Гидравлический расчет тупиковой водопроводной сети кратко
Обновлено: 30.06.2024
Требуется произвести расчет системы водоснабжения населенного пункта и железнодорожной станции. Схема водоснабжения представлена на рисунке 1.
Из резервуара чистой воды (точка 1) вода насосной станции второго подъема (точка 2) по напорному водопроводу (участок 2-3) перекачивается в водонапорную башню (точка 3), из который поступает в кольцевую водонапорную сеть (3-4-5-6-3) и тупиковый водопровод, подключенный к кольцевой сети в точке 4.
Кольцевая водопроводная сеть (КС) снабжает водой населенный пункт и водопотребителей железнодорожной станции, тупиковая сеть водопровода (ТС) питает водой водоразборные колонки 7,8,9,10,11 близлежащего поселка с одноэтажной застройкой. Противопожарное водоснабжение осуществляется пожарными машинами с прицепными автоцистернами.
Исходные данные для расчета:
Расчетное число жителей в населенном пункте Nж – 70 тыс. человек
Этажность застройки nэ - 5 этажей
Степень благоустройства жилой застройки – Внутренний водопровод, канализация, централизованное горячее водоснабжение
Максимальные суточные расходы воды потребителями Qсут max: ПП – 2000 м 3 /сут, ЛД – 1100 м 3 /сут, ПЗ – 25 м 3 /сут
Число пассажирских вагонов, ежедневно заправляемых водой на станции Nв – 200 вагонов
Число жителей в поселке, потребляющих воду из водоразборных колонок Nn – 7,5 тыс. человек
Максимальный секундный расход водоразборной колонки q – 1,8 л/с
Длина напорного водопровода (участок 2-3) lв – 340 м
Свободный напор в точках 7,8,9,10,11 Hсв – 10 м
Отметки земли z в точках: 3 – 98 м; 4,5,6 – 97 м; 9 – 98 м; 7,8,10,11 – 95 м
Отметка уровня воды в РЧВ (точка 1) z1 – 87 м.
1. Расчет тупиковой сети водопровода
Тупиковая сеть водопровода (ТС) подключена к кольцевой сети (КС) в точке 4 и питает водой водоразборные колонки 7,8,9,10,11 близлежащего поселка с одноэтажной застройкой.
1.1 Определение расчетных расходов воды
Расчетным расходом для сети водоснабжения (по этому расходу производят гидравлический расчет сети) является максимальный секундный расход в час максимального водопотребления.
Для тупиковой сети расчетный расход на каждом участке сети водопровода равен сумме максимальных секундных расходов воды в водоразборных (узловых) точках, расположенных за рассматриваемым участком (по направлению движения воды).
Водоразборной называется точка на сети водопровода, откуда производится отбор воды потребителями. Для данной тупиковой сети водопровода это точки 7,8,9,10 (рис 2), стрелки указывают на отбор воды из этих точек.
Исходя из вышесказанного, расчетный расход воды, л/с,
1.2 Гидравлический расчет тупиковой сети
Цель гидравлического расчета – определить на каждом расчетном участке водопроводной сети, зная расчетный расход, экономически наивыгоднейший диаметр труб, скорость течения воды и потери напора в трубопроводе.
Потери напора в трубопроводе определяют по формуле, м,
где i – гидравлический уклон или потеря напора на единицу длины трубопровода
l - длина расчетного участка водопроводной сети, м.
