Гидравлический расчет водопроводной сети

Гидравлический расчет водопроводной сети

Определениедиаметров труб. Гидравлический расчет водопроводной сети заключается в определении диаметров труб и потерь напора на преодоление сопротивления в трубах при пропуске по ним расчетного количества воды. Знание потерь напора необходимо также для расчета высоты водонапорных башен, а также для выбора насоса с требуемой напорной характеристикой.

Расход воды определяется количеством и составом водопотребителей, а также принятыми строительными нормами и правилами водопотребления (СНиП).

Расчет водопотребления производится с целью определения численных значений среднесуточного расхода Qср.сут, максимального суточного расхода Qmaxсут и максимального часового расхода Qmaxчас с учетом затрат воды на поение животных и на производственно-технические нужды. В расчетах также необходимо учесть расход воды на тушение возможного пожара и создание в системе минимально необходимого запаса (на случай отключения электроэнергии, наложения карантина при эпизоотии и т. п.). Для расчета необходимо знать среднесуточные нормы водопотребления, состав и количество водопотребителей каждого вида.

Нормой водопотребления называется количество воды в литрах, расходуемоеодним потребителем в сутки. Применительно к животным она включает расходы на поение, мойку помещений, молочной посуды, приготовление кормов, охлаждение молока и др. Расход воды на фермах очень неравномерен как в течение года (по сезонам), так и в течение суток (по часам). Его колебания оцениваются соответствующими коэффициентами неравномерности: для животноводческого сектора kсут = 1,3 и kч = 2,5; для жилищно-коммунального сектора в сельской местности kсут = 1,2…1,4 и kч = 1,5…2,0.

Среднесуточный расход воды на ферме Qср.сут, м 3 /сут, определяется по формуле

, (1.1)

где ni – число потребителей i-гo вида; qi – среднесуточная норма потребления воды i-м потребителем, л/сут; N – общее число потребителей.

Максимальный суточный расход воды Qmaxсут определяется из равенства

, (1.2)

где kсут – коэффициент суточной неравномерности.

В сутки максимального водопотребления среднечасовой расход Qср.ч, м 3 /ч, составит

, (1.3)

а максимальный часовой расход Qmaxчас, м 3 /ч, будет

, (1.4)

где kч – коэффициент часовой неравномерности.

Для обоснования выбора насосов и расчета поточных линий требуется знать секундный расход Qmaxс, м 3 /с, который рассчитывается по формуле

. (1.5)

Запас воды на противопожарные нужды предусматривает быструю и бесперебойную подачу ее к месту возникновения пожара в достаточном количестве и с необходимым напором в течение 3 ч.

Если дебит источника водоснабжения недостаточен для тушения пожара, то на ферме предусматривается устройство специальных резервуаров для хранения неприкосновенного трехчасового запаса воды. Расход воды на наружное тушение одного пожара через гидранты для зданий объемом от 3 до 5 тыс. м 3 принимают равным 10…20 л/с. В фермских водопроводах низкого давления необходимый напор для тушения пожара создается с помощью передвижных пожарных насосов, которые присоединяются к пожарным гидрантам наружной водопроводной сети.

Для объектов с пожарным расходом более 20 л/с потраченный на тушение пожара неприкосновенный запас воды в резервуарах должен быть восстановлен в течение 24 ч, а для объектов с пожарным расходом менее 20 л/с – в течение 36 ч.

В качестве примера рассмотрим схему внутреннего водопровода в животноводческом помещении, а именно в свинарнике-откормочнике комплекса по выращиванию и откорму 54 тыс. свиней в год (т. п. 802–142), показанную на рис. 1.6. На комплексе сектор откорма состоит из пяти свинарников, в которых размещены 18 000 голов секциями в групповых станках по 25 голов. В свинарнике установлены 146 автопоилок. Внутренняя кольцевая сеть собрана из труб диаметром 50 мм и размещена на высоте 3,02 м от пола свинарника. Автопоилки и поливочные вентильные краны присоединены к кольцевой сети отводами (спусками) из труб диаметром 25 и 15 мм. Кроме того, в свинарнике установлено 12 смывных баков вместимостью по 1000 л для удаления жидкого навоза из каналов самотечной системы, в которые вода из баков подается по трубам диаметром 80 мм.

Главный магистральный трубопровод, питающий водой все внутренние водопроводы комплекса, выполнен из стальных труб диаметром 200 мм и проложен в поперечной галерее, устроенной в коридоре, который проходит через все его свинарники. Вода в магистральный трубопровод поступает из наружной сети с двух сторон: со стороны входа в коридор и со стороны выхода из него. К числу водопотребителей в каждом свинарнике относятся также душевые помещения и санузлы.

1 – баки для смыва навоза; 2 – поливочные краны; 3 – автопоилки; 4 – задорный кран (вентиль); 5 – кольцевая сеть внутреннего водопровода

Рисунок 1.6 – Схема внутреннего водопровода в свинарнике-откормочнике комплекса по выращиванию 54 тыс. голов

Для гидравлического расчета на основании генерального плана хозяйства составляют расчетную схему водопроводной сети, на которую по участкам наносятся исходные данные: секундные расходы воды каждым участком qyчi, л/с; длина каждого участка , м; геодезические отметки потребителей (высоты) zi, м, и все устанавливаемые, приборы и сооружения. Расход воды определяется суммированием секундных расходов всех потребителей qni, л/с, расположенных на каждом i-м участке.

