Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей

Содержание
  1. Что такое гидравлический расчёт
  2. 2.1. Определение расчётных расходов воды
  3. Напор
  4. Номограммы для гидравлических вычислений труб
  5. Расход воды
  6. Особый случай
  7. Старые таблицы расчета – надежное пособие для современного инженера
  8. Онлайн калькуляторы для расчета также в помощь
  9. Нюансы организации ГВС частного дома
  10. Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей
  11. Проектный
  12. Поверочный
  13. Как рассчитать пропускную способность газовой трубы
  14. Формула расчета пропускной способности газовой трубы
  15. Таблица пропускных способностей газовых труб в зависимости от давления
  16. Подробности
  17. Как разработать схему водопровода
  18. Поверочный гидравлический расчет
  19. Цель поверочного расчета
  20. Особенности расчета
  21. Исходные данные для поверочного расчета
  22. Результаты поверочного расчета
  23. Поверочный расчет позволяет
  24. Определение водопотребления предприятия
  25. Факторы, которые влияют на выбор диаметра

Что такое гидравлический расчёт

Это третий этап в процессе создания тепловой сети. Он представляет собой систему вычислений, позволяющих определить:

  • диаметр и пропускную способность труб;
  • местные потери давления на участках;
  • требования гидравлической увязки;
  • общесистемные потери давления;
  • оптимальный расход воды.

Согласно полученным данным осуществляют подбор насосов.

Для сезонного жилья, при отсутствии в нём электричества, подойдёт система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя (ссылка на обзор).

Основная цель гидравлического расчёта — обеспечить совпадение расчётных расходов по элементам цепи с фактическими (эксплуатационными) расходами. Количество теплоносителя, поступающего в радиаторы, должно создать тепловой баланс внутри дома с учётом наружных температур и тех, что заданы пользователем для каждого помещения согласно его функциональному назначению (подвал +5, спальня +18 и т.д.).

Комплексные задачи — минимизация расходов:

  1. капитальных – монтаж труб оптимального диаметра и качества;
  2. эксплуатационных:
    • зависимость энергозатрат от гидравлического сопротивления системы;
    • стабильность и надёжность;
    • бесшумность.

Замена централизованного режима теплоснабжения индивидуальным упрощает методику вычислений

Для автономного режима применимы 4 метода гидравлического расчёта системы отопления:

  1. по удельным потерям (стандартный расчёт диаметра труб);
  2. по длинам, приведённым к одному эквиваленту;
  3. по характеристикам проводимости и сопротивления;
  4. сопоставление динамических давлений.

Два первых метода используются при неизменном перепаде температуры в сети.

Два последних помогут распределить горячую воду по кольцам системы, если перепад температуры в сети перестанет соответствовать перепаду в стояках/ответвлениях.

2.1. Определение расчётных расходов воды

Гидравлический расчёт должен производиться по максимальному секундному расходу водыq, который определяется по формуле, л/с:

q = 5qo· α , (2)

гдеqo– секундный расход воды прибором. Если определяется расход по холодной воде,qoсчитатьqoc.При определении общих расходов холодной и горячей воды (на участке ввода водопровода и счётчика воды)qoсчитатьqotot . Величиныqoqototвыбирают из приложения 1. Если по расчётному участку проходит расход для разных приборов, значениеqocилиqototпринимается для прибора с максимальным значением по приложению 2;

α – величина, определяемая в зависимости от произведенияN · P

α = f (N· P),(3)

где Nколичество приборов, обслуживаемое данным расчётным участком. На участке счётчика воды и ввода водопроводаNпринимают равным общему количеству приборов в здании;

P— вероятность действия приборов:

qhr,u · U

P = —————— ,(4)

3600·qo · N

где qhr,u— норма расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления. Если определяется вероятность действия приборов только для холодного водопотребления (Pc ), тоqhr,uнеобходимо считатьqhr,uc , аqoсчитатьqoc . При определении вероятности действия приборов на участке ввода водопровода и водомерного узла, где поступает общий расход и на холодное и на горячее водоснабжение,qhr,uпринимаютqhr,utot , аqoqotot(по приложению 2);

U– общее количество потребителей в здании принимается условно, исходя из размеров квартир. При преобладании 1-2 комнатных квартир принимают 3 или 4 предполагаемых потребителя (человека), при 2 – 3 комнатных квартирах принимают 4 потребителя на каждую квартиру и при 3 – 4 комнатных квартирах – 5 человек.