Гидравлический расчет тупиковой сети водопровода
1.3 Определение расхода и напора в начальной точке тупиковой сети водопровода (точка 4)
Расход воды в точке 4, q, л/с, поступающий в тупиковую сеть, должен обеспечивать водой всех потребителей тупиковой сети в случае максимального водопотребления
Напор в точке 4 водопроводной сети, необходимый для обеспечения бесперебойной работы тупиковой сети в случае максимального водопотребления, вычисляют, м,
где Hсв – свободный напор в диктующей точке сети, м
∑h – сумма потерь напора, м, на участках тупиковой сети по магистральной линии (трубопроводу, соединяющему начальную точку 4 и диктующую)
1,1 – коэффициент, учитывающий величину местных сопротивлений в магистральном трубопроводе
z, z4 – отметки земли в диктующей точке и в точке 4
2. Расчет кольцевой сети водопровода
2.1 Определение расчетных расходов воды
Расчетными расходами являются максимальные суточные, часовые и секундные расходы воды соответственно в сутки и час максимального водопотребления.
2.1.1.Суточные расходы воды потребителями
Средний суточный расход, м 3 /сут
где n - норма водопотребления, м 3 /сут на единицу измерения потребителя;
N - количество единиц измерения потребителя
Максимальный суточный расход, м 3 /сут
где Kсут max – максимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления
2.1.2. Часовые расходы воды потребителями
Среднечасовой расход, м 3 /ч
где Т – продолжительность отбора воды потребителем в течение суток, ч
Максимальный часовой расход, м 3 /ч
где Kч max – максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления
Тупиковая водопроводная сеть состоит из основной (главной) магистрали и ответвлений.
Величины отдачи (потребления) воды из сети в точках разветвления отдельных ее участков (узлах) и в конечных точках принято называть узловыми расходами. Величины потребления воды на отдельных участках сети называют путевыми расходами. Для упрощения расчетов водопроводных сетей путевые расходы на каждом участке обычно делят на две равные части и добавляют из к узловым расходам в начале и в конце участка[1]. Расчетные расходы, проходящие по отдельным участкам сети, называются линейными расходами и обозначаются q1-2, q2-3 и т.д.
Обычно при расчете тупиковой сети нужно определить диаметры труб на всех участках и напоры в каждой узловой точке сети. В этом случае предварительно выбирают главную магистраль, соединяющую начальную точку сети с наиболее удаленной и возвышенной из конечных ее точек. Диаметры участков главной магистрали в зависимости от линейных расходов принимаются по формуле (3.10 – 3), после чего по формуле (3.10 - 1) находятся напоры в каждой узловой точке.
Диаметры ответвлений от главной магистрали определяются из формулы (3.10 - 1) по известной разнице напоров в начале и в конце каждого ответвления. Если ответвление состоит из нескольких участков, то можно определить средний пьезометрический уклон всего ответвления по формуле:
По этому уклону можно принять ориентировочные значения напоров в каждой узловой точке ответвления, а затем определить диаметры каждого участка. Таким же образом рассчитывается и главная магистраль при известных пьезометрических напорах в ее начале и конце.
Применяя формулы (3.10 - 1) и (3.10 - 6), можно определить также пропускную способность участков сети при известных диаметрах и напорах в начальной и конечных точках сети.
ПРИМЕР
1. Тупиковая водопроводная сеть (рис. 3.10 - 3) характеризуется следующими данными: длина участков l1-2 = 300 м, l2-3 = 200 м, l3-4 = 150 м, l3-5 = 250 м, l2-6 = 100 м, l6-7 = 100 м, l6-8 = 150 м; геодезические отметки точек z1 = 41,00 м, z2 = 40,50 м, z3 = 40,50 м, z4 = 38,00 м, z5 = 37,00 м, z6 = 38,00 м, z7 = 36,00 м, z8 = 37,00 м; узловые расходы Q2 = 6 л/сек, Q3 = 15 л/сек, Q4 = 11 л/сек, Q5 = 14 л/сек, Q6 = 8 л/сек, Q7 = 9 л/сек, Q8 = 8 л/сек; удельные путевые расходы на участках 2-3 и 6-8 q0 = 0,02 л/сек/м; свободный напор НСВ ≥ 12,00 м. Определить диаметры участков и напоры в узловых точках при указанных значениях S0.