Расчетная схема тупиковой сети показана на рисунке 1.7. На ней начальные и конечные точки участков обозначены номерами по ходу движения воды.

Для расчета водопроводных сетей важно уяснить, что по всем участкам, кроме конечных (тупиков), идут два потока с путевым расходом qn, достаточным для удовлетворения потребителей, расположенных на рассматриваемом участке, и с транзитным расходом qT, предназначенным для потребителей, расположенных по ходу потока за рассматриваемым участком. Поэтому расход воды в начале любого участка сети равен сумме путевого и транзитного расходов. Через конечную точку каждого расчетного участка проходит только транзитный расход, так как весь его путевой расход уже израсходован. На следующем участке, расположенном вслед за рассматриваемым, снова будут два расхода: путевой – для потребителей нового участка; транзитный, уменьшенный на величину путевого расхода этого участка.

l – длина участка; q – расчетный расход участка

Рисунок 1.7 – Расчетная схема тупиковой водопроводной сети

Таким образом, в любом сечении расчетного участка расход, проходящий по участку, будет изменяться от до . Расчетный расход линии находится из равенства

, (1.6)

где а – коэффициент, учитывающий соотношение значений транзитного и путевого расходов, зависящий от равномерности (по длине) забора воды из линии потребителями; значение а принимают равным 0,5, тогда

, (1.7)

Суммируя среднесуточные расходы с учетом норм водопот-ребления по всем потребителям, можно рассчитать, пользуясь формулой (1.7), суточный расход воды по всему объекту (ферме, комплексу).

Диаметр трубы каждого из участков водопроводной сети определяют по расчетному расходу на i-м участке.

При этом используют уравнение

, (1.8)

где Fi площадь i-го живого сечения напорной трубы, м 2 ; v – скорость движения воды, м/с.

Из зависимости (1.8) получают формулу для определения диаметра трубы D, на i-м участке:

. (1.9)

Скорость движения воды в трубах диаметром 50…300 мм принимают равной 0,7…1,0 м/с; для труб диаметром 300…1000 мм – от 1,0 до 1,5 м/с. Диаметры труб наружных сетей можно выбирать, пользуясь данными, приведенными в табл. 1.5.

Потери напора в трубах.Напор – это гидравлическое давление в водопроводной сети, выраженное через высоту водяного столба в метрах. При анализе работы трубопровода различают потери на трение по длине и местные потери (в задвижках, кранах, отводах и т. п.), вызываемые изменением скорости или направления потока воды.

Применительно к водопроводным трубам круглого сечения потери напора на трение hT по длине выражают через скорость v или расход Q и их значения определяют соответственно по формулам

, (1.10)

, (1.11)

где hТ – потери напора на трение по длине трубопровода, м; λ – коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала труб, степени шероховатости их стенок и диаметра (для приближенных расчетов можно принимать λ = 0,03); v – скорость движения воды в трубах, м/с; l – длина трубопровода, м; D – диаметр трубопровода, м; Q – секундный расход воды, м 3 /с; g = 9,81 м/с 2 – ускорение свободного падения.

Для расчетов определяют потери напора на единицу длины трубопровода (на 1, 100, 1000 м), называемые гидравлическим уклоном, который находят из формулы

, (1.12)

Потери напора в местных сопротивлениях hМ определяют, пользуясь выражением

, (1.13)

где ξ – безразмерный коэффициент местного сопротивления; v – скорость движения воды за местным сопротивлением, м/с.

В протяженных водопроводных сетях потери в местных сопротивлениях оценивают как 3…5 (в наружных) и 5…10% (во внутренних) от всех линейных потерь на трение.

Полные потери напора в трубопроводе определяются как сумма потерь на трение по длине и потерь в местных сопротивлениях, т. е.

. (1.14)

Для нормальной работы водоразборных приборов в каждом пункте сети должен оставаться еще некоторый запас напора, называемый свободным напором. В наружной водопроводной сети на фермах свободный напор соглсно СНиП быть не менее 10м. Для водопроводной сети соответствующие значения должны быть не менее 4 м для автопоилок и 2 м для водоразборных кранов. Свободные напоры на вводах в производственные помещения устанавливают в соответствии с расходами воды, которые они обеспечивают.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент – человек, постоянно откладывающий неизбежность. 11360 – | 7610 – или читать все.

Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей

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.

Выполняются расчеты на основании данных и методик СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

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.

Точный и достаточно быстрый наладочный расчет водопроводных сетей различной конфигурации (от простой тупикового водопровода до более сложной кольцевой системы) можно производить при помощи программ: «ГидроМодель», «Умная Вода», «WaterSupply», «Гидравлический расчет трубопровода».

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:
Читайте также:  Расчет вентиляция в частном доме

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.

