Пример решения задания

Пример 1 Тупиковая водопроводная сеть (рис.1) характеризуется следующими данными: длины участков: l_1-2 = 300 м; l_2-3 = 200 м; l_3-4 = 150 м; l_3-5 = 250 м; l_2-6 = 100 м; l_6-7 = 100 м; l_6-8 =150 м; геодезические отметки точек: z₁= 41 м; z₂= 40,5 м, z₃=40,5 м, z₄=38 м, z₅=37 м, z₆=38 м, z₇=36 м, z₈=37 м. Узловые расходы Q₂ = 6 л/с, Q₃ = 20 л/с, Q₄ = 12 л/с, Q₅ = 17 л/с, Q₆ = 8 л/с, Q₇ = 9л/с, Q₈ = 8 л/с, удельные путевые расходы на участках: 2-3 и 6-8 q_о =0,02 л/с/м; свободный напор Нсв ≥12 м. Определить диаметры участков и напоры в узло­вых точках, если трубы чугунные.

Решение

Выбор и расчет главной (основной) магистрали производится так.Из условия 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 между собой напоры в узловой точке 3, необходимые для пода­ чи воды в точки 4 и 5.

Примем в первом приближении предельную скорость на участках 3 — 4 и 4 —5 V_пр = 1,1 м/с и по формуле (3) определим диаметры участков, соответствующие этой скорости

I

Принимаем ближайшие диаметры условного прохода D_3-4 = 125 мм и D_3-5 = 150 мм.

Уточним скорости движения воды V на этих участках и с их помощью по табл. 1 определим удельные сопротивления:

Определим необходимый напор в точке 3 для подачи воды в точку 4:

Затем 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 – 5 – 3 – 4.

Принимаем напор в точке 3 Н₃= 52,16 м.

Проверяем свободный напор в точке 3

Таким образом, напор получился меньше заданного. Поэтому нужно увеличить пьезометрическую отметку в точке 3 до

Далее определяем расчетный расход на участке 2 — 3:

Задаемся предельной скоростью на этом участке V_пр=1,2 м/с и определяем диаметр

Принимаем диаметр условного прохода D_2-3 = 250 мм.

Уточнение скорости, определение удельного сопротивления на участке 2-3 и 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. (табл. 5).

Таким образом, если в начале основной магистрали сооружается водонапорная башня, то ее расчетная высота должна равняться свободному напору в этой точке, т. е. 15,34 м.

Расчет ответвлений (ветвей) от основной магистрали ведется следующим образом.

Ветвь 3 —5. Для этого участка известны пьезометрические напоры в начале и в конце. Из формулы (5) можно сразу определить необходимое удельное сопротивле­ние

Принимаем ближайший больший диаметр D = 150 мм (табл. 1).

Таблица 5

Для данного диаметоа при заданном расходе уже было определено удельное сопро­тивление Поэтому мы можем определить свободный напор в точке 5:

Ветвь 2 – 6 – 8. Здесь, кроме диаметров, не известен также пьезометрический на­пор в точке 6, которым можно задаться в соответствии со средним пьезометрическим уклоном, определяемым по формуле (6):

Тогда ориентировочный напор в точке 6

а расчетный расход на участке 2—6

По табл. 1 принимаем D = 200 мм.

Уточним скорость движения воды V и удельное сопротивление S₀.

Уточняем пьезометрический напор в точке б:

Участки 6 – 8 и 6–7 рассчитываем по известной разнице напоров в их начале и в конце аналогично участку 3–5. Расчеты ветвей удобно свести в табл. 6.

Таблица 6

Так как свободные напоры в конечных точках сети 5, 8, 7 несколько меньше заданной величины (Нсв ≥12 м) то для более экономического решения можно эти участки разделить на две части с разными диаметрами.

Дата добавления: 2015-07-26