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 Qр, при этом за основной расчетный случай принимают час наибольшего водопотребления или наибольшего транзита в башню (для вестей с контррезервуаром).

Для водопроводных труб круглого сечения Qр = ωυ, Qр= 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 qi-k можно определить по формуле:

, (37)

где qi-k – расчетный расход рассматриваемого участка, принятый в соответствии с начальным потокораспределением;
Q – полный расход, подаваемый насосами в сеть;
χi-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;
Ксут и Кч – соответственно коэффициенты суточной и часовой неравномерности водопотребления;
b – коэффициент в формуле для определения стоимости N прокладки 1 метра водопроводной сети диаметром di:

N = a + bdα , (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 di.

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


1938752455272496.html
1938760419007478.html
    PR.RU™