Рассчитать тупиковый водопровод, обслуживающий населенный пункт Схема водопровода показана на рис. 1, график суточного водопотребления на рис. 2. Необходимо определить: расчетные расходы на участках водопровода, диаметр трубопроводов и общие потери напора по участкам, необходимую высоту водонапорной башни; используя кривую суммарного водопотребления и прямую суммарной подачи водонапорной станции, определить регулирующую емкость бака водонапорной башни, выбрать типовой проект башни (приложение 2); определить необходимые подачу и напор погружного насоса, подающего воду в систему и выбрать марку насоса (приложение 3). Для расчета потерь напора по длине в трубах на участках водопровода необходимо воспользоваться данными таблиц Ф.А. Шевелева (приложение 1). Рассчитывая трубопроводы, принять местные потери напора составляющими 10% от потерь напора по длине. При определении необходимого объема бака водонапорной башни пожарный и аварийный запас принять равными каждый по 10 % от регулирующего объема бака. Высоту бака водонапорной башни принять HР=3 м. Другие показатели, необходимые для расчета, взять из приводимых рисунков и таблиц.
Максимальное суточное водопотребление 150 м3/сут.
Путевой расход 0,002 л/(с·м).
Минимальный свободный напор 8 м.
Материал труб – асбестоцементные.
Время непрерывной работы погружного насоса с 6 до 16 часов.
Заглубление погружного насоса под динамический уровень 1 м.
Расстояние от поверхности земли до динамического уровня воды в скважине 30 м.
Распределение пикового часового расхода по узлам водопровода, %
qуз1 6 qуз6 8
qуз2 5 qуз7 11
qуз3 4 qуз8 15
qуз4 15 qуз9 9
qуз5 15 qуз10 4,9
Рис. 1. Схема системы водоснабжения
Рис. 2 Графики суточного водопотребления
Решение
1. Рассчитаем расход для каждого узла в пиковом режиме. Наиболее интенсивное водопотребление наблюдается в период c 7-10 часов, и составляет 6.0 % от суточного водопотребления. Вычисляем пиковый расход по формуле:
Разбиваем водопроводную сеть на участки. Принимаем, что пиковый расход полностью распределяется между узлами, т.е. в каждом узле из сети вытекает узловой расход, составляющий некоторый процент от пикового. Если в задании сумма долей распределения пикового часового расхода по узлам трубопровода не равна 100%, считаем, что остаток распределяется в конце участка с путевым расходом. Рассчитаем расход для каждого узла в пиковом режиме. Расчет производим по формуле:
Таблица 2. Распределение пикового часового расхода по узлам трубопровода в абсолютных величинах:
Теперь можно переходить к рассмотрению каждого участка в отдельности. Расчет начинаем с наиболее удаленного узла – №10.
Расчет начинаем с наиболее удаленного узла – №10.
Расход на участке 8-9:
Расход на участке 8-10:
Расход на участке 4-8:
Расход на участке 7-6:
Расход на участке 5-6:
Q5-6 = Q6-7 + Qуз6 = 0,39 + 0,28 = 0,67 , л/с
Расход на участке 4-5:
Q4-5 = Q5-6 + Qуз5 = 0,67 + 0,53 = 1,19 , л/с
Расход на участке 1-4:
Q1-4 = Q4-5 + Q4-8 + Qуз4 = 1,19 + 1,26 + 0,53 = 2,98 , л/с
Расход на участке 2-3:
Q2-3 = Qуз3 = 0,14 , л/с
Расход на участке 1-2:
Q1-2 = Q2-3 + Qуз2 = 0,14 + 0,18 = 0,32 , л/с
Расход на участке 0-1 (от водонапорной башни до врезки в трубопровод):
Q0-1 = Q1-2 + Q1-4 + Qуз1 = 0,21 + 0,32 + 2,98 = 3,5 , л/с
Сравнивая значение Q0-1 с пиковым расходом, убеждаемся в их тождестве, что свидетельствует о том, что все расходы заданной схемы будут учтены при расчете потерь напора. 2. Выбираем предполагаемые диктующие точки. Согласно приведенной схеме, наиболее удаленными от водонапорной башни являются узлы №7, №9 и №10. Принимаем их в качестве предполагаемых диктующих точек. 3. Вычисляем значение потерь напора в магистралях, идущих от водонапорной башни к предполагаемым диктующим точкам. Местные потери напора принимаем равными 10% от потерь напора по длине. Расчетная формула для вычисления потерь напора по длине имеет вид:
ℎдл = 1000𝑖 ∙ 𝑙 (3)
где 1000i – гидравлический уклон, увеличенный в 1000 раз, м/км; l – протяженность участка, км
. Расчетная формула для вычисления общих потерь напора имеет вид:
ℎ𝑤 = 1,1 ∙ ℎдл (4)
Гидравлический уклон определяем с помощью таблиц Ф.А. Шевелева, в зависимости от диаметра трубопровода (Приложение 1 к Методическому руководству). Диаметр трубопровода принимаем в зависимости от расхода. Если величина расхода находится между двумя табличными значениями, то гидравлический уклон находим при помощи интерполирования.
где (1000i)р – значение соответствующее расчетному расходу, м/км; (1000i)" и (1000i)' – значения, соответствующие ближайшим большему и меньшему к расчетному табличным значениям расхода, м/км; Q' и Q" – табличные значения расхода ближайшие меньшее и большее к расчетному, л/с. Qp – расчетное значение расхода, л/с.
3.1. Рассчитываем участки трубопровода, используемые при выборе предполагаемой диктующей точки. Расход на участке и соответствующий ему диаметр по Приложению 1 к Методическому руководству:
Участок Б-1.
QБ-1 = 3,5 л/с; d = 75 мм
Гидравлический уклон:
Потери напора по длине трубопровода в соответствии с (3):
hдлБ-1 = 10,658∙ 1200 = 12,79 м
Общие потери напора по (4):
hwБ-1 = 1,1∙12,79 = 14,069 м
Участок 1-4.
Q1-4 = 2,98 л/с; d = 75 мм
Гидравлический уклон:
Потери напора по длине трубопровода в соответствии с (3):
hдл1-4 = 7,858 ∙ 890 = 6,994 м
Общие потери напора по (4):
hw1-4 = 1,1∙6,994 = 7,693м
Участок 4-5.
Q4-5 = 1,19 л/с; d = 75 мм
Гидравлический уклон:
Потери напора по длине трубопровода по (3):
hдл4-5 = 1,468 ∙ 850 = 1,248 м
Общие потери напора по (4):
hw4-6 = 1,1∙1,248 = 1,373м
Участок 5-6.
Q5-6 = 0,67 л/с; d = 50 мм
Гидравлический уклон по (5):
Потери напора по длине трубопровода в соответствии с (3):
hдл5-6 = 3,63 ∙ 630 = 2,287 м
Общие потери напора по (4):
hw5-6 = 1,1∙2,287 = 2,516м
Участок 6-7.
Q6-7 = 0,39 л/с; d = 50 мм
Гидравлический уклон:
Потери напора по длине трубопровода по (3):
hдл6-7 = 1,36 ∙ 760 = 1,034 м
Общие потери напора по (4):
hw6-7 = 1,1∙1,034 = 1,137м
Участок 4-8.
Q4-8 = 1,26 л/с; d = 75 мм
Гидравлический уклон:
Потери напора по длине трубопровода по (3):
hдл4-8 = 1,631 ∙ 1120 = 1,827 м
Общие потери напора по (4):
hw4-8 = 1,1∙ 1,827 = 2,01 м
Участок 8-9
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