Гидравлический расчет водопровода: простые методы

Для чего выполняется гидравлический расчет водопроводной сети? Какие именно параметры нуждаются в расчете? Существуют ли какие-то простые схемы расчетов, доступные для новичка? Сразу оговорим: этот материал ориентирован прежде всего на владельцев небольших частных домов; соответственно, такие параметры, как вероятность одновременного использования всех сантехнических приборов в здании, нам определять не нужно.

Как и любая инженерная система, водопровод нуждается в расчете.

Что рассчитывается

Гидравлический расчет внутреннего водопровода сводится к определению следующих параметров:

  1. Расчетного расхода воды на отдельных участках водопровода.
  2. Скорости потока воды в трубах.

Подсказка: для внутренних водопроводов нормой считаются скорости от 0,7 до 1,5 м/с. Для пожарного водопровода допустима скорость до 3 м/с.

  1. Оптимального диаметра водопровода, обеспечивающего приемлемое падение напора. Как вариант – может определяться потеря напора при известном диаметре каждого участка. Если с учетом потерь напор на сантехнических приборах будет меньше нормированного, локальная сеть водоснабжения нуждается в установке подкачки.

Несложный опыт наглядно демонстрирует падение напора в водопроводе.

Расход воды

Нормативы расхода воды отдельными сантехническими приборами можно обнаружить в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85, регламентирующему сооружение внутренних водопроводов и канализационных сетей. Приведем часть соответствующей таблицы.

ПриборРасход ХВС, л/сОбщий расход (ХВС и ГВС), л/с
Умывальник (водоразборный кран)0,100,10
Умывальник (смеситель)0,080,12
Мойка (смеситель)0,080,12
Ванна (смеситель)0,170,25
Душевая кабинка (смеситель)0,080,12
Унитаз со сливным бачком0,100,10
Унитаз с краном прямой подачи воды1,41,4
Кран для полива0,30,3

В случае предполагаемого одновременного использования нескольких сантехнических приборов расход суммируется. Так, если одновременно с использованием туалета на первом этаже предполагается работа душевой кабинки на втором – будет вполне логичным сложить расход воды через оба сантехнических прибора: 0,10+0,12=0,22 л/с.

При последовательном подключении приборов расход воды суммируется.

Особый случай

Для пожарных водопроводов действует норма расхода в 2,5 л/сна одну струю. При этом расчетное количество струй на один пожарный гидрант при пожаротушении вполне предсказуемо определяется типом здания и его площадью.

На фото – пожарный гидрант.

Параметры зданияКоличество струй при тушении пожара
Жилое здание в 12 – 16 этажей1
То же, при длине коридора более 10 метров2
Жилое здание в 16 – 25 этажей2
То же, при длине коридора более 10 метров3
Здания управления (6 – 10 этажей)1
То же, при объеме более 25 тыс. м32
Здания управления (10 и более этажей, объем до 25000 м3)2
То же, объем больше 25 тыс. м33
Общественные здания (до 10 этажей, объем 5 – 25 тыс. м3)1
То же, объем больше 25 тыс. м32
Общественные здания (более 10 этажей, объем до 25 тыс. м3)2
То же, объем больше 25 тыс. м33
Администрации предприятий (объем 5 – 25 тыс. м3)1
То же, объем более 25000 м32

Скорость потока

Предположим, что наша задача – гидравлический расчет тупиковой водопроводной сети с известным пиковым расходом через нее. Нам нужно определить диаметр, который обеспечит приемлемую скорость движения потока через трубопровод (напомним, 0,7-1,5 м/с).

Большая скорость потока вызывает появление гидравлических шумов.

Формулы

Расход воды, скорость ее потока и размер трубопровода увязываются друг с другом следующей последовательностью формул:

  • S – площадь сечения трубы в квадратных метрах;
  • π – число “пи”, принимаемой равным 3,1415;
  • r – радиус внутреннего сечения в метрах.

Полезно: для стальных и чугунных труб радиус обычно принимается равным половине их ДУ (условного прохода).
У большинства пластиковых труб внутренний диаметр на шаг меньше номинального наружного: так, у полипропиленовой трубы наружным диаметром 40 мм внутренний приблизительно равен 32 мм.

Условный проход примерно соответствует внутреннему диаметру стальной трубы.

  • Q – расход воды (м3);
  • V – скорость водяного потока (м/с) ;
  • S – площадь сечения в квадратных метрах.

Пример

Давайте выполним гидравлический расчет пожарного водопровода для одной струи с расходом 2,5 л/с.

Как мы уже выяснили, в этом случае скорость водяного потока ограничена м/с.

  1. Пересчитываем расход в единицы СИ: 2,5 л/с = 0,0025 м3/с.
  2. Вычисляем по второй формуле минимальную площадь сечения. При скорости в 3 м/с она равна 0,0025/3=0,00083 м3.
  3. Рассчитываем радиус внутреннего сечения трубы: r^2 = 0,00083/3,1415 = 0,000264; r = 0,016 м.
  4. Внутренний диаметр трубопровода, таким образом, должен быть равен как минимум 0,016 х 2 = 0,032 м, или 32 миллиметра. Это соответствует параметрам стальной трубы ДУ32.