Очень важным является то, что при расчёте различных участков сети холодного водопровода вероятность действия приборов принимают постоянной, равной вероятности, определяемой для общего количества потребителей Uи общего количества приборовN, т.е. не зависящей от отношенияUNна различных расчётных участках сети.

Напор

Начнем с нескольких общих замечаний:

  • Типичное давление в магистрали холодного водоснабжения составляет от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции или водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и ряда прочих факторов.
  • Абсолютный минимум напора, который позволяет работать всем современным сантехническим приборам и использующей воду бытовой технике – 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, к примеру, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.

Датчик давления прибора срабатывает при напоре в 3 метра.

На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Небольшой запас компенсирует неучтенные потери в подводках, запорной арматуре и самом приборе.

Номограммы для гидравлических вычислений труб

Для проверки потерь давления на заданном участке, показатели манометров сравнивают с табличными данными, или ориентируются на функциональную зависимость расхода жидкости от изменений напряжения (при постоянном диаметре).

Для примера используется ветка с радиаторами на 10 кВт. Расход жидкости рассчитывается на перенос теплоэнергии на уровне 10 кВт. В качестве расчетного участка взят отрез от первой в ветке батареи. Его диаметр является постоянным. Второй участок размещен между 1-ой и 2-ой батареей. На втором участке расход потребляемой энергии составляет 9 кВт с возможным снижением.

Расчет гидравлического сопротивления производится до обратной и подающей трубы, этому способствует формула:

G уч = (3,6*Q уч)/(c*(t r-t o)),

где Q уч — уровень тепловой нагрузки участка, (Вт). Нагрузка тепла на 1 участок составляет 10 кВт;

с — (показатель удельной теплоемкости для жидкости) постоянная, равная 4,2 кДж (кг*°С);

t r — температурный режим горячего теплоносителя;

t o — температурный режим холодного теплоносителя.

Гидрорасчеты отопительных гравитационных систем: скорость транспортировки теплоносителя

Минимальная скорость теплоносителя составляет 0,2-0,26 м/с. При снижении параметра из жидкости могут выделяться избыточные воздушные массы, приводящие к образованию воздушных пробок. Это выступает причиной для полного или частичного отказа от системы отопления. Верхний порог скорости теплоносителя составляет 0,6-1,5 м/с. Не достижение скорости до заданных параметров возможно образование гидравлических шумов. На практике оптимальная скорость варьирует в диапазоне 0,4-0,7 м/с.

Для более точных вычислений используются параметры материалов для изготовления труб, Например, для стальных труб скорость жидкости варьирует в диапазоне 0,26-0,5 м/с. При использовании полимерных или медных изделий, допускается увеличение скорости до 0,26-0,7 м/с.

Вычисление сопротивления отопительных гравитационных систем: потери давления

Сумма всех потерь при гидравлическом трении и локальном сопротивлении определяется в Па:

Руч = R * l + ((p * v2) / 2) * E3,

  • где v — скорость транспортируемых сред м/с;
  • p — плотность жидкости, кг/м³;
  • R — потери давления, Па/м;
  • l — длина, используемая для расчета труб, м;
  • E3 — сумма всех коэффициентов локального сопротивления на обустроенном участке запорной арматуры.

Общий уровень гидравлического сопротивления определяется суммой сопротивлений расчетных участков.

