Отбор воды из водопроводной сети

Вся библиотека >>>

Содержание книги >>>

Книги по строительству и ремонту

Водоснабжение

Быт. Хозяйство. Строительство.Техника

§ 17. Отбор воды из водопроводной сети

Для расчета водопроводной сети, т. е. определениядиаметров ее отдельных участков (линий), необходимо не только знать форму(конфигурацию)  сети и протяженность всех ее линий, но также знать или наметитьместа (точки) и величины подач и отборов воды.

Имея общую схему расположения основных сооружений системыводоснабжения и приняв определенный суточный график водопотребления, можноотносительно легко наметить точки сети, в которые подается вода от водопитателей,и количества подаваемой воды для отдельных расчетных моментов работы системы.

Значительно сложнее обстоит дело с отборами воды из сети(для нужд потребителей).

Только в тех случаях, когда сеть снабжает водойотносительно небольшое число потребителей,  забирающих    определенноеколичество воды в единицу времени, можно получить ясную и точную схему отбораводы. Подобная картина часто встречается в системах водоснабженияпромышленных предприятий, где отбор воды из сети производится относительнонебольшим числом цехов.

Из городской водопроводной сети вода подается потребителямчерез весьма многочисленные домовые ответвления, присоединяемые к трубамуличной сети на различных расстояниях друг от друга.

Рассмотрим один из участков1 распределительной сети (междуузловыми точками А и Б на III.3, а). К этому участку в отдельных точках априсоединены домовые ответвления, по которым подаются различные расходы воды цг.Подобная картина водоразбора будет на всех участках распределительной сети.

Участок магистральной сети /—// (III.3,6) снабжает (кромедомовых ответвлений) присоединенные к нему линии распределительной сети.Ввиду наличия двух категорий сосредоточенных расходов — расходов домовыхприсоединений q в точках а и значительно больших расходов Q в точкахприсоединения распределительных линий б — схема водоразбора на отдельныхучастках магистральной сети будет еще сложнее.

Кроме того, проектировщик может знать (наметить) дляотдельных расчетных моментов работы системы лишь общие количества воды,отбираемой из сети на бытовые нужды населения.

Между тем в каждой действительной точке отбора воды вдомовые водопроводы будет свой   (особый)   график водопотребления.

Такова фактическая картина расходования воды в городскойсети. Учет действительных сосредоточенных расходов воды (незначительных повеличине и часто меняющихся) во всех домовых ответвлениях даже для небольшихгородов и поселков представляет задачу, практически неосуществимую.

Поэтому в городских (и поселковых) водопроводах мывынуждены принимать упрощенную расчетную схему водоразбора, допуская условно,что подаваемая в сеть вода расходуется равномерно по длине сети и,следовательно, количество воды, отдаваемой каждым участком, пропорциональноего длине.

Так как обычно рассчитывается  только  магистральная сеть,то в 2/ входят длины только магистральных линий. В 2/ не следует включатьдлины  магистралей,  которые    служат для  транспортирования,  а не дляраздачи воды, например линий, идущих по незастроенной   и не   подлежащейзастройке территории, по мостам, по площадям и т. д.

Величина удельного расхода изменяется в соответствии сграфиком водопотребления и, следовательно, будет различна для отдельныхрасчетных случаев.

В городах с различной плотностью населения в отдельныхрайонах удельные расходы должны быть вычислены для каждого района.

Таким образом, в городских и поселковых сетях большоечисло действительных точек отбора воды при расчете сети заменяется«водоразборными участками», и общий расход воды в городе условно разноситсяпо отдельным участкам магистральной сети пропорционально их длине.

Очевидно, сумма всех путевых расходов и расходов,сосредоточенных в отдельных точках (крупные потребители), должна равнятьсяполному расходу, подаваемому в сеть в расчетный момент.

Диаметр каждого участка определяется по его «расчетному»расходу.

В соответствии с изложенной условной схемой отбора воды изсети городских водопроводов на каждом участке рассчитываемой сети мы будемиметь два вида расходов: расход, который проходит транзитом по всей длинеданного участка и поступает в следующий участок («транзитный» расход QTp), и«путевой» расход Qn, равный суммарной раздаче воды в пределах данногоучастка.

На III.4 показана диаграмма изменения расходов по длинеучастка.

В начальную точку участка Л поступает полный расход Q; путе-.вой расход Qn раздается равномерно по длине участка, а транзитный QTpпередается далее в конечную точку В.

При такой схеме через различные поперечные сечениярассматриваемого участка будут проходить различные (постепенноуменьшающиеся)  количества воды, т. е. различные расчетные расходы.