а) 1) Выбор в расчет главной (основной) магистрали производится так. Из условий задачи видно, что направления к точкам 7 и 8 не могут быть основной магистралью, так как отметки этих точек, расстояния до них и расходы в них меньше, чем в точках 4 и 5. В точке 5 расход больше, чем в точке 4, большим также является и расстояние до точки 5, но отметка земли в точке 4 выше, чем в точке 5. В связи с этим следует сравнить напоры в узловой точке 3, необходимые для подачи воды в точке 4 и 5.
Примем в первом приближении предельную скорость на участках 3 – 4 и 4 – 5 Vпр=0,85 м/сек и по формуле (3.10 - 3) определим диаметры участков, соответствующие этой скорости.
Принимаем ближайшие стандартные диаметры d3-4 = 125 мм (удельное сопротвление S0 = 111 сек 2 /м 6 ) и d3-5 = 150 мм (S0 = 41,8 сек 2 /м 6 ). Определим необходимый напор в точке 3 для подачи воды в точку 4.
Определим необходимый напор в точке 3 для подачи воды в точку 5.
Так как для подачи воды в точку 4 необходим напор больший, чем для подачи воды в точку 5, то основной магистралью является направление 1-2-3-4.
Принимаем напор в точке 3 Н3=52,01 м.
Проверяем свободный напор в этой точке 3.
Н3СВ = Н3 – z3 = 52,01 – 40,50 = 11,51 м 2 /м 6 ).
Определение пьезометрического напора в точке 2, а затем и расчет линии 1-2 производится аналогично расчету, приведенному выше. Следует помнить, что расчетный расход на участке 1-2 будет представлять собой сумму всех узловых расходов в точках 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и путевых расходов на участках 2-3 и 6-8.
Расчет основной магистрали удобно свести в таблицу по приводимой форме (3.10 - 2)
| № точек | Длина l, м | Расчетный расход q, л/сек | Предельная скорость Vпр, м/сек | Диаметр d, мм | Удельное сопротивление S0, сек 2 /м 6 | Потери напора hl = S0q 2 l, м | Геодезическая отметка z, м | Пьезометрический напор Н, м | Исправленный напор Н’, м | Свободный напор НСВ, м |
| 4 3 2 1 | 150 200 300 | 11,0 42,0 78,0 | 0,85 1,00 1,00 | 125 250 300 | 111,0 2,75 1,03 | 2,01 0,97 1,88 | 38,0 40,5 40,5 41,0 | 50,00 52,01 53,47 55,35 | 50,49 52,50 | 12,49 12,00 12,97 14,35 |
Таким образом, если в начале основной магистрали сооружается водонапорная башня, то ее расчетная высота должна равняться свободному напору в этой точке, т.е 14,35 м.
2) Расчет ответвлений (ветвей) от основной магистрали ведется следующим образом. Ветвь 3-5. Для этого участка известны пьезометрические напоры в его начале и конце. Из формулы (3.10 - 1) можно сразу определить необходимое удельное сопротивление:
По таблице 3.10 – 1 принимаем ближайший больний диаметр d = 150 мм (S0 = 41,8 сек 2 /м 6 ). Определим свободный напор в точке 5
Ветвь 2-6-8. Здесь, кроме диаметров, неизвестен также пьезометрический напор в точке 6, которым можно задаться по среднему пьезометрическому уклону, определяемому по формуле (3.10 - 9).
Ориентировочный напор в точке 6 будет равен
Расчетный расход на участке 2-6
Необходимое удельное сопротивление на участке 2-6
По таблице 3.10 – 1 принимаем d = 200 мм (S0 = 9,03 сек 2 /м 6 ). Пьезометричекий напор в тчоке 6 будет равен
Участки 6-8 и 6-7 рассчитываем по изветсной разнице напоров в их начале и конце аналогично участку 3-5. Расчеты ветвей удобно свести в таблицу (3.10 - 3):
Длина l, м
Расход q, л/сек
Требуемое удельное сопротивление S0, сек 2 /м 6
Диаметр d, мм
Факт. удельное сопротивление S0, сек 2 /м 6
Потери напора hl = S0q 2 l, м
Факт. пьезометрический напор в конце участка Нк, м
Геодезическая отметка в конце участка zк, м
Свободный напор в конце участка НСВ=Нн – hl-zк, м
Так как свободные напоры в конечных точках сети 5, 8 ,7 несколько более заданной величины (Нсв = 12,00 м), то для более экономичного решения можно эти участки разделить на 2 части с разными диаметрами, как это сделано в примере 1 на стр. 63.
