Водоснабжение населённого пункта и прилегающего с/х комплекса

 

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 2.Выбор  схемы водоснабжения  и трассировка

   водопроводной сети 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 Выбор схемы водоснабжения  и трассировка

   водопроводной сети

     Водопроводная сеть – один из основных элементов системы водоснабжения, который непрерывно связан с другими водопроводными сооружениями и предназначена для распределения воды между отдельными потребителями. Она должна обладать достаточной пропускной способностью, обеспечивающей подачу заданного количества воды ко всем местам потребления под необходимым напором; надежностью работы; экономичностью. Выполнение этих требований достигается в результате правильного выбора конфигурации сети в плане, схемы питания, материала труб и их диаметра для каждого участка.

   Проектирование водопроводной сети ведут в следующей последовательности

• трассируют сеть и устанавливают схему питания;
• намечают узловые точки и определяют величины отборов воды из них при заданных условиях работы сети;
• определят диаметры труб расчётных участков сети и потери напора на них;

   Трассировкой  водопроводной сети называют придание ей в плане определённого геометрического начертания, которое зависит от планировки объекта водоснабжения, рельефа местности и размещения на его территории отдельных водопотребителей.

   Расстояние  между продольными магистральными трубопроводами должна составлять не более 300-500 м, а перемычек не более 800 м.

   По  форме сети делятся на кольцевые, т. е. состоящие из одного или нескольких замкнутых контуров,  и тупиковые (разветвлённые).

   Кольцевые сети имеют преимущество перед тупиковыми, т. к. гарантируют надёжную и бесперебойную подачу воды, имеют меньший диаметр труб и обеспечивают циркуляцию воды. Для большинства объектов водоснабжения, сети  проектируется кольцевыми, особенно, когда система объединена с противопожарной.

     В нашем случае принимаем кольцевую систему водоснабжения, а отдельно стоящие потребители (ремонтно-механические мастерские и животноводческий комплекс) соединяем с кольцевой сетью тупиковыми водопроводами.

   Схема водоснабжения и трассировки  водопроводной сети представлена на рисунке 2.1 
 
 
 
 
 

                          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Гидравлический расчет водопроводной сети 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

   3. 1 Определение расходов воды, отбираемых на участках магистральных трубопроводов (путевые расходы)

   После трассировки магистральную водопроводную сеть разбивают на расчётные участки. Узлы сети намечают в точках подключения водоводов от насосной станции и от водонапорной башни, а также в местах отбора воды крупными потребителями и местах устройства пересечений и ответвлений магистральных линий. 

   Расходы воды, отбираемые на участках магистральных  трубопроводов, определяются из выражения:

   q_пут.i = q_уд ∙ L_i, л/с,

где: q_уд – удельный расход (расход, приходящийся на единицу длины водопровода), л/с∙м;

      L_i – длина участка, м.

   q_уд=qх/п /3,6∙ΣL,  л/с∙м,

где: ΣL- общая длина всех рассчитываемых участков;

    qх/п-хозяйственно питьевой расход в час максимального водопотребления ;

   q_{уд = 57,12/3,6*2625=0,00604} л/с∙м,

Результаты  расчетов путевых расходов сводим в таблицу 3.1.

                            Таблица 3.1. Определение путевых расходов.  

 

   3.2. Определение узловых расходов воды

   Узловые расходы условно принимаются  постоянными, не зависящими от напора в водопроводной сети и определяются по формуле:

   q_уз. = 0,5* Σ q_пут.i + Q_к.п., л/с

где: Σ q_пут.i – сумма путевых расходов на i-ых участках, прилегающих к  узлу, л/с;

      Q_к.п - расход воды крупными водопотребителями из узла, л/с.                                                                                                                                           

Расчет  узловых расходов воды сводим в таблицу 3.2.

       Таблица 3.2.  Определение узловых расходов   

 

   Крупные потребители:

   1. Ремонтно-механические мастерские  – Qсут.макс=1,49 л/с

   2. Животноводческий комплекс – Qсут.макс= 2,0 л/с

   Проверкой правильности нахождения узловых расходов является равенство их суммы расходу воды в час максимального водопотребления:

   q max =Σ q_уз.=19,36л/с

   Зная  узловые расходы  можно сделать  предварительное потокораспределение в кольцах, по результатам которого делается гидравлический расчёт кольцевой сети.  

   3.3. Предварительное потокораспределение

   После вычисления узловых расходов и определения  подачи водопитателей осуществляется предварительное потокораспределение, целью которого является выявление направлений движения воды в линиях сети и определение линейных

расходов. Количество воды, подаваемое в водопроводную сеть водопитателями должно быть равно количеству воды, отбираемое потребителями. Намечаем линейные расходы таким образом, чтобы для каждого узла было справедливо тождество:

   Σq_i=0;

где Σq_i – сумма поступающих в i-тый узел и уходящих из него расходов воды.

   Поступающие в узел расходы принимаются со знаком “+”, уходящие со знаком “-” . Результаты предварительного потокораспределения приведены на рисунке 3.1. 

3.4. Гидравлическая увязка  кольцевой водопроводной  сети.

   По  результатам предварительного потокораспределения  делается гидравлическая увязка кольцевой сети, результат которой сводится в таблицу 3.3.

   Основные  расчётные формулы:

   S=K*L*A*10^-6, м²/с²

   где: S – сопротивление участка,

           К – поправочный коэффициент  к значениям удельных сопративле-        ний,

           А – удельное сопротивление ,

           L – длина участка,

   h=S*q², м

     где:  h – потери напора,

           S – сопротивление участка,

            Q – расход на участке,

   V=Q/ω, м/с

   где: V – скорость потока на участке,

            Q – расход на участке,

            ω – площадь поперечного сечения трубы,

   ∆q=±Σ∆h/2*Σ(S*q), л/с

     где: ∆q – поправочный расход,

   q*=q±∆q*, л/с

   q**=q*±∆q**, л/с 

    где: q* - расход на участке при первом исправлении;

     Знак поправочного расхода означает, какие участки сети перегружены. Если знак «-», то перегружены участки, по которым вода течёт против  часовой стрелки, если знак «+», то перегружены участки, по которым вода течёт по часовой стрелке. Поэтому необходимо снять с перегруженных участков расход воды равный ∆q по модулю и прибавить к недогруженному участку в объёме ∆q. Расчёт проводится до тех пор, пока невязка станет допустимой в каждом кольце, то есть ∆h≤±0,5м.

    Таблица 3.3. Гидравлический расчет кольцевой сети