Гидравлическая увязка водопроводных кольцевых сетей.

Расчет кольцевых сетей сложнее расчета разветвленных, так как искомые диаметры труб должны определяться по расчетным расходам воды, которые неизвестны, как неизвестно и направление потоков воды на участках сети; оно в свою очередь зависит от диаметра труб. Поэтому расчет кольцевых водопроводных сетей проводится методом последовательного приближения.

Для этого по предварительно намеченным расчетным расходам воды на участках сети и выбранным диаметрам определяют потери напора h в линиях сети и алгебраическую сумму этих потерь Σ h в каждом кольце. Но, как правило, при соблюдении условия первого закона Кирхгофа Σ Q = 0 не удовлетворяется условие второго закона Кирхгофа Σ h = 0, т.е. алгебраическая сумма потерь напора при замкнутом обходе кольца равна некоторой величине Δ h, называемой н е в я з к о й. Это значит, что действительное (истинное) распределение расходов по линиям сети при выбранных диаметрах отличается от первоначально намеченного.

Для получения истинного распределения расходов воды по сети, при котором Σ h = 0, производят перераспределение ранее намеченных расходов, увеличив расходы недогруженных линий и уменьшив на такую же величину расходы перегруженных линий; при этом условие баланса расходов в узлах не нарушается. Такое перераспределение осуществляется путем приведения увязочных расходов Δ Q, по отдельным кольцам сети в направлении, противоположном направлению невязок в кольце.

Рассмотрим сеть из двух колец, представленную на рис. 24. Допустим, что после предварительного потокораспределения в обоих кольцах получены положительные невязки Δ h, при этом предполагается квадратичная зависимость потерь напора от расхода, т.е.

,

(60)

.

Для уменьшения невязки Δ h необходимо ввести поправочные расходы Δ Q, направленные против часовой стрелки. В результате введения Δ Q получим следующую систему уравнений:

Раскрывая скобки и исключая величины, содержащие Δ Q², как весьма малые, после выполнения некоторых преобразований, получим

или

(61)

Число возможных уравнений вида (61) равно числу колец сети.

Решением системы линейных уравнений (61) находят искомые поправочные расходы Δ Q. По исправленным расходам участков вновь определяют величины h и Δ h. Исправление расчетных расходов производят до получения допустимых величин невязок, принимаемых равными 0, 3 – 0, 5 м для одного кольца.

Решение уравнений (61) для расчета водопроводных сетей, состоящих из большого числа колец, задача весьма трудоемкая. Поэтому в практических расчетах для облегчения решения этой задачи используют различные приемы и упрощения.

Лекция 9.