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.007)
Нанесем на план населенного пункта схему тупиковой водопроводной сети, стремясь к минимальной длине труб. После нанесения тупиковой водопроводной сети на генплан населенного пункта, разделяем её на участки, в пределах которых расход не имеет резких изменений. Участки нумеруем. Используя масштаб генплана и горизонтали, определяем длины участков lijи отметки узловых и тупиковых точек . Водонапорную башню устанавливают на наивысшей отметке населенного пункта. При этом она должна быть максимально приближена к водозабору и населенному пункту, что обеспечивает минимальную длину труб. Схема тупиковой водопроводной сети показана на рисунке 3 и продублирована на рисунке 4.
условно принимаем 100 метров.
Рисунок 4. Геометрические параметры сети, нанесены:
длины участков, м
отметки тупиковых точек, м
Водопроводная сеть проектируется таким образом, чтобы обеспечить более или менее равномерную нагрузку на трубопроводы. Всех потребителей воды делят на сосредоточенных, которые локально требуют значительных расходов воды и распределенных по сети, которые более или менее равномерно потребляют воду по длине трубопровода. К распределенным потребителям обычно относят население и скот в личном пользовании, а также полив зеленых насаждений. При этом для упрощения гидравлического расчета сети полагают, что потребление воды распределенными потребителями пропорционально длине трубопровода, на котором они расположены.
Гидравлический расчет сети сводится к определению диаметра труб dна отдельных участках и высоты водонапорной башни H, при которых подача воды будет обеспечена всем потребителям в заданном количестве с минимальными экономическими затратами.
Заданные расходы воды можно подавать по трубам разного диаметра. При малых диаметрах труб уменьшаются строительные затраты, но возрастают эксплуатационные затраты, связанные с потерями напора в трубопроводах
;
Анализ показывает, что для каждого расхода в трубе Qможно выбрать такой диаметртрубы d, при котором сумма строительных и эксплуатационных затрат будет минимальной. Такой результат получается, если принять скорость движения воды в трубах равной экономически эффективной скорости, которую для средних условий строительства можно принять равной.
Тогда, используя уравнение расхода
; ,
Окончательно принимают ближайшее большее стандартное значение диаметра трубы. При этом следует иметь в виду, что для наружной водопроводной сети не допускается применение труб диаметром менее 100 мм при любых расчетных расходах.
Таким образом, каждому расходу соответствует определенный диаметр трубопровода водопроводной сети, т.е. диаметры труб принимаются по расходу.
Общие потери напора в трубопроводах:
где hl – потери напора по длине трубопровода; - сумме потерь на всех местных сопротивлениях.
При расчете водопроводных сетей учет местных потерь напора приводит к неоправданному усложнению гидравлического расчета. Поэтому местными потерями напора пренебрегают, полагая трубопроводы гидравлически длинными. И определения потерь напора, используют основную водопроводную формулу
где удельное сопротивление трубопровода, зависящее от диаметра трубы и её материала и определяемое по водопроводным таблицам;
длина трубопровода;
расход воды в трубопроводе.
Для подачи воды потребителям в различные тупиковые точки сети требуются различные напоры в начале сети при выбранных диаметрах труб. В общем случае для подачи заданного расхода в произвольную точку сети требуется напор в начале сети:
где потери напора в трубах до й точки сети по кратчайшему расстоянию от водонапорной башни; свободный напор в й точке сети, обеспечивающей нормальную работу водоразборной арматуры.
