Исследование условий работы водовода во время аварии

2.1 Дано: Водовод из стальных труб длиной должен при нормальном режиме работы пропустить расход Q. В случае аварии при неизменном напоре необходимо обеспечить подачу не менее 70% нормального расхода воды.

2.2 Исходные данные для выполнения расчетов приведены в таблице 2.1

 

 

Таблица 2.1

Исходные данные

 

Показатели	Варианты
Длина водовода,L,км	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0	5,5	6,5	7,5	8,5
Расход воды, Q, м3/с	0,75	0,85	0,95	1,05	1,15	1,2	1,25	1,3	1,35	1,4

 

2.3 Требуется:

а) определить степень надежности работы системы при прокладке водовода в 1,2,3 или 4 нитки;

б) определить потери напора в нитках водовода, во время аварийных режимов его работы, при условии, что перемычек на водоводе нет;

в) определить для водовода, проложенного в две нитки, влияние количества перемычек (от1до 9) на величины пропускаемых по нему расходов.

2.4 Решение.

Рассмотрим пример для L - 10 км и Q=1_,58 м³/с.

Определение степени надёжности системы при прокладке водовода в 1,2,3 и 4 нитки сводится в таблицу 2.2

 

Таблица 2.2

Определение степени надежности системы

Число ниток водовода	Расход на каждой нитке, л/с.	Диаметры труб, мм.	Удельн. сопрот. А∙10-t	Сопрот. S ∙ 10-6 (S=A∙ L)	Потери напора h=S ∙ Q,м	Степень надежности, %
			0,002		49,93
			0,006		37,45
			0,011		30,55
			0,022		34,33

 

Диаметры труб и удельные сопротивления (графы 3 и 4 таблицы 1.8) подбираются по величинам расходов пользуясь рекомендациями приведенными в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Рекомендации для выбора диаметров и удельных сопротивлений.

 

Расходы, л/с	Диаметры, мм.	Удельные сопротивления А∙ 10-6
0–8		172,9
8-23		30,65
23-44		6,96
44-71		2,19
71-104		0,85
104-143		0,37

 

 

Продолжение таблицы 2.3

143-190		0,19
190-246		0,10
246-336		0,06
336-481		0,022
481-654		0,011
654-870		0,006
870-1121		0,003
1121-1600		0,002

 

Расход воды в каждой нитке определяется по формуле:

(2.1)

где m – число ниток

Степень надежности при одной нитке равняется нулю. При большем

числе ниток

(2.2)

 

Если на одной нитке водовода произойдет авария, режим его работы изменится. В первом случае (при одной нитке) пропуск воды по водоводу прекращается. Показатели аварийной работы водовода, состоящего из двух, трех, и четырех ниток сводятся в таблицу 2.4

 

Таблица 2.4

Показатели аварийной работы водовода

Общее число ниток водовода	Число дейст. ниток при аварии	Диаметры труб, мм	Расход воды по одной нитке, л/с	Удельное сопротивление А∙ 10-6	Cопротивление S∙10-6	Потери напора h,м
				0,006		149,8
				0,011		68,7
				0,022		61,1

 

Рассматриваются варианты аварийной работы водовода в две нитки с перемычками. расчеты сводятся в таблицу 2.5.

Таблица 2.5

 

Варианты аварийной работы водовода в две нитки с перемычками.

Число перемычек	Число участков	Потери напора при аварии	Показатель увеличения потерь напора	Степень обеспеченности подачи воды при аварии, Р
		149,8	-
		93,62	2,5
		74,9	2,0

 

 

Продолжение таблицы 2.5

		65,54	1,75
		59,92	1,6
		56,18	1,5
		53,5	1,43
		51,5	1,38
		49,93	1,33
		48,7	1,3

 

Потери напора на аварийном, водоводе при подаче полного расхода воды определяется по формуле:

(2.3)

 

где m- число ниток;

n- число перемычек;

Q- полный расход, л/с;

S_у- сопротивление участка.

 

(2.4)

где n₁- число участков.

Показатель увеличения потерь напора в водоводе определяется по формуле:

(2.5)

 

Степень обеспеченности подачи воды во время аварии определяется по формуле:

(2.6)

Вывод (пример): для обеспечения подачи воды по одному участку водовода в пределах до 70 % от обычного расхода необходимо для водовода в 2 нитки установить не менее 3 – участков, следовательно, требуется установить 2 перемычки.

 

Расчетная работа № 3.