Обратите внимание: при получении промежуточных значений между стандартными размерами труб округление выполняется в большую сторону.
Цена труб с диаметром, отличающимся на шаг, различается не слишком сильно; между тем уменьшение диаметра на 20% влечет за собой почти полуторакратное падение пропускной способности водопровода.

Пропускная способность первой и третьей труб различается вчетверо.

Простой расчет диаметра

Для быстрого расчета может использоваться следующая таблица, непосредственно увязывающая расход через трубопровод с его размером.

Расход, л/сМинимальный ДУ трубопровода, мм
0,210
0,615
1,220
2,425
432
640
1050

Потеря напора

Формулы

Инструкция по расчету потери напора на участке известной длины довольно проста, но подразумевает знание изрядного количества переменных. К счастью, при желании их можно найти в справочниках.

Формула имеет вид H = iL(1+K).

  • H – искомое значение потери напора в метрах.

Справка: избыточное давление в 1 атмосферу (1 кгс/см2) при атмосферном давлении соответствует водяному столбу в 10 метров.
Для компенсации падения напора в 10 метров, таким образом, давление на входе в водораспределительную сеть нужно поднять на 1 кгс/см2.

  • i – гидравлический уклон трубопровода.
  • L – его длина в метрах.
  • K – коэффициент, зависящий от назначения сети.

Формула сильно упрощена. На практике изгибы трубопровода и запорная арматура тоже вызывают падение напора.

Некоторые элементы формулы явно требуют комментариев.

Проще всего с коэффициентом К. Его значения заложены в уже упоминавшийся нами СНиП за номером 2.04.01-85:

Назначение водопроводаЗначение коэффициента
Хозяйственно-питьевой0,3
Производственный, хозяйственно-противопожарный0,2
Производственно-противопожарный0,15
Противопожарный0,1

А вот с понятием гидравлического уклона куда сложнее. Он отражает то сопротивление, которое труба оказывает движению воды.

Гидравлический уклон зависит от трех параметров:

  1. Скорости потока. Чем она выше, тем больше гидравлическое сопротивление трубопровода.
  2. Диаметра трубы. Здесь зависимость обратная: уменьшение сечения приводит к росту гидравлического сопротивления.
  3. Шероховатости стенок. Она, в свою очередь, зависит от материала трубы (сталь обладает менее гладкой поверхностью по сравнению с полипропиленом или ПНД) и, в некоторых случаях, от возраста трубы (ржавчина и известковые отложения увеличивают шероховатость).

К счастью, проблему определения гидравлического уклона полностью решает таблица гидравлического расчета водопроводных труб (таблица Шевелева). В ней приводятся значения для разных материалов, диаметров и скоростей потока; кроме того, таблица содержит коэффициенты поправок для старых труб.

Уточним: поправки на возраст не требуются всем типам полимерных трубопроводов.
Металлопластик, полипропилен, обычный и сшитый полиэтилен не меняют структуру поверхности весь период эксплуатации.

Размер таблиц Шевелева делает невозможной их публикацию целиком; однако для ознакомления мы приведем небольшую выдержку из них.

Вот справочные данные для пластиковой трубы диаметром 16 мм.

Расход в литрах в секундуСкорость в метрах в секунду1000i (гидравлический уклон для протяженности в 1000 метров)
0,080,7184
0,090,8103,5
0,10,88124,7
0,131,15198,7
0,141,24226,6
0,151,33256,1
0,161,41287,2
0,171,50319,8
Читайте также:  Гидравлический расчёт

При расчете падения напора нужно учитывать, что большая часть сантехнических приборов для нормальной работы требует определенного избыточного давления. В СНиП тридцатилетней давности приводятся данные для устаревшей сантехники; более современные образцы бытовой и санитарной техники требуют для нормальной работы избыточного давления, равного как минимум 0,3 кгс/см (3 метра напора).

Датчик не даст проточному нагревателю включиться при давлении воды ниже 0,3 кгс/см2.

Однако: на практике лучше закладывать в расчет несколько большее избыточное давление – 0,5 кгс/см2.
Запас нужен для компенсации неучтенных потерь на подводках к приборам и их собственного гидравлического сопротивления.

Примеры

Давайте приведем пример гидравлического расчета водопровода, выполненного своими руками.

Предположим, что нам нужно вычислить потерю напора в домашнем пластиковом водопроводе диаметром 15 мм при его длине в 28 метров и максимально допустимой скорости потока воды, равной 1,5 м/с.

Трубы этого размера чаще всего используются для разводки воды в пределах квартиры или небольшого коттеджа.

  1. Гидравлический уклон для длины в 1000 метров будет равным 319,8. Поскольку в формуле расчета падения напора используется i, а не 1000i, это значение следует разделить на 1000: 319,8 / 1000 = 0,3198.
  2. Коэффициент К для хозяйственно-питьевого водопровода будет равным 0,3.
  3. Формула в целом приобретет вид H = 0,3198 х 28 х (1 + 0,3) = 11,64 метра.