Свободный напор напор, воды в й точке сети, отсчитываемый от поверхности земли; зависит от этажности здания, технологического процесса, вида водоразборной арматуры и её назначения. Так, для жилых зданий в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения
где число этажей. Принимая двухэтажную застройку , получим
Для вычисления высоты водонапорной башни определяют необходимый напор в начале сети для всех её точек.
За высоту водонапорной башни принимают максимальную величину этого напора . Точка сети, для которой высота водонапорной башни получается максимальной, называется диктующей. Обычно диктующая точка наиболее удалена от водонапорной башни или в ней необходимо создать значительный свободный напор . Высота водонапорной башни обычно определяется относительно дна бака, т.к. уровень воды в баке может постоянно изменяется.
Расчетный расход является как бы средним расходом на данном участке водопроводной сети.
В результате все путевые отборы исчезают и остаются только узловые.
Расчет водопроводной сети ведется на час максимального водоразбора (таблица 3, время с 19 до 20 часов).
Для определения путевых и транзитных расходов на отдельных участках поступаем следующим образом:
Наносим на сеть сосредоточенные расходы в час максимального водоразбора (молочный завод, ферма и т.д.).
Путевые расходы на отдельных участках распределяем пропорционально соответствующим длинам труб, вдоль которых находятся распределенные потребители. Для их определения находим погонный (удельный) расход, то есть расход с 1 метра трубопровода.
где сумма длин участков, на которых есть распределенные потребители.
Далее находим путевые отборы на каждом участке сети (рисунок 5):
Рисунок 5. Распределение путевых отборов по участкам сети,
значения приведены в л/с
Используя метод узловых отборов, переводим путевые отборы в узловые (рисунок 6) и (рисунок 7) определяем расчетные расходы на каждом участке сети.
Рисунок 6. Определение расходов в узловых и тупиковых точках по способу узловых отборов, значения приведены в л/с
Рисунок 7. схема узловых отборов и расчетных расходов на участках сети, значения приведены в л/с
Далее определяем потери напора на каждом участке, предварительно найдя соответствующие диаметры труб. Результаты сводим в таблицу 5.
Генплан населенного пункта
Рисунок 3. Генплан населенного пункта
1 – прачечная; 2 – больница; 3 – молочный завод; 4 – ферма;5 – водозабор;
6 – водонапорная башня.
Нанесем на план населенного пункта схему тупиковой водопроводной сети, стремясь к минимальной длине труб. После нанесения тупиковой водопроводной сети на генплан населенного пункта, разделяем её на участки, в пределах которых расход не имеет резких изменений. Участки нумеруем. Используя масштаб генплана и горизонтали, определяем длины участков lijи отметки узловых и тупиковых точек . Водонапорную башню устанавливают на наивысшей отметке населенного пункта. При этом она должна быть максимально приближена к водозабору и населенному пункту, что обеспечивает минимальную длину труб. Схема тупиковой водопроводной сети показана на рисунке 3 и продублирована на рисунке 4.
условно принимаем 100 метров.
Рисунок 4. Геометрические параметры сети, нанесены:
длины участков, м
отметки тупиковых точек, м
Водопроводная сеть проектируется таким образом, чтобы обеспечить более или менее равномерную нагрузку на трубопроводы. Всех потребителей воды делят на сосредоточенных, которые локально требуют значительных расходов воды и распределенных по сети, которые более или менее равномерно потребляют воду по длине трубопровода. К распределенным потребителям обычно относят население и скот в личном пользовании, а также полив зеленых насаждений. При этом для упрощения гидравлического расчета сети полагают, что потребление воды распределенными потребителями пропорционально длине трубопровода, на котором они расположены.
Гидравлический расчет сети сводится к определению диаметра труб dна отдельных участках и высоты водонапорной башни H, при которых подача воды будет обеспечена всем потребителям в заданном количестве с минимальными экономическими затратами.
