Гидравлический расчет водопроводной сети поселка

Гидравлический расход водопроводной сети выполняем в два раза — при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (в обычное время) и при пожаре. Цель гидравлического расчета — определить потери напора в сети. При максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (в обычное время). Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 490,8 м³/ч = 136,33 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 45,63 м³/ч = 12,67 л/с, а сосредоточенный расход прачечной 5,625 м³/ч =1,56 л/с.

Рисунок 3. Расчетная схема водопроводной сети.

Определим равномерно распределенный расход:

Q_рас^пос = Q^общ — (Q_пр + Q_прач) = 136,33 — (12,67 + 1,56) = 122,1 л/с.

Определим удельный расход:

q_уд = Q_рас^пос/L = 122,1/6400 = 0,019 л/с.

L = Уlj = 800 + 1000 + 600 + 1000 + 1000 + 400 + 400 + 1200 = 6400 м.

Определим путевые отборы по формуле Q_{пут j} = l_jq_уд. Результаты сведем в таблицу 2.

Определим путевые расходы.

q_узл = 0,5(Q_{пут 1−2} + Q_{пут 7−1}) и т. д. Результаты сведем в таблицу 3.

Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляем сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 — сосредоточенный расход прачечной. Покажем величины узловых расходов на рис. 4.

Рисунок 4. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами.

Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара).

Выберем диктующую точку, т. е. конечную точку подачи воды. Это точка 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (см. рис.4). Потоки воды могут подойти к точке 5 по 3-м направлениям:

• 1: 1−2-3−4-5;
• 2: 1−7-4−5;
• 3: 1−7-6−5.

Для узла 1 должно выполнятся соотношение q₁ + q₁₋₂ + q₁₋₇ = Q_ч^общ. Величины q₁ и Q^общ. Принимаем q₁₋₂ = 70 л/с. Тогда:

q₁₋₇ = Q^общ — q₁ — q₁₋₂ = 136,33 — 11,4 — 70 = 54,88 л/с.

Принимаем q₇₋₄ = 10 л/с.

Аналогично получаем:

узел 7: q₇₋₆ = q₁₋₇ — q₇ — q₇₋₄ = 54,88 — 19,08 — 10 = 25,8 л/с.

узел 6: q₆₋₅ = q₇₋₆ — q₆ = 25,8 — 13,35 = 12,45 л/с.

узел 2: q₂₋₃ = q₁₋₂ — q₂ = 70 — 17,17 = 52,83 л/с.

узел 3: q₃₋₄ = q₂₋₃ — q₃ = 52,83 — 16,82 = 36,01 л/с.

узел 4: q₄₋₅ = q₃₋₄ — q₄ + q₇₋₄ = 36,01 — 26,71 + 10 = 19,3 л/с.

Проверка: q₅ = q₄₋₅ + q₆₋₅ = 19,3 + 12,45 = 31,75 л/с.

При пожаре При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды, за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т. п. (п. 2.21. СНиП 2.04.02−84*). Без учета расхода воды на душ час максимального водопотребления не изменяется. К тому же, в час максимального водопотребления душ не используется. Поэтому расход воды на пожаротушение добавляем к узловому расходу в точке 5:

q¹₅ = q₅ + Q_пож = 31,75 +126,25 = 158 л/с.

Т.к. Q^1общ = Q^общ + Q_пож = 136,33 + 126,25 = 262,58 л/с. > Q^общ = 136,74, то узловые расходы при пожаре будут отличаться от узловых расходов без пожара. Определим узловые расходы при пожаре так, как это делалось без пожара. При этом будем учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

Q_пр = 12,67 л/с; Q_прач = 1,56 л/с; Q_пож = 126,25 л/с.

Результаты запишем в таблицу 3.

Равномерно распределенный расход будет равен:

Q¹_рас^пос = Q^1общ — (Q_пр + Q_пож + Q_прач) = 262,58 — (12,67 + 126,25 + 1,56) =122,1 л/с = Q_рас^пос = 122,1 л/с.

Поэтому путевые отборы не изменятся.

Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети (учитывая п. 3.1.6. и меняя только Q^общ на Q^1общ):

Принимаем q₁₋₂ = 104 л/с.

узел 1: q₁₋₇ = Q^1общ — q₁ — q₁₋₂ = 262,58 — 11,4 — 104 = 147,18 л/с.

Принимаем q₇₋₄ = 24 л/с.

узел 7: q₇₋₆ = q₁₋₇ — q₇ — q₇₋₄ = 147,18 — 19,08 — 24 = 104,1 л/с.

узел 6: q₆₋₅ = q₇₋₆ — q₆ = 104,1 — 13,4 = 90,7 л/с.

узел 2: q₂₋₃ = q₁₋₂ — q₂ = 120 — 17,17 = 86,83 л/с.

узел 3: q₃₋₄ = q₂₋₃ — q₃ = 86,83 — 16,82 = 70,01 л/с.

узел 4: q₄₋₅ = q₃₋₄ — q₄ + q₇₋₄ = 70,01 — 26,71 + 24 = 67,3 л/с.

Проверка: q₅ = q₄₋₅ + q₆₋₅ = 67,3 + 90,7 = 158 л/с.

Определим диаметры труб участков сети. Для пластмассовых труб Э = 0,5.

По экономическому фактору и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению II Указаний … определяем диаметры труб участков водопроводной сети:

d₁₋₂ = 0,45 мd₂₋₃ = 0,45 м.

d₃₋₄ = 0,4 мd₄₋₅ = 0,4 м.

d₅₋₆ = 0,45 мd₆₋₇ = 0,45 м.

d₁₋₇ = 0,5 мd₇₋₄ = 0,2 м.

Соответствующие внутренние диаметры:

d₁₋₂ = 0,28 мd₂₋₃ = 0,28 м.

d₃₋₄ = 0,229 мd₄₋₅ = 0,229 м.

d₅₋₆ = 0,28 мd₆₋₇ = 0,28 м.

d₁₋₇ = 0,315 мd₇₋₄ = 0,147 м.

3.1.8. Произведем увязку водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водоснабжении.

Потери напора определяем по формуле:

h = l (0,01344(1/V)^0,226/d_р^0,226)V²/2gd_p.

Результаты увязки сведем в таблицу 4 и отобразим на рисунке 7.

Находим средние потери напора в сети:

h_с = (h_{1−2-3−4-5} + h_1−7-4−5 + h_1−7-6−5)/3 = 3,37 м.

Произведем увязку водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водоснабжении с учетом расходов на пожаротушение.

Результаты увязки сведем в таблицу 5 и отобразим на рисунке 8.

Находим средние потери напора в сети:

h_с = (h_{1−2-3−4-5} + h_1−7-4−5 + h_1−7-6−5)/3 = 18,62 м.