Таким образом, избыточное давление в 0,5 атмосферы на концевом сантехническом приборе мы будем иметь при давлении в магистральном водопроводе в 0,5+1,164=1,6 кгс/см2. Условие вполне выполнимо: давление в магистрали обычно не ниже 2,5 – 3 атмосфер.

К слову: испытания водопровода при сдаче в эксплуатацию проводятся давлением, как минимум равным рабочему с коэффициентом 1,3.
Акт гидравлических испытаний водопровода должен включать отметки как об их продолжительности, так и об испытательном давлении.

Образец акта гидравлических испытаний.

А теперь давайте выполним обратный расчет: определим минимальный диаметр пластикового трубопровода, обеспечивающего приемлемое давление на концевом смесителе для следующих условий:

  • Давление в трассе составляет 2,5 атмосферы.
  • Протяженность водопровода до концевого смесителя равна 144 метрам.
  • Переходы диаметра отсутствуют: весь внутренний водопровод будет монтироваться одним размером.
  • Пиковый расход воды составляет 0,2 литра в секунду.
  1. Допустимая потеря давления составляет 2,5-0,5=2 атмосферы, что соответствует напору в 20 метров.
  2. Коэффициент К и в этом случае равен 0,3.
  3. Формула, таким образом, будет иметь вид 20=iх144х(1+0,3). Несложный расчет даст значение i в 0,106. 1000i, соответственно, будет равным 106.
  4. Следующий этап – поиск в таблице Шевелева диаметра, соответствующего 1000i = 106 при искомом расходе. Ближайшее значение – 108,1 – соответствует диаметру полимерной трубы в 20 мм.

Зависимость между внутренним и наружным диаметром полипропиленового трубопровода.

Заключение

Надеемся, что не переутомили уважаемого читателя избытком цифр и формул. Как уже упоминалось, нами приведены предельно простые схемы расчетов; профессионалы вынуждены использовать куда более сложные решения. Как обычно, дополнительная тематическая информация найдется в видео в этой статье. Успехов!

2.1. Пример гидравлического расчета водопроводной сети

Рассмотрим гидравлический расчет на примере водопроводной сети, показанной на рис. 2.2. Для приведенного в разделе 1 примера общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 208,23 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 24,04 л/с, а сосредоточенный расход общественного здания 0,77 л/с.

Рис. 2.2. Расчётная схема водопроводной сети

1. Определим равномерно распределенный расход:

2.Определим удельный расход:

3. Определим путевые отборы:

Результаты приведены в таблице 2.2.

Длина участка, м

Путевой отбор, л/с

4. Определим узловые расходы:

Аналогично определяем расходы воды для каждого узла. Результаты приведены в таблице 2.3.

5 . Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 – сосредоточенный расход общественного здания (вместо точки 3 можно взять любую другую точку). Тогда q5=51,553 л/с, Q3=23,6975 л/с. Величины узлов расходов показаны на рис. 2.3. С учетом сосредоточенных расходов .

Р

ис 2.3. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами

6. 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. В данном примере за диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 2.3). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое – 1-2-3-4-5, второе – 1-7-4-5-, третье – 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться соотношение q1+q1-2+q1-7=Qпос.пр. Величины q1=18,342л/с и Qпос.пр=208,23л/с известны, а q1-2 и q1-7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например,q1-2=100л/с.

Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

В результате получится:

Можно начинать предварительно распределять расходы не с узла 1, а с узла 5. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показана на рис. 2.4.

Водопроводная сеть с диаметрами, определенными по экономическому фактору и расходам в обычное время (без пожара), кроме того, должна обеспечивать подачу воды для пожаротушения.

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов воды на душ, поливку территории и т.п. (п. 2.21 [4]). Для водопроводной сети, показанной на рис. 2.2, расход воды для пожаротушения следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от места ввода (от точки 1), т.е. . Однако из таблицы водопотребления (табл. 1.3) видно, что без учета расхода воды на душ час максимального водопотребления будет с 9 до 10 часов.

К

люч: l, м; d, мм; q. л/с

Рис.2.4. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении

Расход воды Q пос.пр=743,03м 3 /ч=206,40 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен Q пр=50,78 м 3 /ч=14,11 л/с, а сосредоточенный расход общественного здания Qоб.зд=3,45 м 3 /ч=0,958 л/с=0,96 л/с.

Поэтому при гидравлическом расчете сети при пожаре:

Т.к. ,то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара. Определим узловые расходы так, как это делалось без пожара. При этом следует учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

Равномерно распределенный расход будет равен:

Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 2.5.

Ключ: 1,м; d, мм; q, л/с

Рис. 2.5. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при пожаре.

7. Определим диаметры труб участков сети.