Заданные расходы воды можно подавать по трубам разного диаметра. При малых диаметрах труб уменьшаются строительные затраты, но возрастают эксплуатационные затраты, связанные с потерями напора в трубопроводах
;
Анализ показывает, что для каждого расхода в трубе Qможно выбрать такой диаметртрубы d, при котором сумма строительных и эксплуатационных затрат будет минимальной. Такой результат получается, если принять скорость движения воды в трубах равной экономически эффективной скорости, которую для средних условий строительства можно принять равной.
Тогда, используя уравнение расхода
; ,
Окончательно принимают ближайшее большее стандартное значение диаметра трубы. При этом следует иметь в виду, что для наружной водопроводной сети не допускается применение труб диаметром менее 100 мм при любых расчетных расходах.
Таким образом, каждому расходу соответствует определенный диаметр трубопровода водопроводной сети, т.е. диаметры труб принимаются по расходу.
Общие потери напора в трубопроводах:
где hl – потери напора по длине трубопровода; - сумме потерь на всех местных сопротивлениях.
При расчете водопроводных сетей учет местных потерь напора приводит к неоправданному усложнению гидравлического расчета. Поэтому местными потерями напора пренебрегают, полагая трубопроводы гидравлически длинными. И определения потерь напора, используют основную водопроводную формулу
где удельное сопротивление трубопровода, зависящее от диаметра трубы и её материала и определяемое по водопроводным таблицам;
длина трубопровода;
расход воды в трубопроводе.
Для подачи воды потребителям в различные тупиковые точки сети требуются различные напоры в начале сети при выбранных диаметрах труб. В общем случае для подачи заданного расхода в произвольную точку сети требуется напор в начале сети:
где потери напора в трубах до й точки сети по кратчайшему расстоянию от водонапорной башни; свободный напор в й точке сети, обеспечивающей нормальную работу водоразборной арматуры.
Свободный напор напор, воды в й точке сети, отсчитываемый от поверхности земли; зависит от этажности здания, технологического процесса, вида водоразборной арматуры и её назначения. Так, для жилых зданий в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения
где число этажей. Принимая двухэтажную застройку , получим
Для вычисления высоты водонапорной башни определяют необходимый напор в начале сети для всех её точек.
За высоту водонапорной башни принимают максимальную величину этого напора . Точка сети, для которой высота водонапорной башни получается максимальной, называется диктующей. Обычно диктующая точка наиболее удалена от водонапорной башни или в ней необходимо создать значительный свободный напор . Высота водонапорной башни обычно определяется относительно дна бака, т.к. уровень воды в баке может постоянно изменяется.
Расчетный расход является как бы средним расходом на данном участке водопроводной сети.
В результате все путевые отборы исчезают и остаются только узловые.
Расчет водопроводной сети ведется на час максимального водоразбора (таблица 3, время с 19 до 20 часов).
Для определения путевых и транзитных расходов на отдельных участках поступаем следующим образом:
Наносим на сеть сосредоточенные расходы в час максимального водоразбора (молочный завод, ферма и т.д.).
Путевые расходы на отдельных участках распределяем пропорционально соответствующим длинам труб, вдоль которых находятся распределенные потребители. Для их определения находим погонный (удельный) расход, то есть расход с 1 метра трубопровода.
где сумма длин участков, на которых есть распределенные потребители.
Далее находим путевые отборы на каждом участке сети (рисунок 5):
Рисунок 5. Распределение путевых отборов по участкам сети,
значения приведены в л/с
Используя метод узловых отборов, переводим путевые отборы в узловые (рисунок 6) и (рисунок 7) определяем расчетные расходы на каждом участке сети.