Гидрорасчет двухтрубных гравитационных отопительных систем: выбор основной ветви

Если система гидравлики характеризуется попутной транспортировкой теплоносителя, для двухтрубных систем следует выбрать кольцо максимально загруженного стояка через размещенные внизу отопительные приборы. Для систем, характеризующихся тупиковым движением теплоносителя, требуется выбор кольца нижнего прибора обогрева для максимально загруженного из самых удаленных стояков. Для горизонтальных отопительных конструкций подбирают кольца через наиболее загруженные ветви, относящиеся к нижним этажам.

Расход воды

Нормативы расхода воды отдельными сантехническими приборами можно обнаружить в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85, регламентирующему сооружение внутренних водопроводов и канализационных сетей. Приведем часть соответствующей таблицы.

Прибор Расход ХВС, л/с Общий расход (ХВС и ГВС), л/с
Умывальник (водоразборный кран) 0,10 0,10
Умывальник (смеситель) 0,08 0,12
Мойка (смеситель) 0,08 0,12
Ванна (смеситель) 0,17 0,25
Душевая кабинка (смеситель) 0,08 0,12
Унитаз со сливным бачком 0,10 0,10
Унитаз с краном прямой подачи воды 1,4 1,4
Кран для полива 0,3 0,3

В случае предполагаемого одновременного использования нескольких сантехнических приборов расход суммируется. Так, если одновременно с использованием туалета на первом этаже предполагается работа душевой кабинки на втором – будет вполне логичным сложить расход воды через оба сантехнических прибора: 0,10+0,12=0,22 л/с.

При последовательном подключении приборов расход воды суммируется.

Особый случай

Для пожарных водопроводов действует норма расхода в 2,5 л/сна одну струю. При этом расчетное количество струй на один пожарный гидрант при пожаротушении вполне предсказуемо определяется типом здания и его площадью.

На фото – пожарный гидрант.

Параметры здания Количество струй при тушении пожара
Жилое здание в 12 – 16 этажей 1
То же, при длине коридора более 10 метров 2
Жилое здание в 16 – 25 этажей 2
То же, при длине коридора более 10 метров 3
Здания управления (6 – 10 этажей) 1
То же, при объеме более 25 тыс. м3 2
Здания управления (10 и более этажей, объем до 25000 м3) 2
То же, объем больше 25 тыс. м3 3
Общественные здания (до 10 этажей, объем 5 – 25 тыс. м3) 1
То же, объем больше 25 тыс. м3 2
Общественные здания (более 10 этажей, объем до 25 тыс. м3) 2
То же, объем больше 25 тыс. м3 3
Администрации предприятий (объем 5 – 25 тыс. м3) 1
То же, объем более 25000 м3 2

Старые таблицы расчета – надежное пособие для современного инженера

Старые советские книги по ремонту, а также журналы и строительству часто публиковали таблицы с расчетами, которые обладают большой точностью, т.к. были выведены путем лабораторных испытаний. Например, в таблице пропускной способности труб указывается значение для трубы диаметром 50 мм – 4 т/ч, для трубы 100 мм – 20 т/ч, для трубы 150 мм – 72,8 т/ч, а для Т.е. можно понять, что пропускная способность трубы в зависимости от диаметра меняется не по арифметической прогрессии, а по другой формуле, в которую входят различные показатели.

Онлайн калькуляторы для расчета также в помощь

Сегодня кроме сложной формы и готовых таблиц, расчет пропускной способности трубопровода можно сделать и с помощью специальных компьютерных программ, которые также используют указанные выше параметры, которые нужно ввести в компьютер.

Специальный калькулятор для расчета можно скачать в интернете, а также воспользоваться различными онлайн ресурсами, которых в Сети сегодня великое множество. Ими можно пользоваться как на платной, а так и на бесплатной основе, но многие из них могут иметь неточности в формулах для расчетов и сложности в использовании.

