Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Расчет кольцевой сети.

Читайте также:
  1. I. Расчет ожидаемого чистого операционного дохода.
  2. II. Основные расчетные величины индивидуального
  3. III Расчет учебного времени
  4. III. Интегральная математическая модель расчета газообмена в здании при пожаре
  5. III. Порядок расчета размера ущерба от деградации почв и земель
  6. IV. Порядок разработки дополнительных противопожарных мероприятий при определении расчетной величины индивидуального пожарного риска
  7. Абсолютные и средние показатели вариации и способы их расчета
  8. Алгоритм проверочного расчета вала
  9. Амортизация как целевой механизм возмещения износа. Методы расчета амортизационных отчислений.
  10. Анализ деловой активности. Расчет и оценка показателей оборачиваемости оборотных средств

а) Определение расчетных суточных расходов воды. Расчетные суточные расходы воды для населенного пункта, расположенного по кольцу, определяются по нормам хозяйственно-питьевого водопотребления [2], выдержки из которых приводятся в табл.2, и численности населения. Причем верхние пределы норм относятся к районам с холодным климатом, нижние- к районам с теплым климатом. Для центральных районов европейской части России берут средние значения норм водопотребления.

" Расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений следует принимать в пределах 0,020-0,090 м3/сут. на одного жителя.

Норма расход на заправку одного цельнометаллического вагона 0,72 м3/сут.

Средний суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды

населения определяется в м3 по формуле:

– норма водопотребления, м³;

P – плотность населения, чел/га;

F – площадь жилой застройки, м².

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления в м³ вычисляется по формуле:

где К —коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режимы работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, следует принимать

K=1,1+1,3 = 1,2

Суточный расход воды населенного пункта на железнодорожной станции определяется как сумма расходов на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Вычисление суточных расходов рекомендуется вести в табличной форме (табл.5).

 

 

Таблица 5

Наименование потребителей Единица измерения потребителя Количество потребителей Норма водопотребления м³/сут Суточный расход воды.
Средне-суточный В сутки наибольшего водопотребления
Пассажирское здание шт   20,83333333 20,83333333  
Локомотивное депо шт        
Заправка вагонов водой л   0,72 161,28 193,536
Промышленное предприятие шт        
Населенный пункт чел 25328,49264 0,1425 3609,310201 4331,172241
Поливка улиц и зеленых насаждений г 25328,49264 0,055 1393,067095 1671,680514

 

б) Определение расчетных секундных расходов. Расчетные секундные расходы воды определяются в л/с для отдельных пунктов водопотребления- поселка, пассажирского здания, локомотивного депо, кранов для заправки пассажирских вагонов водой. Но при этом следует учитывать, что одни водопотребления работают круглосуточно, а другие- неполные сутки. Населенный пункт, пассажирское здание, локомотивное депо действуют

 

круглосуточно. Неполные сутки работают краны для заправки пассажирских вагонов, а также не круглосуточно производится поливка улиц и зеленых насаждений.

Секундный расход круглосуточно работающих пунктов водопотребления;

определяется в л/с по формуле:

где —коэффициент часовой неравномерности, учитывающий колебания расходов воды в течение суток, следует принимать для локомотивного депо, промышленного предприятия =1,2, для пассажирского здания и населенного пункта -1,5;

—суточный расход воды в сутки наибольшего водопотребления, м³/сут.; 86400—количество секунд в сутках.

 

Расчетные секундные расходы периодически действующих пунктов водопотребления вычисляются в л/с по формуле:

где —расход воды пунктом водопотребления в м3 за промежуток

времени Т, ч:

3600—количество секунд в часе.

Продолжительность работы поливочных кранов принимают 6 ч. В сутки время заправки состава из 15 вагонов – 0,2 ч.

3600 – секунд в часе*6 часов поливка улиц = 21600 секунд

224 вагона/15 вагонов*0,2 часа = 2,9867 часа

2,9867 часа*3600 секунд = 10752 секунды

 

 

в) Подготовка магистральной сети к гидравлическому расчету. Для расчета водопроводной сети необходимо наметить расчетную схему подачи воды из сети потребителям. Расчетная схема в произвольном масштабе приводится в контрольной работе (рис.3,а).

При расчете сети ее разбивают на отдельные участки. Начальные и конечные точки каждого участка обозначают номерами и называют их узлами, а расстояние между ними- расчетными участками. Узлы назначаются во всех точках, где имеются сосредоточенные расходы. Сосредоточенным расходом называется расход воды отдельными крупными потребителями (промышленное предприятие, локомотивное депо, пассажирское здание, краны для заправки вагонов и т.д.)

