7. Гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети

Задачей увязки кольцевой сети является нахождение действительного распределения воды по участкам при принятых наиболее выгодных диаметрах и расчетных режимах работы сети. Расчет кольцевых водопроводных сетей для всех колец и узлов сети должен удовлетворять следующим условиям:

Кроме условий (18), в каждом кольце и по внешнему контуру сети суммарные потери напора должны быть равны нулю (второй закон Кирхгофа):

,

(19)

то есть в каждом кольце сумма потерь напора на участках, где вода движется по часовой стрелке по отношению к данному кольцу, обозначенная знаком «+», должна быть равна сумме потерь напора на участках, где вода движется против часовой стрелки, обозначенная знаком «-».

Потери напора на участке определяются по формуле:

,

(20)

где q –расход воды на данном участке, л/с;

s – коэффициент сопротивления, который находятся по формуле:

,

(21)

где A – удельное сопротивление для полиэтиленовых труб [2, табл. 1.14], при v=1м/с;

k – поправочный коэффициент к значению А [2, табл. 1.15];

l – длина трубопровода на данном участке, м.

Существует множество методов гидравлического расчета кольцевых сетей. Один из них метод В.Г. Лобачева и Х. Кросса. Увязка сети по этому методу при соблюдении первого закона Кирхгофа достигается последовательным введением поправок к расходам на участках кольца, выраженным через контурный расход в кольце, до тех пор пока не будет выполнятся и второй закон Кирхгофа (условие 19). Так как расходы воды на каждом участке распределены ориентировочно, то сумма потерь напора в кольце будет равна не нулю, а какой-то величине _, называемой невязкой.

Расчет и увязку кольцевой сети ведут в табличной форме для каждого расчетного участка (табл. 5).

В табл. 5 значения А в с²/м³, значения s в с²/м⁵. Так как q в л/с, то

значения , с/м2,	(22)
значение , м.	(23)

Допустимое значение невязки в отдельных кольцах многокольцевой водопроводной сети м. По внешнему контуру м. Если невязка превышает определяется поправочный расход и все вычисления повторяются пока не будет соблюдено условие .

Величина поправочного расхода в кольце определяется по формуле

, л/с,

(24)

где - невязка из табл.5 со своим знаком;

- сумма абсолютных значений sq (табл.5).

Если невязка имеет знак «+», то увязочный расход имеет знак «-» и должен проводится в отрицательном направлении, т.е. из расходов на линиях с направлением по часовой стрелке должны вычитаться увязочные расходы, а к расходам с противоположным направлением должны прибавляться. И наоборот.

Гидравлический расчет осуществляется на каждый расчетный случай (рис. 2, а, б, в.) отдельно в табл. 5, а, б, в.

Таблица 5, а, б, в

Гидравлический расчет кольцевой сети

Номер кольца	Номер участка	Длина участка, м	Диаметр участка, мм	Предварительный расчет								Приближение 1										Приближение 2
				Расчетный расход	Скорость	k	A, с2/м6	s , с2/м5	sq, с/м2	Потери напора на участке	1-й поправочный расход					Исправленный расход		Sq/, с/м2		Потери напора на участке		2-й поправочный расход				Исправленный расход		Потери напора на участке
											собственный		смежный	суммарный	собственный							смежный	суммарный
				q, л/с	v, м/с					h=sq2, м	л/с		л/с	л/с	q/, л/с		h=sq2, м			л/с		q//, л/с	л/с	q//, л/с		h//=sq’2, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12		13	14	15		16		17		18		19	20	21		22
1	1-2
	2-3
	3-6
	6-1
2	6-3
	3-4
	4-5
	5-6

17