Если считать, что в пределах каждого отдельного участкадолжны быть уложены трубы одного диаметра (что обычно имеет место), то,очевидно, надо найти некоторый расчетный расход (постоянный для всегоучастка), по которому может быть    определен    диаметр    труб.

Такой расход должен быть эквивалентен принятому по схемепеременному расходу в отношении общих    потерь     напора на участке. Вчастном случае, когда Qn = 0,

Q = QTP = const

и диаметр труб определяется по этому постоянному расходу.В другом частном случае, когда QTp=0,

Q = Qu,

т. е. расходы воды в сечениях участка на длине /изменяются по линейному закону в пределах от Q — Qn до нуля.

Для подобного случая в гидравлике дается выражениесуммарных потерь напора на участке.

Эти потери при равномерной по длине раздаче расхода Qn в 3раза меньше тех потерь напора, которые получатся на том же участке припропуске по нему расхода Qn транзитом (т. е. если отдачу расхода Qnсосредоточить в конечной точке участка).

Эквивалентный расчетный расход в этом случае будет

QP = —— Qn « 0,58Qn = 0,58^уд/• УЪ

Такая закономерность может быть только в конечных участкахразветвленных сетей.

Для подавляющего большинства участков сети на потеринапора будет влиять как равномерно распределенный по длине расход Qn, так иусловно сосредоточенный в конечной точке расход QTp.

При наличии этих двух видов расходов эквивалентный имрасход может быть вычислен по формуле

Qp = QTp + aQn.       (Ill 1)

При равномерной раздаче воды по длине участка(предусматриваемой условной схемой водоотдачи) значение коэффициента азависит от соотношения транзитного и путевого расходов участка и для широкогодиапазона этих соотношений    лежит в пределах от 0,5 до 0,58.

Тот факт, что в действительности мы имеем не непрерывное,а сосредоточенное в нескольких определенных точках (ответвлениях)расходование воды, также влияет на значение коэффициента а.

Обычно для расчетов принимают упрощенную формулу при а=; =0,5, т. е.

Qv = QTP + 0,5 Qn.   (Ill la)

Эта формула дает относительно небольшие отклонения отистины (за исключением тупиковых участков при QTP = 0, где, однако, потеринапора несущественны по абсолютному значению).

При отсутствии путевого расхода QP=QTp; при отсутствиитранзитного расхода Qp=0,5 Qn.

Приведенная формула позволяет очень просто заменить всепутевые расходы эквивалентными им узловыми.

Если в каждом узле сети сосредоточить некоторый(фиктивный) расход,  равный полусумме путевых расходов участков,  примыкающихк этому узлу, то мы получим такую    условную    схему    отбора    воды, прикоторой вся отдача происходит в узлах сети. Такая схема  позволяет легкополучать в соответствии с формулой  (III.la)  значения расчетных расходовучастков, уже не считаясь с путевыми расходами. При подобной условнойрасчетной схеме водоотдачи все расчетные расходы участков становятся равными ихтранзитным расходам.

Для определения величины транзитных расходов, очевидно,необходимо предварительно принять желательное направление движения потоковводы по сети и величины этих потоков, т. е. решить задачу «начального потокораспределения»(см. § 22).

При расчете водопроводных сетей обычно делается еще однодопущение, позволяющее значительно упростить расчетную схему отбора воды.Потребители отбирают воду через различные водоразборные краны. Приопределенной степени открытия данного крана расход воды из него будетзависеть от величины давления в водопроводной сети в точке присоединения кней внутреннего водопровода. Но давление в водопроводной сети меняетсянепрерывно в зависимости от числа, мест расположения и размеров отборов всети, происходящих в данный момент времени. В водопроводах населенных местпроцесс отбора воды в различных точках городской сети, очевидно, неподчиняется никакой закономерности и не может быть учтен при расчете сети. Всилу этого в расчетной схеме отбора воды из сети условно предполагается, чтовсе подобные отборы (приведенные в конечном результате к узловым расходам) независят от изменений давления в сети, и все узловые расходы принимаются«фиксированными» для каждого расчетного случая1.

Одновременно в расчетной схеме сети остаются некоторые«нефиксированные» отборы, т. е. такие отборы, величина которых значительна иможет быть выражена в зависимости от давления в сети. К таким«нефиксированным» отбора^ относятся поступления воды из сети в напорныерегулирующие емкости (в периоды их пополнения), отборы воды из сети насоснымистанциями подкачки и другие специальные виды отборов воды.

При поверочном расчете сети необходимо   иметь   напорно-расход-ныехарактеристики  H=f(Q)  для    всех    нефиксированных    отборов.