Например, некоторые калькуляторы предлагает в качестве базовых параметров использовать на выбор либо соотношение диаметр/длина, либо шероховатость/материал. Чтобы знать показатель шероховатости, нужно также обладать специальными знаниями из области инженерии. То же самое можно сказать и о падении напора, который используется онлайн калькулятором при расчетах.

Если вы не знаете, где узнать или как вычислить эти параметры, то лучше для вас обратиться за помощью к специалистам, или воспользоваться онлайн калькулятором для расчета пропускной способности трубы.

8.6Расчет трубопроводов линий форсунок, скиммеров, донного слива.

Теперь подберем диаметры трубопроводов, которыми будем делать обвязку форсунок и скиммеров. Для расчетов будем пользоваться следующей таблицей:

Таблица 8.4. Пропускная способность труб различного диаметра.

Диаметр

Площадь

Пропуск. способность при скорости,м3/час

наруж.,мм

внутр.,мм

внут.сеч.,мм2

0,5 м/с — скорость воды в трубе от переливного лотка

0,8 м/с — скорость воды в трубе коллектора

1,2 м/с — скорость воды в трубе на входе в насос

2,0 м/с — скорость воды при выходе из насоса

2,5 м/с — максимально возможная скорость воды в трубе

Данная таблица предоставляет возможность вычислить диаметры трубы в разных конструктивных применениях и разной требуемой производительности:

Диаметры труб от переливного лотка к коллектору;

Диаметры труб коллектора;

Диаметры всасывающей трубы на подачу в насос;

Диаметр трубы после насоса, фильтров, линии форсунок.

У нас в бассейне присутствует 4-е форсунки и насос производительностью 15м 3 /ч. Т.е. на каждую форсунку приходится почти по 4м 3 /ч. Исходя из производительности насоса, по таблице подберем общую трубу подачи на форсунки. Скорость воды в трубе принимаем 2 м/с и находим значение диаметра трубы при 15м 3 /ч. Если точного значения в таблице нет, то берем ближайшее. В нашем случае подающая труба на форсунки будет диаметром 63 мм, а разветвления на пары форсунок пойдут диаметром 50мм.

Рис 8.11. Соединение форсуночной линии.

Для соединения форсунок нам понадобятся следующие материалы:

Уголок 50мм-90 0 — 6шт.

Тройник 50мм — 2шт.

Тройник 63мм — 1шт.

Редукция короткая 63-50мм — 2шт.

— труба 63мм — 6 м. (определяется по расстоянию от центра

длинного борта до техпомещения.)

Труба 50мм — 12м. (суммируем все отрезки трубы 50мм

согласно вычисленному расположению форсунок.)

Для подключения донного слива обычно достаточно трубы диаметром, как и диаметр выпускного отверстия самого донного слива (для частных бассейнов это 2″» и соответственно труба D=63мм). Если же донных сливов два, то их нужно соединить в трубу D=90мм.

Рис. 8.12 Подключение донных сливов.

В нашем случае донный слив один. Поэтому для его подключения достаточно следующих материалов:

Муфта с н.р. 63-2″» — 1шт.

Труба 63мм — 2м.

Теперь определим, какой трубой подключаются скиммера. В скиммерах обычно бывают отверстия с подключением 1,5″» или 2″». Скиммера в бассейне в режиме фильтрации забирают где-то 70-90% от общего потока, который всасывает насос, а остальное приходится на донный слив. Поэтому необходимо ориентироваться по табличке. Смотрим графу со скоростью потока 1,2 м/с (скорость воды на входе в насос) и выбираем диаметр трубы с производительностью 15м 3 /ч-30%=10м 3 /ч. В нашем случае будет достаточно трубы диаметром D=63мм, но идеально было бы поставить трубу D=75мм.

Рис 8.13 обвязка скиммеров.

Для обвязки скиммеров нам понадобятся следующие материалы:

Муфта с н.р. 50-2″» — 2шт.

Угол 50-90 0 — 2шт.

Тройник 63 — 1шт.

