5.3 Определение диаметров трубопровода (d) по расчетным участкам

Наиболее экономичной скоростью воды в трубопроводе является скорость от 1-3 м/с. На крупных системах большая скорость, на малых системах меньшая. Принимаем среднюю скорость движения воды равной 1 м/с. Задаваясь скоростью равной 1 м/с, определяем диаметр трубопровода по формуле. В данном случае диаметр трубопровода по участкам расчетный.

, (2)

где d_р – расчетный диаметр по участкам (м, мм);

Q_p – расчетный расход по участкам (м³/с);

–число ПИ, соответствующее 3,14;

V – средняя скорость движения воды равная 1 м/с.

Единицу измерения расчетного диаметра переводим из м в мм. Используя таблицу 2, округляем полученные результаты диаметров до стандартных предпочтительно в большую сторону.

Таблица 2

Удельные сопротивления А_кв (с²/м⁶) труб из различных материалов в зависимости от условного прохода d

d, мм	Трубы
	Стальные электросварные ГОСТ 10704-76	Чугунные ГОСТ 9583-75	Полиэтиленовые типа Г ГОСТ 1899-73
50	3686	11540	6051
60	2292	-	2431
75	929	-	-
80	454	953	927
100	173	312	324
125	76,4	96,7	93
150	30,7	37,1	45,9
175	20,8	-	-
200	6,96	8,09	5,07
250	2,19	2,53	1,31
300	0,85	0,95	0,71
350	0,373	0,437	-
400	0,186	0,219	-
450	0,099	0,199	-
500	0,058	0,0678	-

5.4 Определение скорости движения воды в трубопроводе

По известным значениям расхода Q_i и диаметра d_i определяется средняя скорость потока на каждом участке по формуле

, (3)

где V_i – скорость потока на каждом участке (м/c);

Q_i – расчетный расход по участкам (м³/с);

–число Пи (отношение длины окружности к радиусу), соответствующее 3,14;

d_i – расчетный диаметр по участкам (м).

Максимально допустимые скорости в магистральных трубопроводах не должны превышать 6 м/с, в распределительной сети 2-3 м/с.

5.5 Расчет потерь напора по участкам сети по преобразованной формуле д. Бернулли

Для водопроводных систем характерен сравнительно узкий интервал применяемых средних скоростей потоков (0,6…3,0 м/с). Поэтому в уравнении Д. Бернулли можно пренебречь удельной кинетической энергией в сечении потока (она не превышает 0,46 м), а для ускорения расчета потерь напора на участках трубопровода использовать упрощенную зависимость, полученную путем преобразования формулы Дарси–Вейсбаха:

, (4)

где h – потери напора (м);

k_м – коэффициент, учитывающий влияние местных сопротивлений, которые составляют от 5 – 10% от сопротивления по длине [k_м=1,05–1,1];

А_кв – удельное сопротивление трубы в квадратичной области, с²/м⁶;

- поправочный коэффициент, учитывающий неквадратичность области сопротивления;

L – расчетная длина участка трубопровода, м;

Q_р – расчетный расход на участке трубопровода, м³/с.

Соответствующие величины А_кв и , которые представляются в уравнении (4) для вычисления потерь напора находятся по таблицам 2 и 3.

Таблица 3

Поправочный коэффициентна степень турбулентности потока в зависимости от скоростиV движения воды

Скорость, м/с	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2
Трубы стальные и чугунные	1,2	1,11	1,06	1,03	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Трубы полиэтиленовые	1,23	1,12	1,05	1,0	0,96	0,93	0,9	0,88	0,86	0,84