Рисунок 6. Определение расходов в узловых и тупиковых точках по способу узловых отборов, значения приведены в л/с
Рисунок 7. схема узловых отборов и расчетных расходов на участках сети, значения приведены в л/с
Далее определяем потери напора на каждом участке, предварительно найдя соответствующие диаметры труб. Результаты сводим в таблицу 5.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Гидравлический расчет водопровода – совокупность вычислений, производимых на этапе проектирования здания (многоэтажного дома, коттеджа). Роль данного вида работ очень важна – неправильно спроектированная система водоснабжения не будет нормально функционировать. Выражаться это может в слабом напоре воды на верхних этажах высоток и в частых прорывах подвальных коммуникаций из-за высокого давления ввода.
Цели выполнения гидравлического расчета водопроводных сетей
Основными целями гидравлического расчета системы водоснабжения здания являются:
- вычисление максимального расхода воды на отдельных участках системы водоснабжения;
- определение скорости перемещения воды в трубах;
- расчет внутреннего диаметра труб для монтажа различных участков водопроводной сети;
- вычисление потери напора воды при подаче ее из магистрального трубопровода на определенную высоту;
- определение мощности насосного оборудования и целесообразности его использования с учетом произведенных расчетов.
Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей
В зависимости от целей различают два вида гидравлического расчета водопроводных сетей — проектный и поверочный (наладочный).
Проектный
Данный вид гидравлического расчета производится при проектировании системы водоснабжения здания. С его помощью определяют вид трубопроводов для различных участков сети, скорость потока в них.
Кроме вычислений данный вид расчета включает в себя схематическое расположение элементов внутреннего водопровода — узла ввода, подвальных коммуникаций, стояков, узлов водоразбора.
Поверочный
Основными целями данного вида гидравлического расчета является определение распределения потоков в системе водоснабжения, вычисление напора источников при заранее вычисленных внутренних диаметрах труб и отборах воды в узловых точках.
Результатами поверочного расчета являются:
- водопотребление и потери напора на всех участках системы водоснабжения;
- объем подачи воды от источника (магистрального водопровода, водонапорной башни или контррезервуара);
- пьезометрические напоры в различных точках водоразбора.
Все полученные в результате данного расчета значения используют для проектирования расположения точек водоразбора – сантехнических приборов – внутри проектируемого здания.
Порядок проведения гидравлического расчета
Гидравлический расчет системы водоснабжения включает в себя следующие этапы:
- Определение количества точек водоразбора – для этого по типовому плану здания определяют количество умывальников, ванн, унитазов в здании.
- Составление схематического изображения (аксонометрической схемы) внутренней водопроводной сети – вручную или при помощи специального программного обеспечения составляется схема расположения стояков водоснабжения и подключаемых к ним сантехнических приборов. При этом для удобства дальнейшей работы каждый горячий и холодный водоснабжающий трубопровод отмечают различными цветами (красным и синим соответственно).
- Разбиение водопроводной сети на отдельные расчетные горизонтальные и вертикальные участки, состоящие из трубопроводов и водоразборных узлов. Границами каждого участка является запорная арматура и сантехнические приборы.
- Вычисление вероятности одновременного включения всех водоразборных узлов расчетного участка(P) – расчет значения данной величины производится по следующей формуле:
P=Q макс.вод ×U/Qприб.×N×3600;
где Q макс.вод –расход воды в часы с максимальным водопотреблением, л/ч на 1 жителя;
U – количество жителей, которых обеспечивают водой коммуникации и водоразборные узлы расчетного участка, чел;
Qприб. – нормативный расход через узел водоразбора в среднем составляющий 0,18 л/с;
N – количество входящих в расчетный участок узлов водоразбора (сантехнических приборов), шт;
3600 — коэффициент используемый для перевода литров в час в литры в секунду.
- Определение максимального секундного расхода воды трубопроводом и водозаборными узлами расчетного участка по формуле:
Q макс.расх.вод= 5× Q в.приб×a; л/с
где Q в.приб – суммарный нормативный расход через узлы водоразбора участка;
a – величина безразмерная. Ее значение находят по специальным таблицам в СНиП 2.04.01-85.
