Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
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 = ω υ, 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; | |
| χ i-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. |
|
|