Прежде чем приступить к гидравлическому расчету сети, на расчетную схему в соответствующих ее точках наносятся все сосредоточенные расходы.

Весьма сложную картину представляет водоразбор в населенном пункте. При расчете принимают упрошенную схему водоразбора, считая, что вода расходуется равномерно на всем протяжении водопроводной сети, т.е. что на каждом погонном метре трубопровода в любой его части разбирается в течение одной секунды одинаковое количество воды. Расход, приходящийся на 1 пог.м сети, называется удельным расходом.

Удельный расход определяется, как отношение суммы расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения и на поливку улиц и зеленых насаждений к длине всех участков водопроводной сети (л/с на 1 пог.м). Где — максимальный секундный расход воды на нужды населения, л/с; расход на поливку, л/с:

∑l—сумма длин всех участков водопроводной сети, м.

Зная удельный расход, можно определить расход воды, забираемый на каждом расчетном участке, или так называемый путевой расход, который равен произведению удельного расхода на длину расчетного участка сети.

где l —длина участка, м.

Расчеты следует вести в табличной форме (табл.6).

 

Таблица 6

Номер участка Длина участка L,м Удельный расход , л/с на пог.м Путевой расход . л/с
3-4 923,4 0,049323306 45,54514061
4-5 623,4 0,049323306 30,74814886
5-6 923,4 0,049323306 45,54514061
6-3 623,4 0,049323306 30,74814886

 

Проверка правильности вычисления путевых расходов производится по формуле:

 

Далее равномерно распределенные путевые расходы заменяют сосредоточенными расходами. Сосредоточенный расход в каждом узле сети будет равен полу сумме путевых расходов всех участков, примыкающих к данному узлу.

Но так как в каждом узле сети имеется еще сосредоточенный расход (депо или промышленное предприятие, или пассажирское здание и т.д.), то общий расход воды, забираемый в узле,

 

Результаты вычислений узловых расходов записывают в табличной форме (табл. 7)

Таблица 7

Номер узла Номера прилегающих к узлу участков Сумма путевых расходов на прилегающих участках ∑qп л/с Сосредоточенный расход л/с Узловой расход q узл=q соср+0,5∑q n л/с
  3-4; 3-6 76,29328946   38,14664473
  3-4; 4-5 76,29328946 9,241185778 47,38783051
  5-6; 4-5 76,29328946 14,125 52,27164473
  3-6; 5-6 76,29328946 22,45833333 60,60497806

 

Вычисленные значения узловых расходов наносятся на расчетную схему водопроводной сети (рис.3,6).

 

г) Определение диаметров водопроводной сети. На расчетной
схеме водопроводной сети ориентировочно намечают желательное -
распределение расходов воды как по величине, так и по направлению. При этом
подача транзитных расходов для питания удаленных районов и для более
крупных водопотребителей должна производиться кратчайшими путями.

Задавшись направлением движения потоков воды по отдельным участкам кольца, намечают так называемую «точку встречи» потоков, ту точку, к которой вода подается с двух противоположных направлений. Для рассчитываемого кольца точку встречи потоков можно наметить в узле 5, т.е. поток воды в точке 3 разветвляется на две части и идет по двум ветвям: ветви 3-4-5 (движение воды происходит по часовой стрелке) и ветви 3-6-5 (движение воды- против часовой стрелки). В точке 5 происходит встреча потоков.

Далее определяют расчетные расходы воды по участкам сети, исходя из условия, что суммарный приток воды к узлу со всех направлений равен сумме расчетных расходов участков, питаемых из данного узла, плюс расход воды, забираемый в данном узле, т.е.

 

где
—расчетные расходы воды соответственно на участках

сети 3-4; 4-5; 3-6; 5-6;

—узловые расходы воды соответственно в точках 4,5, 6. Установив в первом приближении расходы воды на всех участках сети, по величине расчетного расхода и экономически наивыгоднейшей скорости подбирают диаметр труб (см. табл.3) и наносят их на расчетную схему (рис.3,6).

При выборе диаметра труб следует помнить о взаимозаменяемости линий в случае аварии на одном из участков сети и возможности пропуска необходимого расхода по другим линиям сети.

Поэтому на участках 4-5 и 6-5 по конструктивным и эксплуатационным соображениям следует назначать диаметры не менее 125-150 мм.

д) Гидравлический расчет сети на случай максимального

водозабора. При питании водопроводной сети из водонапорной башни сеть

рассчитывают на случай подачи воды в момент максимального хозяйственного водозабора, когда потери напора в сети имеют наибольшую величину.

