Гидравлический расчет разветвленных водопроводных сетей.

Разветвленные водопроводные сети рассчитывают как систему последовательного соединенных трубопроводов. Для этого прежде всего составляется расчетная схема сети (рис. 23), на которой указываются узловые расходы включая сосредоточенные и равномерно распределенные путевые отборы воды. Методика определения путевых расходов подробно рассмотрена в лекции № 6.

После подготовки расчетной схемы расчет разветвленной сети проводят в следующей последовательности:

- назначают направление движения потоков воды стрелками согласно начертанию сети, выбирая основную магистраль. За основную магистраль принимают самый протяженный трубопровод, наиболее нагруженный расходами. Для сильно разветвленных сетей иногда не сразу удается определить основную магистраль. В этом случае рассматривают ряд вариантов. При этом основной магистралью является линия сети, при расчете которой в диктующей точке питания сети получается наибольший напор;

- определяют расчетные линейные расходы воды на каждом участке, пользуясь правилом баланса расходов в узлах:

q_1-2 = Q_общ – Q₁; q_2-3 = q_1-2 – Q₂; q₄₊₅ = Q₅;

q_6-7 = Q₇; q_3-6 = Q₆ + Q₇; q_3-4 = q_2-3 – Q₃ – q_3-6;

- выбирают материал труб;

- в зависимости от величины расчетных расходов, проходящих по каждому участку, определяют экономически наивыгоднейшие диаметры труб каждого участка основной магистрали по таблицам предельных расходов в зависимости от значения экономического фактора и материала труб:

d_1-2 ; d_2-3 ; d_3-4 ; d_4-5 ;

- рассчитывают потери напора на каждом участке основной водопроводной магистрали:

h_1-2=1,1 i_1-2 · ℓ_1-2 ; h_2-3 = 1,1 i_2-3 · ℓ_2-3 ; h_3-4 = 1,1 i_3-4 · ℓ_3-4 ; h_4-5 = 1,1 i_4-5·ℓ_4-5;

- после определения потерь напора на участках основной магистрали вычисляют пьезометрические отметки во всех ее узлах, двигаясь против потока воды от конечной (диктующей) точки к точке питания сети. При этом в диктующей точке сети задаются требуемым напором Н_св.тр. = 10 + 4(n – 1), где n – число этажей застройки. В диктующей точке сети пьезометрическая отметка равна

; (53)

где − отметка поверхности земли.

В любом узле k пьезометрическую отметку можно найти из уравнения Бернулли

Z_к = Z_д.т + Σh_к-д.т или, например,

в узле 3 пьезометрическая отметка будет Z₃ = Z₄ + h_3-4 ;

- проверяют свободные действительные напоры во всех узлах основной магистрали . В каждом узле свободный действительный напор должен быть не меньше требуемого Н_св.д.к ≥ Н_св.тр. ;

- определяют высоту водонапорной башни Н_ВБ :

; (54)

где		− отметка поверхности земли в диктующей точке магистрали;
		− то же в месте установки башни;
		− суммарные потери напора в магистрали от диктующей точки до водонапорной башни.

После расчета основной магистральной линии приступают к расчету ответвления 3 – 6 – 7:

- определяют допустимые потери напора в ответвлении

; (55)

- устанавливают допустимый гидравлический уклон для ответвления

, (56)

где ℓ_3-6-7 – длина ответвления 3 – 6 – 7 ;

- диаметр труб каждого участка ответвления определяют по допустимому уклону Δi_{доп 3-7} и расчетному расходу на участке q_6-7 = Q₇ ; q_3-6 = Q₆ + Q₇ .