Расчет системы водоснабжения с контррезервуаром.

Схема питания водопроводной сети определяется взаимным расположением насосной станции и напорно-регулирующих сооружений (как правило водонапорной башни).

Наряду с односторонним питанием сети (с водонапорной башней в начале сети) существуют сети с двусторонним питанием (сеть с контррезервуаром).

При двухсторонней схеме питания (см. рис. 12) в час максимального водопотребления подача воды в сеть осуществляется с двух сторон: часть расхода поступает от насосной станции Q_н, другая часть – от водонапорной башни Q_вб, при этом сумма Q_н + Q_вб равна максимальному часовому расходу воды в сети Q_с.max. В часы, когда подача насосов превышает водоотбор из сети, излишек воды проходит транзитом через сеть в водонапорную башню. При этом расчетный расход для максимального транзита воды в водонапорную башню составит Q_тр.max = Q_н – Q_c.min. Час максимального транзита выбирают по графикам водопотребления и водоподачи.

Расчетная схема такой системы подачи и распределения воды приведена на рис. 28.

В связи с тем, что все элементы системы подачи и распределения воды представляют собой единую гидравлическую систему, то выбрав параметры насосной станции и водонапорной башни, необходимо привести проверочные гидравлические расчеты всей системы в целом, т.е. наряду с внутренней увязкой сети, следует выполнить ее внешнюю увязку. Для этого необходимо дополнительно к уравнениям для внутренней увязки иметь уравнение, отображающее напорно-расходные характеристики насосной станции и контррезервуара.

Такое уравнение составляется для некоторого «фиктивного» кольца Ф, соединяющего двумя фиктивными ветвями фиктивный узел О с насосной станцией, водонапорной башней и реальной водопроводной сетью.

В час максимального водопотребления в узел поступает фиктивный расход, равный Σ Q_i, т.е. сумма фиксированных отборов из сети. От узла О к насосной станции направляется расход Q_н, а к водонапорной башне расход Q_б, равный подаче воды в сеть из башни.

Для случая транзита расход Q_б направляется от водонапорной башни к узлу О. Следовательно, баланс расходов в фиктивном узле для случая двухстороннего питания сети имеет вид Q_н + Q_б = Σ Q_i, а для момента транзита в водонапорную башню – Q_б + Σ Q_i = Q_н.

Фиктивные линии не имеют сопротивлений. Им условно присваивают напоры, соответствующие напорам, создаваемым насосами и башней. Фиктивной линии О – Н.С. присваивают напор Н_н со знаком минус, так как соответствующий расход отходит от узла. Фиктивной линии О – Б присваивают напор Н_б со знаком минус для максимального водопотребления и со знаком плюс – для случая транзита воды в водонапорную башню. Обход фиктивного кольца позволяет составить уравнения, связывающие Н_н и Н_б через суммарные потери напора в сети Σ h_с:

(Н_н – Н_б) + (Z_н – Z_б) – Σ h_с = 0, (75)

Для решения этого уравнения и определения действительных расходов Q_н и Q_б, а также всех расходов на участках сети q_iк величину Н_н следует выражать в функции расхода по напорно-расходной характеристике насосов (Н_н = Н_о – S_нQ²), а потери напора – h_с = SQ². Высоту же водонапорной башни Н_б принимают постоянной и определяют после предварительного расчета сети.

Лекция 11