Для стальных труб по экономическому фактору Э=0,75 и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению 2 определяются диаметры труб участков водопроводной сети:

Следует иметь в виду, что обычно рекомендуют определять диаметры по предварительно распределенным расходам без учета расхода воды на пожаротушение, а затем проверять водопроводную сеть с найденными таким образом диаметрами на возможность пропуска расходов воды при пожаре. При этом в соответствии с п. 2.30 [4] максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60 м. Если в нашем примере определять диаметры по предварительным расходам при максимальном хозяйственно- производственном водопотреблении (т.е. без учета расхода воды на пожаротушение), то получаются следующие диаметры:

Расчеты показали, что при этих диаметрах потери напора в сети при пожаре более 60 м. Это объясняется тем, что для сравнительно небольших населённых пунктов соотношение расходов воды по участкам водопроводной сети при пожаре и при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении довольно большое.

Поэтому диаметры труб некоторых участков следует увеличить и заново выполнить гидравлический расчет сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении и при пожаре.

В связи с вышеизложенным и для упрощения расчетов в курсовом проекте допускается определять диаметры участков сети по предварительным расходам при пожаре.

Гидравлический расчет водопроводной сети

Рассмотрим гидравлический расчет на примере водопроводной сети, показанной на рис. 4.1. Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 124,5 л/с, в том числе сосредоточенный расход общественного здания 1,56 л/с.

Рис. 3.1. Расчетная схема водопроводной сети

1. Определим равномерно распределяемый расход:

2. Определим удельный расход воды:

;

3. Определим путевые отборы:

Результаты приведены в табл. 3.1.

№ участкаДлина участкаПутевой отбор, л/с
1-211,444
2-317,166
3-411,444
4-517,166
5-617,166
6-75,722
7-111,444
7-422,888
пут=114,44 лс

4. Определим узловые расходы:

Аналогично определяем расходы воды для каждого узла. Результаты приведены в таблице 3.2.

Номер узлаУзловой расход, л/с
11,444
14,305
14,305
25,749
17,166
11,444
20,027
∑qузл=114,4 л/с

5. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 – сосредоточенный расход общественного здания (вместо точки 3 можно взять любую другую точку). Тогда q5=25,66л/с, q3=15,86 л/с. Величины узловых расходов показаны на рис. 3.2 . С учетом сосредоточенных расходов Sqузл=124,5л/с.

Рис. 3.2. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами

6. 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. точку встречи двух потоков (конечную точку подачи воды). В данном примере за диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 4.2). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1-2-3-4-5, второе 1-7-4-5, третье 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться следующее условие: сумма расходов на участках 1-2, 1-7 и узлового расхода q1 должно быть равно общему расходу воды, поступающему в сеть. То есть соотношениеq1+q1-2+q1-7=Qпос.пр. Величины q1=11,44 л/с и Qпос.пр=124,5 л/с известны, а q1-2 и q1-7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например,q1-2=50л/с. Тогда:

q1-7 = Qпос.пр-(q1+q1-2)= 124,5- (11,44+50)=63,06 л/с. Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:

Значение q1-7 = 63,06 л/c и q7=20,03 л/c известны, а q7-4 и q7-6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q7-4=25 л/c. Тогда q7-6 = q1-7-(q7+q7-4)=63,06-(20,03+25) =18,03л/с.

Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

В результате получится:

Начинаем предварительно распределять расходы воды от диктующей точке. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показано на рис.3.3

Рис. 3.3 Расчётная схема водопроводной сети

с предварительно распределенными расходами

при хозяйственно – производственном водопотреблении

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды за исключением расходов воды на душ, поливку территории и т.п. промышленного предприятия. (п.2.21 СНиП 2.04.02 – 84), если эти расходы вошли в расход в час максимального водопотребления. Для водопроводной сети, показанной на рис. 4.1, расход воды для пожаротушения следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от места ввода (от точки 1), т.е. q’5=q5+Qпож. рас-qдуш. Расход воды Q ’ пос.пр= 124,5л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен Q ’ пр=8,5л/с, а сосредоточенный расход общественного здания Qоб.зд=1,56 л/с.

Читайте также:  Методика расчета тепловой энергии на отопление

Поэтому при гидравлическом расчете сети при пожаре:

Т.к. ,то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара. Определим узловые расходы так, как это делалось без пожара. При этом следует учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

Равномерно распределенный расход будет равен:

7. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы при пожаре на предприятии. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход на пожаротушение, а в точке 3 – сосредоточенный расход общественного здания. Тогда q5=156,86л/с, q3=15,86 л/с. Величины узловых расходов показаны на рис. 3.4 . С учетом сосредоточенных расходов Sqузл=255,7,5л/с.

Рис. 3.4. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами при пожаре

8. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети при пожаре и при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении. Выберем диктующую точку, т.е. точку встречи двух потоков. За диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 4.2). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1-2-3-4-5, второе 1-7-4-5, третье 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться следующее условие: сумма расходов на участках 1-2, 1-7 и узлового расхода q1 должно быть равно общему расходу воды, поступающему в сеть. То есть соотношениеq1+q1-2+q1-7=Qпос.пр. Величины q1=11,44 л/с и Qпос.пр=255,7 л/с известны, а q1-2 и q1-7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например,q1-2=100л/с. Тогда:

q1-7 = Qпос.пр-(q1+q1-2)= 255,7- (11,44+100)=144,26 л/с. Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:

Значение q1-7 = 144,26 л/c и q7=20,03 л/c известны, а q7-4 и q7-6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q7-4=50 л/c. Тогда q7-6 = q1-7-(q7+q7-4)=144,26-(20,03+50) =74,23л/с.

Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

В результате получится:

Начинаем предварительно распределять расходы воды от диктующей точке. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами во время пожара показано на рис.3.5

Рис. 3.5 Расчётная схема водопроводной сети

с предварительно распределенными расходами

7. Определим диаметры труб участников сети. Для пластмассовых труб

По экономическому фактору и предварительно распределённым расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению 4 определяются диаметры труб участков водопроводной сети:

Соответствующие расчётные внутренние диаметры определяются по ГОСТ 539-80 и равны (трубы ВТ- 9, тип I) (приложение 4):

Увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

Рис. 3.6 Кольцевая водопроводная сеть

– для узлов (первый закон Кирхгофа),

– для колец (второй закон Кирхгофа).

При увязке потери напора в пластмассовых трубах следует определять по формуле:

Увязка сети продолжается до тех пор, пока величина невязки в каждом кольце не будет менее 1 м.

Следует иметь в виду, что для участка 4-7 (рис.4.3, 4.4), который является общим для обоих колец, вводится две поправки – из первого кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в другое следует сохранять.

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке), как видно по направлениям стрелок на рис. 4.3, могут пойти по трем направлениям стрелок на рис. 2.4 , могут пойти по трем направлениям: первое – 1-2-3-4-5, второе – 1-7-4-5, третье – 1-7-6-5. Средние потери напора в сети можно определить по формуле:

где: , ,

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении:

где: 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (принимается 10% от линейных потерь напора).

Увязку удобно выполнять в виде таблицы (табл. 3.3).

Таблица 3.3 Увязка сети при максимальном хозяйственно – производственном водопотреблении.

Номер кольцаУчасток сетиРасход водыРасчётный внутренний диаметр dр, мДлина l, мСкорость V, м/с(1+3,51/V) 0,19 *d 1,19 р , мГидравлический уклон i*10 -3
0,561V 2
I1-20,280,8120,508700,2202,31389
2-335,70,280,5800,273590,2201,24445
3-419,840,2290,4820,194720,1731,12516
4-70,2040,7650,455560,1513,02052
7-163,060,281,0250,781330,2203,55399
II4-519,10,280,3100,087060,2200,39599
5-66,590,280,1070,012550,2200,05711
7-618,030,2290,4380,163420,1730,94429
7-40,2040,7650,455560,1513,02052
Продолжение таблицы 3.3
Потери напора Н, мПервое исправление
h/q, (м*с)/лdq’, л/cq’=q+dq’,л/cV, м/c(1+3,51/V)^0,19**0,561V^2i*0,001h, м
1011121314151617
1-22,3140,036-7,21042,7900,6950,3821,7361,736
2-31,8670,052-7,21028,4900,4630,1810,8231,234
3-42,1200,081-7,21012,6300,3070,0850,4930,493
4-7-6,041-0,2427,21032,2100,9860,7281,040-2,080
7-1-3,554-0,1567,21070,2701,1420,9554,344-2,177
dh=-3,294; ∑(h/q)= -0,228; dq’=dh/2∑(h/q)=7,21 лс
4-50,4940,127-2,90016,2000,2750,0700,2180,327
5-6-1,260-0,0792,9009,4900,1200,0150,070-0,105
7-6-1,420-0,1792,90020,9300,5080,2151,241-0,621
7-44,0410,442-2,90022,1000,4240,1541,0211,042
dh= 1,855; ∑(h/q)=0,311; dq’=dh/(2∑(h/q))=2,9 л/c
Продолжение таблицы 3.3
Второе исправление
h/q’, (м*с)/лdq”, л/cq”=q’+dq”,л/cV, м/c(1+3,51/V)^0,19**0,561V^2i*0,001h, м
18192021222324
1-20,041-2,57040,2200,6540,3411,5491,549
2-30,043-2,57025,9200,4210,1520,6921,038
3-40,039-2,57010,0600,2440,0560,3250,325
4-7-0,2462,57034,7801,0650,8395,562-2,123
7-1-0,0312,57072,8401,1841,0214,644-4,644
dh=-0,794; ∑(h/q’)=-0,154; dq”=dh/(2∑(h/q’))=2,57 л/c dh=-3,854;
4-50,2291-3,7312,4700,2030,0400,1820,273
5-6-1,2913,7313,2200,2150,0450,202-0,304
7-6-0,3153,7324,6600,5990,2901,677-0,839
7-41,5256-3,7318,3700,5620,2581,7131,649
dh=1,12; ∑(h/q’)=0,149; dq”=dh/(2∑(h/q’))=3,73 л/c dh=0,780;

Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределительными расходами при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении показана на рис.3.7.

Рис.3.7 Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределительными расходами при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

Гидравлический расчет наружной водопроводной сети

Гидравлический расчет наружной водопроводной сети производится для двух режимов работы водопровода: «до пожара» и «при пожаре». Основной расчет производится на пропуск воды в режиме «до пожара».

