Движение жидкости в напорном трубопроводе, страница 10

Например, для точки 3 будем иметь

.

4.  Диаметры трубопроводов на участках определяются по расчетным путевым расходам исходя из условия наивыгоднейших экономических диаметров с использованием соответствующих таблиц.

5.  Сумма гидравлических потерь в каждом замкнутом кольце при достаточно правильном выборе диаметров труб участков должна быть равна нулю. Принимая условие, что потери напора на участках, в которых вода движется по часовой стрелке, равны потерям напора при движении ее против часовой стрелки, .

Например, для кольца В (см. рис. 5.12)

.

Следует отметить, что при соблюдении этого условия сумма потерь в любом кольце будет равна нулю, а гидравлические потери на участках - минимальны.

Если предварительное определение путевых расходов и диаметров трубопровода участков сети не позволяет получить условие , то производится увязка сети. Увязка заключается в возможном перераспределении направления движения расчетных потоков воды, направляя несколько большие расходы на участки, где гидравлические потери меньше, или наоборот. В результате перераспределения расходов сумма гидравлических потерь должна быть близкой к нулю.

Гидравлический расчет кольцевой сети при наличии большого количества колец представляет собой весьма сложную задачу. Сложность заключается в решении систем квадратных уравнений. В связи с этим используются способы, основанные на методе последовательных приближений. Приближенный метод расчета позволяет упростить увязку кольцевых сетей. Применяются два метода увязки сетей - метод В. Лобачева и метод М. Андрияшева.

5.6. ПРИМЕНЕНИЕ ВОДОНАПОРНЫХ БАШЕН

ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Основными элементами водонапорной башни являются резервуар и поддерживающая его конструкция. Высота конструкции отсчитывается от поверхности земли до низа (днища) резервуара определенного объема. Высота поддерживающей конструкции обычно равна  м.

Водонапорные башни могут использоваться для регулирования водоснабжения и аккумулирования запасов воды. В период малого водопотребления вода аккумулируется в резервуаре с последующей ее отдачей в период большого потребления. Напорные башни, применяемые в системах водоснабжения, создают напор, который необходим для обеспечения подачи воды в точки водозабора.

Рассмотрим водоснабжение объекта, расположенного в точке 3, из двух водонапорных башен А и В (рис. 5.13).

Уровни воды в башнях относительно точек 1 и 2 располагаются на расстоянии , и . Вода подается в точку 3 из двух башен: из башни А по участку трубопровода длиной  и диаметром  и башни В по трубопроводу  и . Необходимо определить расход в точке 3 при различных режимах водопотребления.

Рассмотрим следующие режимы водопотребления.

Рис. 5.13. Схема сети с двумя водонапорными башнями

Максимальное водопотребление

Максимальный расход в точке 3 будет соответствовать сумме поступающих расходов по трубопроводу:

                                                (5.40)

Напор  в точке 3

.

Расходы в трубопроводах

 и .               (5.41)

Максимальный расход будет в случае минимального свободного напора :

.

Минимальное водопотребление

Минимальный расход имеет место, когда  увеличивается, .

Расход по трубопроводу 1-3

.                                           (5.42)

В случае  вода по трубопроводу 2-3 будет заполнять башню В расходом :

.                                           (5.43)

Часть расхода, поступающая в точку 2 из башни А, будет направлена в башню В.

Следовательно, расход в точке 3 равен .

Регулирование водопотребления можно осуществить путем использования задвижки, установленной в точке 3 водозабора.

Когда задвижка полностью закрыта, вода из башни А будет питать башню В.

Расход, поступающий в башню В, будет определяться разностью напоров в точках 1 и 2, т.е. . Через определенное время разность уровней в резервуарах башни изменится, и в случае наличия запаса объема в резервуаре В уровни в башнях выравниваются, как в сообщающихся сосудах.