- Подбор оптимального внутреннего диаметра трубопровода — подбирается с учетом рекомендаций по использованию и экономической целесообразности применения в данных условиях.
- Расчет скорости воды — вычисляют по специальным методическим пособиям, исходя из внутреннего диаметра выбранного трубопровода.
- Вычисление потерь напора (Нl) по формуле:
где L – длина расчетного участка, м;
i – удельные потери напора при трении воды о внутренние стенки трубопровода, измеряется данная величина в миллиметрах водяного столба/метр трубопровода;
Kl – поправочный коэффициент, при проектировании жилых многоквартирных домов и коттеджей его значение равно 0,3.
- Для зданий имеющих 2 и более этажей гидравлический расчет требуемого напора(Hтр) водопроводного ввода в месте его подключения к наружному магистральному трубопроводу производится по следующей формуле:
где n – количество этажей;
4 -напор необходимый для поднятия воды для каждого этажа, расположенного выше первого, м.
- Фактический требуемый напор в точке ввода (Нф) находят, суммируя расчетный напор ввода (Hтр) с потерями напора на расчетных участках (Нl):
Нф= Hтр+ Нl расч.уч.1+ Нl расч.уч.2+ Нl расч.уч.3+ Нl расч.уч.4+ Нl расч.уч.n
Результаты такого расчета записывают в сводную таблицу.
Напор в 10 метров водного столба равен давлению в водопроводной магистрали равном 1 атмосфере (1 Bar).
Пример расчета холодного водоснабжения
Здание – 2-х этажный дом с цокольным этажом, одним вертикальным стояком высотой от подвала до верха -6 м, 5 точками водоразбора (кухонной мойкой, смесителем ванны и умывальника, унитаза,– на первом этаже; унитазом и смесителем душевой кабины — на втором этаже). В доме живет семья из 6 человек.
- Проектируемая внутренняя система водоснабжения разбивается на 2 расчетных участка – первого и второго этажа. Длина коммуникаций первого участка равна 5 м, вертикального стояка и горизонтальных коммуникаций второго участка – 5,5 м.
- Используя табличные данные СНиП, рассчитывается вероятность одновременного включения всех водоразборных узлов для первого и второго расчетных участков:
- Максимальный расход данных участков с учетом найденных по таблицам соответствующих значений коэффициента a будет равен:
Q макс.расх.вод1= 5× Q в.приб×a = 5×0,18×0,265=0,24л/с;
Qмакс.расх.вод2= 5×Qв.приб×a =5×0,18×0,241=0,22 л/с
- С учетом полученных значений расхода воды внутренний водопровод проектируют из простой полипропиленовой трубы диаметром 25мм (горизонтальные отводы от стояка) и 32 мм (вертикальный стояк).
- На основании значений длины первого и второго расчетного участка, величины коэффициента i и Kl (для таких условий они равны 0,083 и 0,3 соответственно) потеря напора на первом и втором расчетном участке будет равна:
Нl уч.1= L1×i×(1+Kl) = 5×0,083×1,3=0,54 м.вод. столба;
Нl уч.2= L1×i×(1+Kl) = 5,5×0,083×1,3=0,59 м.вод. столба.
Суммарная потеря напора на двух расчетных участках будет равна 1,14 водного столба или 0,114 атмосферы.
- Требуемый напор в точке ввода для такого здания будет равен:
Hтр=10+(2-1)×4=14 метров водяного столба или 1,4 атмосферы
- Фактический требуемый напор в точке ввода для данного коттеджа будет равен:
Нф= Hтр+ Нl расч.уч.1+ Нl расч.уч.2=14+1,14=15,14 метров водного столба или 1,5 атмосферы
Благодаря произведенному расчету, хозяин дома на этапе проектирования с учетом давления магистрального водопроводного трубопровода своего населенного пункта может планировать определенную схему внутренней водопроводной сети.
Читайте также: