Гидравлический расчёт водопроводной сети

Задачей гидравлического расчёта внутреннего водопровода является обеспечение нормальной работой всех водоразборных приборов, находящихся в проектируемом здании. Расход воды, вытекающей из водоразборной арматуры при полностью открытом кране, зависит от её гидравлического сопротивления и вида, от величины напора перед арматурой. Каждый вид водоразборной арматуры имеет свой нормативный расход (приложение 4). Этот нормативный расход обеспечивается при определённом свободном нормативном напоре перед арматурой. Величина действующего свободного напора , м, перед водоразборной арматурой определяется разностью между гарантийным напором в городской сети , м, и суммой потерь напора при движении воды до данной водоразборной точки , м, сложенной с геометрической высотой подъёма , м

, (1.12)

Другими словами, свободный напор – это то, что остаётся от гарантийного напора после всех потерь напора и подъёма воды на определённую высоту при её движении до данной водоразборной точки.

Очевидно, что в наиболее невыгодном положении будет находиться самая удалённая и высоко расположенная от ввода водоразборная точка, до которой сумма потерь будет наибольшей. Такая водоразборная точка называется диктующей. На неё и ведётся расчёт.

Потери напора на каждом участке внутреннего водопровода зависят от расхода воды, протекающей по участку, длины участка и диаметра труб. Основным назначением гидравлического расчёта водопроводной сети является выбор наиболее экономичных диаметров трубопроводов и определение требуемого напора для пропуска расчётных расходов воды.

Расчёт выполняют в следующем порядке.

Выбранное расчётное направление движения воды (от ввода до диктующей точки) разделяют на расчётные участки. За расчётный участок принимают часть сети с постоянным расходом и диаметром между двумя водоразборными точками. Каждый расчётный участок водопроводной сети обозначают цифрами 1–2, 2–3, 3–4 и т. д. Нумерацию ведут от выливного отверстия диктующего крана сверху вниз до водомерного узла.

После определения расходов воды на всех расчётных участках назначаются диаметры труб. Для подбора диаметров труб пользуются таблицами гидравлического расчёта труб. В этих таблицах для различных диаметров и расходов приводится допустимая скорость протекания воды , м/с.

Диаметры труб внутренних водопроводных сетей надлежит назначать из расчёта наибольшего использования гарантийного напора воды в наружной водопроводной сети.

Скорость движения воды в трубопроводах внутренних водопроводных сетей не должна превышать 3 м/с. Оптимальной скоростью движения воды является скорость 1,5…2,5 м/с. Наиболее экономичными являются скорости в пределах 0,9…1,2 м/с. Эти скорости и должны служить ориентиром при назначении диаметров труб. При этом диаметр труб внутриквартирных сетей водопровода принимают 15 мм.

В этих же таблицах в зависимости от расхода воды и диаметра трубопровода приведены значения гидравлических уклонов (потерь напора на единицу длины трубопровода) на основании которых определяют гидравлические потери напора по длине каждого расчётного участка по формуле

, (1.13)

где – длина расчётного участка, м.

Весь расчёт внутреннего водопровода сводят в табл. 1.2.

 

Таблица 1.2

Гидравлический расчёт водопроводной сети

Наименование участка	Количество приборов	NP	α	Расчётный расход на участке, q, л/с	Диаметр трубы участка, d, мм	Скорость движения воды, V, м/с	Длина участка, l, м	Уклон, i	Потери напора по длине участка, hl, м
А – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 и т. д.
Сумма потерь напора по длине   Ввод

 

Далее определяют величину напора, требуемого для подачи нормативного расхода воды к диктующему водоразборному устройству при наибольшем хозяйственно-питьевом водопотреблении с учётом потерь напора на преодоление сопротивлений по пути движения воды.

, (1.14)

где – геометрическая высота подачи воды от точки присоединения ввода к наружной сети до диктующего водоразборного устройства, м;

– потеря напора во вводе, м;

– потеря напора в водомере, м;

– сумма потерь напора по длине расчётных участков, м;

1,3 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, которые для сетей хозяйственно-питьевого водопровода жилых и общественных зданий берутся в размере 30% от потерь напора по длине;

– рабочий нормативный напор у диктующего водоразборного устройства, м, принимаемый по приложению 4.

, (1.15)

где – высота этажа, м;

, – отметка 1-го этажа здания и отметка поверхности земли соответственно;

– высота расположения диктующей расчётной точки над уровнем пола верхнего этажа, м.

Полученный расчётный напор сравнивают с заданным гарантийным напором , м, и делают вывод о необходимости в повысительной установке.

При имеем наиболее простую и экономичную систему, действующую под напором в наружном водопроводе. При этом, если окажется много меньше , можно пойти на экономию материала, уменьшив на некоторых участках диаметры труб, руководствуясь предельно-допустимой скоростью движения воды = 3 м/с. В таком случае будет наиболее полно использован располагаемый гарантийный напор.

Если потребный напор окажется немного больше гарантийного, следует попробовать на некоторых участках увеличить диаметр трубопровода с тем, чтобы уменьшить потери напора. Такую операцию можно рекомендовать, если недостающий напор не превышает 50% от суммы потерь напора по длине участков.

При значительной недостаче напора необходимо произвести расчёт повысительной насосной установки.