин. Расход по рукавной системе будет равен: Q = 500+350=850 л/мин. При этом расходе потери напора в магистральной линии составят около h_M= 34 м (см. табл. 5). Учитывая подъем ствола на второй этаж, Z= 8 м (см. табл. 6). Напор у насоса равен сумме:

H=h_M+H_P+Z=34+50+8=92 м.

Таблица 3

Исходные данные для расчета насосно-рукавнных систем

 

№

Параметры

Разме-рность

Варианты

п/п

схема насосно рукавной системы

а

б

в

г

а

б

в

г

а

б

в

г

а

б

в

г

а

б

в

г

n1 – число этажей здания

dнас – диаметр насадки (ствола)

мм

d1рук – диаметр рукавов прорезиненных

мм

d2рук – диаметр рукавов прорезиненных

мм

d3рук – диаметр рукавов прорезиненных

мм

7

n1 – колич. рукавов первой раб.линии

n2 – колич. рукавов во второй раб.линии

n3 – колич. рукавов в третьей раб.линии

Z – высота здания

м

dm – диаметр рукавов по магистральной линии

мм

nM – число магистральных линий

d1ст – диаметр пожарного ствола первой линии (для рис. 9 г)

мм

d2ст – диаметр пожарного ствола второй линии (для рис. 9 г)

мм

d3ст – диаметр пожарного ствола третьей линии (для рис. 9 г)

мм

lм – длина магистральной линии (для рис. 9 а, б, в, г)

м

l1р – длина прорезиненого рукава первой линии (для рис. 9 г) / d1р

м / мм

40/51

60/51

60/77

40/51

60/51

l2р – длина прорезиненого рукава второй линии (для рис. 9 г) / d2р

м / мм

60/51

40/51

40/66

60/51

40/51

l3р – длина прорезиненого рукава третьей линии (для рис. 9 г) / d3р

м / мм

40/51

60/51

60/77

40/51

60/51