Гидравлический расчет сводится к определению потерь напора в сети. Зная расчетные расходы воды на участках и диаметры труб, по табл.3 определяют потери напора на единицу, длины трубопровода /' и далее вычисляют потери напора на всем участке.

h=il,

где i —потери напора на единицу длины трубопровода или гидравлический уклон;

l —длина расчетного участка.

Далее вычисляют потери напора на участках, где движение воды осуществляется по часовой стрелке.

и против часовой стрелки

где —потери напора соответственно на участках 3-4. 4-5, 3-6, 5-6.

Если расчетные расходы в ветвях кольца намечены правильно, то сумма потерь напора при движении воды по часовой стрелке должна быть равна сумме потерь напора при движении воды против часовой стрелки или

Если потери напора брать со знаком плюс на трех участках, на которых направление движения потока совпадает с направлением движения часовой стрелки, а со знаком минус на трех участках, на которых движение потока направлено против часовой стрелки, то условие равенства потерь напора в ветвях кольца может быть выражено так: алгебраическая сумма потерь напора по всей длине кольца равна нулю.

или в большем виде

∑h=0

Однако в виду того, что первоначальные расчетные расходы но линиям сети были назначены с гидравлической точки зрения произвольно, а диаметры подобранны по экономическим соображениям, чаще всего оказывается, алгебраическая сумма потерь напора в кольце по расчетам не равна нулю, чего не может быть в действительности. Это указывает на то, что расходы на участках сети при принятых диаметрах были установлены неверно. В таких случаях необходимо увязать кольцевую сеть, а именно найти такое (правильное) распределение расходов по участкам сети, при котором алгебраическая сумма потерь напора в кольце равнялась бы нулю, или допустить некоторую погрешность, считая сеть увязанной, если алгебраическая сумма потерь напора в кольце не превышает величину невязки ∆h=0.3/0.5 м.

Чтобы увязать сеть (найти истинные расходы по линиям) следует перебросить часть первоначально принятого расчетного расхода из перегруженной ветви, где потери напора больше, в недогруженную. Для соблюдения баланса расхода в узлах (приток воды к узлу должен оставаться равным оттоку) необходимо исправить расход в обеих ветвях на одинаковую величину, то есть в недогруженной ветви расчетный расход увеличивают на величину ∆q, то на эту величину ∆q следует уменьшить расход в перегруженной ветви.

Если после нового распределения расходов невязка ∆h окажется больше допустимого значения (0,3/0,5 м), то производится вторичное перераспределение расходов, аналогичное предыдущему, вновь вычисляется невязка ∆h и определяется увязочный расход ∆q, на который следует изменить увязочные расходы воды. Если при вторичном перераспределении расходов невязка вновь будет превышать допустимое значение, то производят третье уточнение расчетных расходов и вычисление невязок и т.д. до тех пор, пока не будет правильно определен увязочный расход ∆q, найдено истинное распределение расходов в сети и алгебраическая сумма потерь напора в кольце не будет превышать допустимую величину невязки.

Только в этом случае гидравлический расчет кольцевой сети можно считать законченным. Таким образом, при увязке сети важно правильно определить величину увязочного расхода ∆q.

Величину увязочного расхода рекомендуется вычислять по формуле:

 

где ∆h —величина невязки в кольце, м

—потери напора в n-м участке сети, м;

—потери напора на единицу длины в n-м участке;

—длина n-го участка, м;

—расход воды на n-м участке, м³/с;

n —число расчетных участков в кольце.

Найденный увязочный расход ∆q вычитается от расчетных расходов на перегруженных участках сети и прибавляется к расходам на недогруженных участках.

Если невязка положительна (+∆h). это означаем что участки сети с движением воды по часовой стрелке перегружены и на этих участках от расчетных расходов следует отнимать величину увязочного расхода ∆q, a участки с движением воды против часовой стрелки недогружены и на этих участках к расчетным расходам следует прибавлять увязочный расход. Все расчеты следует вести в табличной форме (табл. 8)

Таблица 8

Номер участка l.м d. мм Предварительное распределение расходов
q. л/с i h=il. м
3-4 923,4   66,82878589 9,0124 11,91186
4-5 623,4   25,05148625 8,2289 3,840144
3-6 623,4   101,3921628 5,0495 3,840144
6-5 923,4   25,05148625 12,189 11,91186

 

