Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Гидравлика и противопожарное водоснабжение" (стр. 9 из 25)

Q

= q₁ + q_1-2 + q_1-7 ; Задаемся произвольно q_1-2 = 60 л/с;

q_1-7 = Q

- (q₁ + q_1-2 ) = 208,37 - ( 9,03 + 60 ) = 139,34 л/с;

q_1-7 = q₇ + q_7-4 - q_7-6 ; Задаемся произвольно q_7-4 = 40 л/с;

q_7-6 = q_1-7 - (q₇ + q_7-4 ) = 139,34 - ( 21,07 + 40 ) = 78,27 л/с ;

q_2-3 = q_1-2 - q₂ = 60 - 12,04 = 47, 96 л/с ;

q_3-4 = q_2-3 - q₃ = 47,96 - 15,6 = 32,96 л/с ;

q_4-5 = q_7-4 + q_3-4 - q₄ = 40 + 32,96 - 27,09 = 45,27 л/с ;

q_6-5 = q_7-6 - q₆ = 78,27 - 12,04 = 66,23 л/с ;

Проверка

q₅ = q_4-5 + q_6-5 = 45,27 + 66,23 = 111,5 л/с ;

Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре показано на рис.3.5

Рис.3.5.

15,06 27,09 111,5

1000; 200; 32,36 1500; 250; 45,27

3 4 5

1500; 250; 47,26 2000; 200; 40

1 2 1500; 300; 66,23

12,04 9,03 21,07 12,04

2 500; 250; 60 1 1000; 400; 139,34 7 500; 300; 78,27 6

208,37л/с

7.Определим диаметры труб участков сети. Для стальных труб Э = 1.

По экономическому фактору и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению 2 определяются диаметры труб участков водопроводной сети:

q_1-2 = 0,25 м; q_3-4 = 0,2 м; q_5-6 = 0,3 м; q_4-7 = 0,2 м;

q_2-3 = 0,25 м; q_4-5 = 0,25 м; q_6-7 = 0,3 м; q_1-7 = 0,4 м;

Соответствующие расчетные внутренние диаметры определяются по ГОСТ539-89 и равны (приложение 2).

q_1-2 = 0,260 м; q_3-4 = 0,209 м; q_5-6 = 0,311 м; q_4-7 = 0,209 м;

q_2-3 = 0,260 м; q_4-5 = 0,260 м; q_6-7 = 0,311 м; q_1-7 = 0,412 м;

Обычно рекомендуют определять диаметры по предварительно распределенным расходам без учета расхода воды на пожаротушения, а затем проверять водопроводную сеть с найденным таким образом диаметрами на возможность пропуска расходов воды при пожаре. При этом в соответствии с п.2.30 [3] максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60м. Если в нашем примере определять диаметры по предварительным расходам при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (т.е. без учета расхода воды на пожаротушения), то как показывает расчеты при этих диаметрах потери напора в сети при пожаре более 60м. Это объясняется тем, что для сравнительно небольших населенных 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 вышеизложенным и для упрощения в курсовой работе допускается определять диаметры участков сети по предварительным расходам при пожаре.

8.Выполняем увязку водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

При увязке потери напора в стальных трубах следует определять по формуле

h = 10^-3 [(1+3,51/J)^0,19_* 0,561J²/d

] _* i

Увязку удобно выполнять в виде таблицы (табл.3.4). Увязка сети без использования компьютера продолжается до тех пор, пока величина невязки в каждом кольце не будет менее 1м.

Пояснение к табл.3.4.

В графе 1 приведены количество колец водопроводной сети;

В графе 2 приведены участок водопроводной сети;

В графе 3 -расход воды по участкам сети в л/с;

В графе 4 -расчетный внутренний диаметр труб по участкам сети согласно приложению 2 данной методички в м.

В графе 5 -длина участка сети по заданию.

В графе 6 -приведены средняя скорость воды по участкам сети (например, для участка 1-2, чтобы определить среднюю скорость, определяем сперва площадь живого сечения труб по формуле

w = pd²/4 = 0,785d²

w = 0,785 _* 0,260² = 0,053

Средняя скорость движения потока определяется по формуле

J_ср =q/w = 40/0,053 _* 1000 = 0,755 м/с.)

В графе 7 -определяем гидравлическое сопротивление по формуле

(1+3,51/ J)^0,19_* 0,561J²

Например, для участка 1-2 (1+3,51/0,755)^0,19_* 0,561_* 0,755² = 0,449

В графе 8 -приведены внутренний диаметр труб (например, для участка 1-2 d

= 0,260^1,19 = 0,201м.)

В графе 9 -приведены потери напора на единицу длины трубопровода ("гидравлический уклон") i с учетом гидравлического сопротивления, определяемый по формуле, например, для участка 1-2

i = (1+3,51/J)^0,19_*0,561J²/ d

= 0,449/0,201 = 2,23

В графе 10 -приведены потери напора по участкам сети, определяемый по формуле h = i _* i , где i -длина участка (например, для участка 1-2

h = 2,23_*10^-3_*500 = 1,12 м).

В графе 11¸17-первое исправление, величина Dh -это невязка, Dq -поправочный расход для кольца, который можно определить по формуле

Dq = Dh / 2(

) ,

где h -потери напора на участке; q -расход воды по участку.

Следует иметь в виду, что для участка 4-7 (рис.3.4; 3.5), который является общим для обоих колец, вводятся 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.3.4, 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

h_с = (h₁ + h₂ + h₃)/3,

где h₁ = h_1-2 + h_2-3 + h_3-4 + h_4-5;

h₂ = h_1-7 + h_7-4 + h_4-5;

h₃ = h_1-7 + h_7-6 + h_6-5;

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении

h₁ = 1,06 + 1,63 + 0,64 + 0,09 = 3,42м;

h₂ = 1 + 1,84 + 0,09 = 2,93м;

h₃ = 1 + 0,7 + 1,29 = 2,99м;

h_с = (3,42 + 2,93 + 2,99) / 3 = 9,34 / 3 = 3,11м.

Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении на рис.3.6.

Увязка водопроводной сети при пожаре.

Предварительное распределение расходов воды по участкам водопроводной сети при пожаре выполнено в пункте 6 раздела 3.1. Расчетная схема показана на рис.3.5.

Увязка сети при пожаре выполняется так же, как это было сделано при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

15,6 27,09 34

1000; 200; 11,31 1500; 250; 5,8