Задачами основного расчета являются:

– выбор диаметров труб для каждого участка сети;

– определение потерь напора в сети.

В режиме работы сети «при пожаре» производится проверочный расчет, цели которого:

– проверить выбранные в результате основного расчета («до пожара») диаметры труб на пропуск воды при пожаре;

– определить потери напора в сети в режиме работы «при пожаре».

Для расчета водопроводной сети составляется расчетная схема отбора воды, на которой указываются точки отбора и количество отбираемой воды, а также длины участков. Диаметры труб подбирают по скорости движения воды, которая определяется экономическими факторами (стоимость труб, затраты на их укладку, эксплуатационные затраты, расчетный срок службы и др.). Такие скорости получили название экономические.

Экономические скорости при нормальном режиме работы водопровода составляют 0,7÷1,2 м/с для труб малых диаметров и 1,0÷1,5 м/с для труб больших диаметров.

При пропуске пожарных расходов воды скорость движения воды может быть принята 2,0÷2,5 м/с. Практически диаметры труб подбирают по расходу и экономической обоснованности скорости. В приложении 8 выделены значения этих скоростей для труб различных диаметров.

Подбор диаметров труб можно производить по предельным экономически обоснованным расходам, значение которых приводятся в таблице 4.

Диаметры труб, мПредельные экономические расходы, л/с
минмакс.
8,2
12,721,8
21,8

При гидравлическом расчете кольцевой водопроводной сети в начале устанавливают направление потоков воды и предварительное распределение расходов по отдельным участкам. Дальнейшая задача расчета кольцевой сети сводится к определению действительного распределения потоков и расходов воды по всей сети (увязка сети).

Рассмотрим водопроводную сеть состоящую из одного кольца (рис. 2)

q1
Qрасч
q3
q4
q5

Рис.2 Расчетная схема

Точки 1,2,3,4,5,6 – точки (узлы) отбора воды. Вода в точку 1 поступает в количестве Qрасч и движется по кольцу в двух направлениях. Точка, где встретятся потоки воды (например, точка 4) называется диктующей точкой или точкой водораздела. Условно принимаем, что с участка 3-4 в точку 4 поступает вода в количестве 0,5 Qрасч и с участка 5-4 поступает такое же количество воды. Расход воды на участке определяется как сумма узлового, отбираемого в конце участка, и транзитного.

Определяем расходы воды на участках полукольца 1-2-3-4:

участок 4-3

участок 2-1 Q2-1= Q3-2+

Расходы воды на участках полукольца 1-6-5-4 определяются по формулам:

участок 4-5

участок 5-6 Q5-6= Q4-5+

участок 6-1 Q6-1= Q5-6+

После определения расходов на участках водопроводной сети подбираются диаметры труб на этих участках и рассчитываются потери напора.

Для кольцевой водопроводной сети потери напора рассчитывают на участках и в полукольцах. При этом суммы потерь напора в полукольцах должны быть равными, т.е. ΣhI=ΣhII.

Практически добиться равенства потерь напора в полукольцах очень сложно, поэтому при расчете кольцевой сети возможна погрешность Δh, называемая невязкой сети.

При расчете сети на пропуск воды до пожара допускается невязка сети не более 0,5 м, а при пожаре – не более 1 м.

Если при расчете невязка получилась больше допустимой, то необходимо перераспределить потоки на величину поправочного расхода.

Поправочный расход может быть определён по методу предложенному проф. Лобачевым В.Г. по формуле:

где Δq– поправочный расход, который отнимается от расходов перегруженных участков одного полукольца и прибавляется к недогруженным участкам другого полукольца.

Δh– невязка сети, м;

Si – сопротивление участка;

Qi – расход воды на участке, л/с.

Увязку сети заканчивают после получения допустимого значения невязки.

Окончательно потери напора в сети определятся как полусумма потерь напора в полукольцах

С учетом местных потерь, общие потери напора в сети определяются по формуле:

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ СЕТИ

При проверочном расчете определяют, смогут ли трубы выбранных в результате основного расчета диаметров пропустить дополнительное количество воды для тушения пожара. При этом скорость движения воды не должна превышать 2,0÷2,5 м/с. В противном случае диаметры труб увеличивают. Вместе с тем, в отдельных случаях при значительных потерях напора на каком-либо из расчетных участков возможно увеличение диаметра труб и при скоростях меньших допустимой.

Проверочный расчет при пожаре ведется в том же порядке, что и до пожара. Составляется расчетная схема отбора воды из наружной сети. На схему наносятся узловые расходы в соответствии с расположением производственных зданий на генеральном плане.

Методика определения расходов воды на участках сети не изменяется, но при этом необходимо помнить, что расчетные расходы определяются с учетом отбора воды из сети для целей пожаротушения.

При проверке выбранных диаметров труб следует использовать прил. 8.

При увязке сети рационально использовать предлагаемую форму таблицы для записи расчетов (табл.5). Величина невязки при расчете сети на пропуск воды «при пожаре» не должна превышать 1 м. вод. ст.

Добавить комментарий