Гидравлический расчет внешней водопроводной сети

Гидравлический расчет внешней водопроводной сети осуществляют с целью определения диаметров труб и потерь напора на преодоление сопротивления в трубах на расчетных участках при пропуске по ним расчетного количества воды. Значение потерь напора на расчетных участках необходимо знать также для расчета высоты водонапорной башни и для выбора водоподъемной машины с требуемым напором. Для удобства введения гидравлического расчета внешней водопроводной сети разбивают ее на расчетные участки. Расчетные участки - это такие участки внешней водопроводной сети, по которым будет течь отличающееся от соседнего участка количество воды в единицу времени. Границу таких расчетных участков нумеруется строчными буквами русского алфавита.

Для определения диаметров труб и потерь напора на участках необходимо вычислить в них секундный расход воды:

g_n= a × m × k₁ × k₂/(3600 × 24), (3.4)

где k₂ - коэффициент часовой неравномерности, равный для животноводческих объектов с автопоилками - 2,5, а без - 4,0;

3600 - количество секунд в одном часе; 24 – количество часов в сутки.

Расчет секундного расхода воды начинают с конца тупика против движения воды, учитывая при этом то, что на каждом последующем участке секундный расход воды увеличивается на величину предыдущего участка. С учетом этого, секундный расход воды на участках вычисляются:

g_а-б = 10000×2×1,3×4/(3600×24) =1,20 л/с;

g_б-в =1,20+(50×100×1,3×2,5/86400)+(200×20×1,3×4/86400)+(5000×5×1,3×4/86400)=

= 1,2 + 0,19 + 0,24 + 1,50 = 3,13 л/с;

g_в-г =3,13+(100×100×1,3×2,5/3600×24)+(100×100×1,3×2,5/3600×24)=3,13+0,38+0,38=

= 3,89 л/с; g_г-д = 3,89 + 0,38 + 0,38 = 4,65 л/с;

g_ж-з =(1500×20×1,3×2,5/3600×24)+(6000×2×1,3×4/3600×24) = 1,13 + 0,72 = 2,57 л/с;

g_з-е = 2,57 + 1,13 + 1,13 = 4,83 л/с;

g_е-д =4,83+(100 60×1,3×2,5/3600×24)+(100×60×1,3×2,5/3600×24)= 4,83 + 0,23 + 0,23 =

= 5,29 л/с; g_д-и = q_и-к = 4,65 + 5,29 = 9,94 л/с;

Все данные секундного расхода воды по участкам заносятся в таблицу 3.1, куда кроме этого, пользуясь таблицей академика. Н. Н. Павловского (см. приложение 3), записывают величины скорости движения воды V, диаметра условного прохода или диаметра труб d, удельных потерь напора в трубах 100·i, а также вычисленные по топографическому плану местности значения длины каждого участка L, стандартной длины одной трубы l, количество использованных на расчетных участках труб n и потери напора h на расчетных участках при использовании выбранных труб.

При выборе диаметров труб по таблице академика Н. Н. Павловского необходимо руководствоваться следующими соображениями:

- при скорости движения воды в трубах менее чем 0,40 м/с поток воды имеет ламинарный характер и взвешенные частицы, которые оказываются в воде, могут оседать внутри трубы, уменьшая при этом живое сечение, что влечет за собой периодическую их промывку, что является трудоемкой работой в производственных условиях;

-при скорости движения воды в трубах более чем 1,25 м/с может возникнуть гидравлический удар при резком закрытии вентилей или задвижек, давление воды внутри трубопровода при этом может достичь десятка атмосфер и при определенных условиях может разорвать трубопровод.

Поэтому наиболее целесообразными считаются скорости движения воды трубах, которые приведенные в табл. 3.2.

Таблица 3.1

Результаты гидравлического расчета

Расчет-ный участок	Секундный расход воды q, л/с	Скорость движения воды V, м/с	Диаметр трубы d, мм	Гидравлический уклон 100 i,	Длина участка L, м	Потери напора на участке h, м	Длина одной трубы l, м	Количество труб на участке n, шт.
а - б	1,20	0,64		1,99		1,00
б - в	3,13	0,73		1,55		0,76
в - г	3,89	0,51		0,51		0,26
г - д	4,65	0,60		0,71		2,13
ж - з	2,57	0,56		0,92		0,46
з - е	4,83	0,60		0,71		0,36
е - д	5,29	0,70		0,96		3,84
д - и	9,94	0,81		0,96		0,48
и - к	9,94	0,81		0,96		0,48

Таким образом, по значениям вычисленного секундного расхода воды на расчетных участках и с учетом вышеуказанных оптимальных скоростей движения воды в трубопроводах, подбирают диаметры трубопроводов на этих расчетных участках.

Таблица 3.2

Оптимальные скорости движения воды в трубах