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;
Sу- 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.