Редукция 63-50 — 2шт.

Труба 50мм — 6м.

Нюансы организации ГВС частного дома

Проживание в загородном коттедже будет комфортным, только если организована система горячего водоснабжения. Для этого устанавливают электробойлеры, газовые колонки. Также вода может нагреваться в котле, работающем на газу, на твердом либо жидком топливе.

У всех этих способов нагрева воды есть как преимущества, так и недостатки. Сегодня многие домовладельцы выбирают твердотопливные котлы, работающие на пеллетах, шелухе, опилках и других отходах, остающихся при обработке древесины и при производстве бумаги.

Новое Место. Отзыв Егора Кончаловского о монтаже септика:

Главный плюс такого вариант — возможность совместить отопление коттеджа и нагрев воды, для этого применяются двухконтурные котлы. У них повышенный коэффициент полезного действия, их легко обслуживать, они экономичные, используемое топливо бюджетное, срок службы оборудования большой. Чтобы организовать горячее водоснабжение, используют буферные емкости — теплоаккумуляторы.

Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей

В зависимости от целей различают два вида гидравлического расчета водопроводных сетей — проектный и поверочный (наладочный).

Проектный

Данный вид гидравлического расчета производится при проектировании системы водоснабжения здания. С его помощью определяют вид трубопроводов для различных участков сети, скорость потока в них.

Кроме вычислений данный вид расчета включает в себя схематическое расположение элементов внутреннего водопровода — узла ввода, подвальных коммуникаций, стояков, узлов водоразбора.

Поверочный

Основными целями данного вида гидравлического расчета является определение распределения потоков в системе водоснабжения, вычисление напора источников при заранее вычисленных внутренних диаметрах труб и отборах воды в узловых точках.

Результатами поверочного расчета являются:

  • водопотребление и потери напора на всех участках системы водоснабжения;
  • объем подачи воды от источника (магистрального водопровода, водонапорной башни или контррезервуара);
  • пьезометрические напоры в различных точках водоразбора.

Все полученные в результате данного расчета значения используют для проектирования расположения точек водоразбора – сантехнических приборов – внутри проектируемого здания.

Как рассчитать пропускную способность газовой трубы

Газ – это один из самых сложных материалов для транспортировки, в частности потому, что имеет свойство сжиматься и потому способен утекать через мельчайшие зазоры в трубах. К расчету пропускной способности газовых труб (как и к проектированию газовой системы в целом) предъявляют особые требования.

Формула расчета пропускной способности газовой трубы

Максимальная пропускная способность газопроводов определяется по формуле:

Qmax = 0.67 Ду2 * p

где p — равно рабочему давлению в системе газопровода + 0,10 мПа или абсолютному давлению газа;

Ду — условный проход трубы.

Существует сложная формула для расчета пропускной способности газовой трубы. При проведении предварительных расчетов, а также при расчетах бытового газопровода обычно не используется.

Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T

где z — коэффициент сжимаемости;

Т- температура перемещаемого газа, К;

Согласно этой формуле определяется прямая зависимость температуры перемещаемой среды от давления. Чем выше значение Т, тем больше газ расширяется и давит на стенки. Поэтому инженеры при расчетах крупных магистралей учитывают возможные погодные условия в местности, где проходит трубопровод. Если номинальное значение трубы DN будет меньше давления газа, образующегося при высоких температурах летом (например, при +38…+45 градусов Цельсия), тогда вероятно повреждение магистрали. Это влечет утечку ценного сырья, и создает вероятность взрыва участка трубы.

Таблица пропускных способностей газовых труб в зависимости от давления

Существует таблица расчетов пропускных способностей газопровода для часто применяемых диаметров и номинального рабочего давления труб. Для определения характеристики газовой магистрали нестандартных размеров и давления потребуются инженерные расчеты. Также на давление, скорость движения и объем газа влияет температура наружного воздуха.

