Теоретические основы поверчных гидравлических расчетов водопроводных сетей

Вся библиотека >>>

Содержание книги >>>

Книги по строительству и ремонту

Водоснабжение

Быт. Хозяйство. Строительство.Техника

§ 23. Теоретические основы поверчных гидравлическихрасчетов водопроводных сетей

Задача поверочного расчета сети заключается в определениирасходов воды в участках сети при уже известных диаметрах труб, а также вопределении подач Q и напоров Н всех водопитателей и нефиксированных отборовводы из сети при известных (намеченных, заданных) характеристиках этих водопитателейи отборов.

Таким образом, при поверочном расчете заданными являются:а) диаметры и длины всех водопроводных линий и, следовательно, ихгидравлические сопротивления; б) фиксированные узловые отборы воды; в)напорно-расходные характеристики Q—Н всех водопитателей и нефиксированныхотборов. Известны также геодезические отметки узлов системы.

Рассмотрим общий случай кольцевой сети, имеющей ручастков, m узлов, п колец и е водопитателей и нефиксированных отборов. Пофизическому смыслу задача может иметь единственно возможное решение: если впостроенную сеть подавать воду определенными насосами, то, очевидно, по всемучасткам сети пойдут совершенно определенные количества воды.

Неизвестными при поверочном расчете сети будут: а) расходыqz-h и потери напора ht-h во всех участках системы; б) подачи водопитателей инефиксированные отборы; в) пьезометрические напоры во всех узлах системы.

Следует отметить, что если все указанные расходы будутнайдены, то легко могут быть определены потери напора и пьезометрические напорыво всех узлах (если хоть одна из пьезометрических отметок системы будетзадана).

Число неизвестных расходов для рассматриваемой системысоставляет р-\\-е, где р — число расходов в участках, е — число подач водопитателейи нефиксированных отборов. Для их нахождения могут быть построены следующиесистемы уравнений:

а)         m узловых уравнений E^_fe-j-Qt = O для всехузлов сети;

б)         п контурных    уравнений liS^uQi—k =0 для всехколец сети;

в)         е—1   уравнений,   связывающих   между   собойводопитателей и нефиксированных отборов.

Последние уравнения имеют вид

и связывают попарно напоры водопитателей  (выраженные   вфункции подачи Q) через потери напора в цепи соединяющих их линий  (/, К —номера соответствующих узлов).

Общее число уравнений будет:

(гп + п — 1) +е = р + е,

т. е. достаточно для нахождения всех неизвестных расходов.

Уравнения «а» — уравнения баланса расходов в узлах.

Уравнения «б» и «в» — уравнения гидравлической увязки.

Уравнения «а» удовлетворяются, как было сказано, при первоначальномпотокораспределении.

Удовлетворение уравнений «б» (уравнений баланса потерьнапора в кольцах сети) показывает, что достигнуто правильное распределениерасходов в сети при принятых диаметрах.

Удовлетворение уравнений «в» свидетельствует, что полученытакие подачи водопитателей и нефиксированные отборы, которые соответствуют иххарактеристикам Q — Я и будут иметь место при совместной работе водопитателейс сетью.

Уравнения «б» могут быть названы уравнениями «внутреннейувязки», а уравнения «в» — уравнениями «внешней увязки».

В тех случаях, когда сеть имеет один водопитатель и неимеет нефиксированных отборов, для нахождения истинного распределения потоковводы в сети (т. е. величин всех расходов qi-k) достаточно уравнений «б»(присоблюдении условий «а»). С этого, наиболее простого случая мы начнемрассмотрение методов поверочных расчетов сетей.