Необходимо:

- Построить график нагрузки сети и установить параметры режимов – максимального водопотребления и максимального транзита,

- Выбрать диаметры труб для участков сети, исходя из режима максимального транзита,

- Выполнить внутреннюю увязку сети для двух указанных режимов,

- Построить пьезометрические графики сети и вычислить характеристики водопитателей.

График нагрузки сети

Строится как сумма графиков потребления воды всеми потребителями. Режим максимального водопотребления соответствует часам максимальной нагрузки сети. В режиме максимального транзита нагрузки сети – минимально.

Qср – среднесуточная нагрузка системы определяется интегрированием графика нагрузки сети по времени

=(Q0-6*6+Q6-12*6+Q12-18*6+Q18-24*6)/24=(0,11+0,42+0,38+0,15)/4= 1,06/4=0,265 м3/с

Эта величина равна производительности насосной станции при условии, что в течении суток вода подается насосами равномерно.

Поток воды в водонапорную башню при минимальной нагрузке сети Qсmin =0,11 м3/с (режим максимального транзита)

QБ= QН – Qсmin=0,265 – 0,11 = 0,155 м3/с

В часы максимального водопотребления башня отдает воду в сеть в количестве:

QБ=Qcmax – QНС=0,42 – 0,265=0,155 м3/с,

где Qcmax =0,42 м3/с – максимальная нагрузка сети

Выбор диаметров труб для участков сети

Режим максимального транзита (Qс=min) является определяющим для выбора диаметров. Вначале задается начальное потокораспределение, которое удовлетворяет первому закону Кирхгофа. Для этого, рассматривая конфигурацию сети, как граф, рекомендуется построить дерево графа путем удаления части участков сети, число которых равно n

n=p-m+1 (1),

где p- число участков, m – число узлов, n – количество элементарных контуров

n=9-7+1=3

В результате сеть становится тупиковой (контуры в сети отсутствуют, n=0). Для нее просто задать начальное потокораспределение путем суммирования потребления воды, начиная с концевых узлов. На исключенных участках поток воды принимается равным нулю.

Для каждого i-того участка дерева диаметр труб выбирается из таблицы 1 по величине приведенного расхода qiп

,

где qi – поток на участке, м3/с

Э – действительный экономический фактор,

Эт – табличный экономический фактор,

х – доля единичного расхода на участке,

Единичный расход на участке:

Qс – нагрузка сети для рассматриваемого режима, м3/с (Qс=min):

1уч. НС-5 qп=0,265*(0,11*0,3/0,265)1/3= 0,198 м3/с=198 литр/с → D=450мм=0,45м

2уч. 5-2 qп=0,245*(0,11*1/0,245) 1/3=0,189 м3/с=189 литр/с → D=450мм=0,45м

3уч. 2-Б qп=0,155*(0,11*0,7/0,155) 1/3=0,123 м3/с=123 литр/с → D=350мм=0,35м

4уч. 2-1 qп=0,08*(0,11*0,3/0,08) 1/3=0,060 м3/с=60 литр/с → D=250мм=0,25м

5уч. 1-3 qп=0,06*(0,11*0,3/0,06) 1/3=0,040 м3/с=49 литр/с → D=250мм=0,25м

6уч. 3-4 qп=0,02*(0,11*0,3/0,02) 1/3=0,024 м3/с=24 литр/с → D=175мм=0,175м

Диаметры исключенных участков принимаются равными средним значениям диаметров тех участков, которые они соединяют.

7уч. Б-1 D=(D2-Б+D2-1)/2=(0,35+0,25)/2=0,3м

8уч. 3-2 D=(D1-2+D1-3)/2=(0,25+0,25)/2=0,25м

9уч. 5-4 D=(D2-5+D3-4)/2=(0,45+0,175)/2=0,3125≈0,3м

Режим минимального транзита (Qс=max) :

1уч. НС-5 qп=0,265*(0,42*1/0,265)1/3= 0,309 м3/с=309 литр/с

2уч. 5-2 qп=0,245*(0,42*1/0,245) 1/3=0,293 м3/с=293 литр/с

3уч. 2-Б qп=0,155*(0,42*0,7/0,155) 1/3=0,192 м3/с=192 литр/с

4уч. 2-1 qп=0,08*(0,42*0,3/0,08) 1/3=0,093 м3/с=93 литр/с

5уч. 1-3 qп=0,06*(0,42*0,3/0,06) 1/3=0,077 м3/с=77 литр/с

6уч. 3-4 qп=0,02*(0,42*0,3/0,02) 1/3=0,037 м3/с=37 литр/с

Внутренняя увязка сети:

Увязка выполняется по методу Лобачева-Кросса. Для каждого участка сети вычисляется гидравлическая характеристика si

где Di – диаметр трубы, м; Li – длина участка, м; а – коэффициент, учитывающий местные сопротивления.

Падение давления на участке связано с расходом квадратической зависимостью

pi=siqi2

где pi – падения давления, м вод ст; si – гидравлическая характеристика; qi – расход воды на участке, м3/с

По соотношению Эйлера (1) определяется количество элементарных контуров сети. Увязка выполняется следующих образом:

1. Для каждого участка сети задается положительное направление потока и его величина, причем все потоки на участках должны удовлетворять первому закону Кирхгофа; для этого удобно рассматривать его как нулевое приближение,