Методичні вказівки до виконання курсового проекту «Водопровідна мережа міста», страница 20

Для кільцевої мережі окрім І закону Кірхгофа (умова (6.11), має виконуватися і ІІ закон Кірхгофа для кожного елементарного кільця:

Σh_і= 0,                                               (6.15)

де Σh_і – сума втрат напору на ділянках, що утворюють кільце, м.

При цьому, якщо напрямок руху потоку води на ділянці відбувається за рухом годинникової стрілки, значення h_і приймають із знаком «+», а якщо проти – із знаком «–».

Задача «ув’язування» кільцевої водопровідної мережі полягає у сумісному розв’язанні рівнянь (6.11), складених для кожного вузла мережі і рівнянь (6.15), складених для кожного елементарного кільця.

Для мережі, яка складається з nкілець і m вузлів необхідно розв’язати систему з               р = n+ m – 1         рівнянь. При цьому будуть визначені дійсні витрати води на кожній ділянці мережі і відповідні значення втрат напору.

Для ув’язування кільцевої водопровідної мережі можуть бути застосовані різні способи. При ув’язуванні ручним способом найчастіше застосовують методи Лобачова-Кроса і М.М.Андріяшева. В останні роки ув’язування кільцевої водопровідної мережі здійснюють на ПЕОМ.

Програмою даного курсового проекту передбачено виконання ув’язування мережі для одного розрахункового випадку ручним способом, а інших – на ПЕОМ.

При ув’язуванні кільцевої водопровідної мережі ручним способом допустима нев’язка при перевірці умови (6.15) становить ≤0,5 м, а при розрахунках мережі під час гасіння пожеж – ≤1,0 м. Величина нев’язки для зовнішнього контуру допускається відповідно ≤1–1,5 і ≤3 м. При ув’язуванні кільцевої водопровідної мережі на ПЕОМ допустима нев’язка при перевірці умови (6.15) задається студентом і може складати, наприклад, ≤0,01 м.

6.4.1 Ув’язування кільцевої водопровідної мережі за методом

Лобачова-Кроса

Метод Лобачова-Кроса застосовують як під час розрахунків ручним способом, так і за обчислювальної техніки. Цей метод полягає у послідовному виправленні витрат води на ділянках з поступовим наближенням їх до дійсних значень. Виправлення (ітерації) виконують до досягнення допустимого значення нев’язки в кожному елементарному кільці. Величина поправки на витрату за цим методом становить:

,                                                (6.16)

де Δq_j– поправка на витрату для j-го кільця, л/с;

Δh_j – величина нев’язки у j-му кільці (Δh_j = Σh_j), м;

Σ (S_iq_i)_j– сума добутку (S_iq_i), визначена для j-го кільця, м/(л/с);

S_i – величина опору ділянки, що утворює j-те кільце, яку приймають за формулою (6.14), м/(л/с)²;

q_i– витрата води на ділянці, що утворює j-те кільце, л/с.

Після виправлення витрата на ділянці

q_i* = q_i± Δq_j,                                                       (6.17)

де q_i– виправлена витрата води на ділянці, л/с;

q_i– витрата води на ділянці до виправлення, л/с;

Δq_j– поправка на витрату для j-го кільця, до якого входить ділянка, л/с.

Для ділянок, які є спільними для двох суміжних кілець, наприклад, для кілець j i k, виправлену витрату визначають за формулою:

q_i* = q_i ± Δq_j ± Δq_k,                                             (6.18)

де q_i* – виправлена витрата води на ділянці, л/с;

q_i– витрата води на ділянці до виправлення, л/с;

Δq_j– поправка на витрату для j-го кільця, л/с;

Δq_k– поправка на витрату для k-го кільця, л/с.

У формулах (6.17 і 6.18) знак «+» приймають для ділянок, напрямок руху води на яких не співпадає зі знаком нев’язки (для «недовантажених» ділянок), а знак «–» – для ділянок, напрямок руху води на яких співпадає зі знаком нев’язки.

Ув’язування мережі за методом Лобачова-Кроса здійснюють у табличній формі (табл.6.6).

Порядок розрахунку:

1 Виходячи із схеми попереднього розподілення потоків води (рис.6.1), у табл.6.6 для кожної ділянки записують значення довжини, м (l), прийнятої витрати, л/с (q) і діаметра, мм (d).

2 Визначають площу поперечного перетину ділянки, м²: ω = π d²/(4∙10 ⁶).

3 Визначають швидкість руху води на кожній ділянці, м/с: V = q/(10 ³ω).

4 Виходячи зі швидкості руху води (V) і прийнятого матеріалу труб (наприклад, труби чавунні) на кожній ділянці, за табл.6.5 знаходять величину коефіцієнта поправки k.