1 исправление 2 исправление
h/q с/м² л/с q1=q±∆q л/с i1 h1=i1l м h1/q1 с/м² л/с q2=q1±∆q1 л/с i2 h2=i2l м
0,134621675 0,515098699 66,84246439 0,00953 8,800002 0,131652866 0,487767194 66,35469719 0,009 8,3106
0,315040924 0,515098699 22,6367506 0,0108 6,73272 0,297424313 0,487767194 22,14898341 0,01 6,234
0,049037689 0,515098699 93,57184914 0,00748 4,663032 0,049833706 0,487767194 94,05961633 0,0075 4,6755
0,466648684 0,515098699 22,6367506 0,0108 9,97272 0,440554396 0,487767194 22,14898341 0,01 9,234

∆h – 9,0678 + 7,2938 – 4,5633 – 10,804 = 0,9945 м

∆h1 – 8,800002 + 6,73272 – 4,663032 – 9,97272 = 0,89697 м

∆h2 – 8,3106 + 6,234 – 4,6755 – 9,234 = 0,6351 м

е) Определение высоты водонапорной башни. Высота водонапорной башни (до низа бака) определяется по формуле:

z – 148,4м

точка 4 – диктующая точка

где z —отметка земли в диктующей точке;

—потребный свободный напор для потребителей в диктующей точке;

∑h —сумма потерь напора в магистрали на пути от водонапорной башни до диктующей точки:

z, —отметка земли у водонапорной башни в точке 3.

Диктующей точкой в кольцевой сети является та точка, для которой высота водонапорной башни будет максимальной. При выборе диктующей точки следует учесть отметки земли в точках 4, 5, б, узловые расходы и необходимые свободные напоры в них.

Величины свободных напоров выбираются в зависимости от этажности застройки населенного пункта:

при поэтажной =10м.

при большей этажности добавляется 4м на каждый этаж,

Следует учесть, что узел 4 снабжает водой предприятия и населенный пункт, расположенные по кольцу в районе точки 4 и в то же время он является источником питания тупиковой сети.

Для определения свободного напора в точке 4 следует сначала вычислить величину напора, необходимого для снабжения водой населенного пункта, питающегося от кольцевой сети, с учетом этажной «стройки, и сравнить полученное значение с величиной напора , необходимого для питания тупиковой сети ( —определено при расчете тупиковой сети). И из этих двух значений выбрать наибольший напор. Он и эудет являться свободным напором в узле 4.

Например, этажность застройки населенного пункта, питающегося от кольцевой сети. -5 этажей и =10+4х4=26м, а для питания тупиковой сети необходим свободный напор =20м. Из двух значений напоров 20м и 26м следует выбрать наибольшее значение— =26м.

Если же этажность застройки была бы не пять, а три этажа— = 10+2x4=18м. то свободный напор в точке 4 при определении высоты водонапорной башни нужно принять =20м.

ж) Гидравлический расчет напорного водовода. По напорному водоводу (участок 2-3) вода перекачивается напорной станцией 2 в водонапорную башню 3. Для обеспечения бесперебойной подачи водовод обычно устраивается из нескольких линий (не менее двух работающих параллельно).

Водовод рассчитывается на пропуск максимального суточного расхода по всем линиям. Секундный расход по одной линии определяется в л/с по формуле

 

q= = 74, 32259318 л/с

74,32259318 * 2 = 148,6451864 л/с

где —максимальный суточный расход, м³/сут;

Т— продолжительность работы насосов в сутки, ч; (22+23ч)

n —число линий водовода.

Зная секундный расход и руководствуясь экономически наивыгоднейшей скоростью, по табл. 3 определяют диаметр водовода. – 400 мм.

з) Определение требуемых подачи и напора насосов станции II подъема, подбор типа насосов.

Требуемая суммарная производительность насосов равна максимальному секундному расходу всех линий водовода.

Требуемый напор насоса определяется по формуле

где —геометрическая высота подачи воды;

—потери напора в одной из параллельных линий водовода. Геометрическая высота подачи вычисляется по формуле

где —отметка земли у водонапорной башни (точка 3);

—высота башни;

—высота бака башни, принимается от 4 до 5 м:

—отметка уровня воды в подземном резервуаре (точка 1).

Потерн напора в водоводе определяются для одной линии при максимальном расчетном расходе воды по этой линии по формуле

=1.1il

где i —потери напора на единицу длины водовода (гидравлический уклон), определяемые по расходу, экономически наивыходнейшей скорости и диаметру (табл.З);

l —длина одной линии водовода:

1,1 – коэффициент, учитывающий величину местных сопротивлений и сопротивление всасывающей линии.

Насос подбирается по каталогу в зависимости от требуемых расходов и напора или по сводному графику основных технических данных центробежных насосов.

 




Дата добавления: 2015-04-20; просмотров: 52 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

1 | <== 2 ==> |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.026 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав