Определение диаметров водопроводных линий

В качестве водопроводных линий, имеющих на всем своем протяжении определенный заданный расход, могут рассматриваться как водоводы, так и (условно) отдельные участки водопроводных сетей.

Рассмотрим случай подачи воды в количестве Q м3/с насосами в водонапорную башню по водоводу длиной /. Геометрическая высота подъема воды Но (2.18).

Из приведенной выше формулы видно, что с увеличением v диаметр водовода уменьшается, что обусловливает снижение его строительной стоимости.

Увеличение скорости влечет за собой увеличение потерь напора в водоводе. Как известно из гидравлики, потери напора h в напорных линиях выражаются формулой

Увеличение потерь напора увеличивает высоту подачи воды насосом H; соответственно возрастает требуемая мощность насосной станции

и количество энергии, затрачиваемой на подъем воды.

Таким образом, при заданном расходе подаваемой воды уменьшение расчетной скорости v ведет к увеличению затрат на строительство водовода и уменьшению эксплуатационных затрат, связанных с подъемом воды (т. е. стоимости затрачиваемой электроэнергии).

Наоборот, при больших v увеличивается стоимость расходуемой энергии и снижается стоимость строительства.

Система водоснабжения, как и всякое сооружение, должна быть запроектирована наиболее экономично. Правильный с экономической точки зрения расчет водопроводных линий должен учитывать взаимосвязь их работы с работой насосных станций и обеспечивать экономически наивыгоднейшее решение этого комплекса. Таким образом, задача определения диаметров труб водоводов и линий сети может быть разумно решена только в результате учета требований экономики Эта задача является по своему существу задачей технико-экономической.

Схема решения подобных задач может быть представлена следующим образом.

В практике проектирования для определения экономически наивыгоднейших диаметров труб используют также некоторые средние значения экономически наивыгоднейших скоростей иэн. Эти скорости будут больше для больших и меньше для малых диаметров.

Далее  будет показано, что единой экономически наивыгоднейшей скорости для всех линий одной сети установить вообще нельзя.

Рис.2.18

Рис.2.19

Экономически наивыгоднейшая скорость для отдельных участков данной сети различна и зависит не только от расчетного расхода данной линии, но и от полного расхода, подаваемого в сеть, расположения данного участка в сети и от конфигурации самой сети.

Так как водопроводные трубы изготовляются определенных стандартных диаметров, практически приходится принимать в качестве экономически наивыгоднейшего диаметра стандартный диаметр, ближайший к полученному по приведенной формуле.

Для определения экономически наивыгоднейших диаметров весьма удобно пользоваться таблицами «предельных экономических расходов». Понятие предельных экономических расходов введено проф. Л. Ф. Мошниным. Под предельными экономическими расходами понимаются граничные (наибольшие и наименьшие) значения расходов, при которых данный стандартный диаметр будет более выгоден, чем другие (при данном значении экономического фактора).

В приложении I дана таблица предельных экономических расходов для чугунных водопроводных труб при значениях экономического фактора 0,5; 0,75 и 1.

При расчете сетей приходится определять диаметры участков сети, а не независимо работающих линий. Как показано в главе 7, на значение экономически наивыгоднейшего диаметра участка сети влияет не только его расчетный расход цг-\, но и общий расход Q, подаваемый в сеть насосной станцией, а также роль данного участка в работе сети.

Коэффициент Хг-k, характеризующий роль данного участка в работе сети, при приближенных расчетах может рассматриваться как \/п суммарного расхода, идущего по п параллельно включенным магистралям (в одну из которых входит рассматриваемый участок.

При пропуске через сеть пожарного расхода допускается повышение скоростей и потерь напора сверх экономически наивыгоднейших. Пожар продолжается в течение сравнительно небольшого времени, и работа сети во время пожара не может существенно отразиться на экономике системы.