Определение диаметров труб водопроводных линий.

После определения расчетных расходов воды на каждом участке сети определяют диаметры труб, предварительно выбрав их материал и класс точности.

Определение диаметров труб производят по расчетным расходам участков Q_р, при этом за основной расчетный случай принимают час наибольшего водопотребления или наибольшего транзита в башню (для вестей с контррезервуаром).

Для водопроводных труб круглого сечения Q_р = ωυ, Q_р= π d²υ/4, откуда

d = , (36)

где	ω	– площадь живого сечения трубы;
	d	– диаметр трубы;
	υ	– скорость движения воды.

Эта формула показывает, что диаметр труб зависит не только от расхода, но и от скорости. Чем меньше скорость υ, тем больше будет диаметр труб, следовательно, будет завышена стоимость водопроводной сети. Чем больше скорость в трубах, тем будут больше потери напора на гидравлические сопротивления, что приводит к увеличению мощности оборудования насосных станций и затрат электроэнергии на подъем воды.

По условиям эксплуатации водопроводных сетей предельное значение скорости, определенное требованиями предохранения сети от разрушающего действия гидравлических ударов, принимают равным 2,5 – 3 м/с. Нижний предел скорости принимается из условия незаиляемости трубопроводов в пределах 0,5 – 0,6 м/с. Поэтому выбрать экономически наиболее целесообразный диаметр трубы можно только после сопоставления нескольких вариантов и сравнения строительной и эксплуатационной стоимостей.

Для любого участка кольцевой водопроводной сети экономический диаметр, соответствующий минимуму приведенных затрат, при расчетном расходе на участке q_i_-_k можно определить по формуле:

, (37)

где	q_i_-_k	– расчетный расход рассматриваемого участка, принятый в соответствии с начальным потокораспределением;
	Q	– полный расход, подаваемый насосами в сеть;
	χ_i_-_k	– коэффициент, учитывающий роль рассматриваемого участка в расходовании энергии на подачу воды, при приближенных расчетах принимается пропорционально количествам воды, проходящим по участку;
	α и n	– показатели степени, характеризующие режим работы труб;
	Э	– экономический фактор, который учитывает гидравлические свойства труб и экономические параметры, влияющие на стоимость строительства и эксплуатации трубопровода; численное значение Э можно определить из выражения:

, (38)

где	σ	– стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, принимаемая по действующему в данном районе тарифу, руб.;
		− коэффициент полезного действия насосов, подающих воду в сеть;
	γ	– коэффициент, учитывающий неравномерность расходования электроэнергии (неравномерность подачи воды по трубопроводу в связи с колебаниями потребления) определяемый из выражения.

, (39)

	К₀	– коэффициент, учитывающий возможный рост водопотребления по годам в течение расчетного периода действия водопровода, принимаемый равным 1,01 + 1,03;
	К_сут и К_ч	– соответственно коэффициенты суточной и часовой неравномерности водопотребления;
	b	– коэффициент в формуле для определения стоимости N прокладки 1 метра водопроводной сети диаметром d_i:

N = a + bd^α , (40)

где	a, b, α	– эмперические экоэффициенты;
	К и р	− коэффициент и показатель степени в формуле, определяющий уклон i (потери напора на единицу длины трубопровода) линии диаметром d_i.

. (41)

	Т	– срок окупаемости системы водоснабжения;
	R	– сумма амортизационных отчислений, включая затраты на текущий и капитальный ремонты.

Значения коэффициентов и показателей степеней, входящих в формулы (37 – 41) для труб из различных материалов представлены в табл. 15.

Таблица 15

Коэффициенты для расчета наивыгоднейших диаметров

Трубы	К	р	α		b	Т, год	R, %	n
Чугунные	0,00148 0,001735	5,3	1,6	0,7 0,8	107 – 130	7 – 8	3,3
Стальные	0,00148 0,001795	5,3	1,4	53 –	4,6
Асбесто-цементные	0,00091	5,19	1,95	53 – 115	7,3
Пластмас-совые	0,00105	4,774	1,95	150 – 336	4,6	1,774
Железо-бетонные	0,00148 0,001735	5,3	2,4		3,3

Примечание. Для К в числителе приведены значения при скорости движения воды V < 1,2 м/с, а в знаменателе – при V ≥ 1,2 м/с.

При расчете небольших локальных систем, в которых стоимость насосной станции и водонапорной башни составляет существенную долю общих затрат, экономический фактор, подсчитанный по приведенным данным, следует увеличивать примерно в 1,5 раза.

Определение экономических диаметров труб по формуле (37) представляет собой достаточно трудоемкую работу. Поэтому в практических расчетах подбор экономических диаметров водопроводных линий производят по таблицам предельных расходов в зависимости от значения экономического фактора и материала труб.

Под предельными расходами понимают граничные расходы, при которых данный стандартный диаметр будет более выгоден, чем другие. В таблицах Ф.А.Шевелева и А.Ф.Шевелева «Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб» приведены величины предельных расходов для различных труб при значениях экономического фактора Э, равных 0,5; 0,75 и 1. В этих же таблицах для каждого диаметра выделены рекомендуемые области применения при Э = 0,75. Для других значений экономического фактора предельные расходы могут быть определены по формуле:

, (42)

где	q_ik	– расчетный расход протекающий по участку;
	Э	– экономический фактор, определенный для конкретных условий строительства и эксплуатации;
	Э_т	– экономический фактор, принятый при составлении таблиц предельных расходов.

<16 17 18 19 202122 >

Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 3913;