Максимальная скорость (W) газа в таблице — 25 м/с, а z (коэффициент сжимаемости) равен 1. Температура (Т) равна 20 градусов по шкале Цельсия или 293 по шкале Кельвина.

Таблица 2. Пропускная способность газового трубопровода в зависимости от давления
Pраб.(МПа) Пропускная способность трубопровода (м?/ч), при wгаза=25м/с;z=1;Т=20?С=293?К
DN 50 DN 80 DN 100 DN 150 DN 200 DN 300 DN 400 DN 500
0,3 670 1715 2680 6030 10720 24120 42880 67000
0,6 1170 3000 4690 10550 18760 42210 75040 117000
1,2 2175 5570 8710 19595 34840 78390 139360 217500
1,6 2845 7290 11390 25625 45560 102510 182240 284500
2,5 4355 11145 17420 39195 69680 156780 278720 435500
3,5 6030 15435 24120 54270 96480 217080 385920 603000
5,5 9380 24010 37520 84420 150080 337680 600320 938000
7,5 12730 32585 50920 114570 203680 458280 814720 1273000
10,0 16915 43305 67670 152255 270680 609030 108720 1691500

Подробности

Определяя расход воды по диаметру, необходимо обязательно учитывать давление внутри труб.

К примеру, сквозь трубу в один метр, имеющую сечение один сантиметр, транспортируется намного меньше воды за такое же время, как через трубопрокат с диаметром в 20 метров. Самый большой показатель воды будет у труб с самым большим диаметром и с самым большим давлением внутри них.

Расход воды у трубы при оптимальном давлении. Расчет пропускной способности по диаметру трубопровода нужен, чтобы определить средний показатель водного расхода при хорошем напоре.

Если подбирать диаметр трубы по объему расходуемой воды, учитывая данные таблицы, то сделать это просто, но данные будут неточными. Если учитывать давление и скорость жидкости в трубах, имеющихся на практике, произвести расчеты на месте, то показатели будут более верными.

Таблица приводит данные расчетов расхода жидкости по трубам с часто применяемым сечением и разных значениях давления.

Средний показатель давления в стандартном стояке считается равен от полутора до двух с половиной атмосфер.

Уровень давления зависит от многоэтажности здания, зависимость регулируют, разделяя систему водопровода на сегменты. Работа насосов для подачи воды изменяет скорость жидкости.

Обращаясь к данным таблицы, расчет потребления жидкости производят, учитывая количество кранов, водонагревательных приборов и ванн и т.д.

Изменяя характеристики проходимости труб посредством установки приборов, контролирующих и экономящих водорасход, типа WaterSave, изменяются данные, не соответствующие табличным значениям.

Как определить диаметр согласно СНиП 2.0.4.01 – 85.

Процесс расчета диаметра трубы относится к сложным, требующим инженерных знаний работам. Часто проектируя трубопроводную систему частного дома, все расчеты выполняют своими руками.

Данные расчета для определения водопропускного объема конструкции можно взять из таблицы, при этом надо точно знать сколько сантехнических приборов и кранов подключено к системе.

СНиП 2.04.01 – 85 предоставляет данные, которыми можно воспользоваться, имея вышеуказанные сведения. С помощью этих показателей устанавливают объем жидкости по сечению труб.

Размер диаметра трубопровода влияет на расчет расхода воды. Не профессионалы могут воспользоваться формулой для получения данных, зная давление с диаметром труб.

Как вычислить расход жидкости, зная давление и диаметр.

Для расчетов применяют формулу q=π × d²/4 × V, в которой:

-q расход воды в литрах.

-d внутренний диаметр трубы в сантиметрах.

-V скорость транспортировки жидкости, измеряется м/с.

Если напор воды обеспечивает водонапорная башня, без нагнетающих насосов, значит, скорость жидкости равна 0.7 до 1.9 метров в секунду. При наличии работы насоса прикладывается паспорт с указанием коэффициента имеющегося напора и скоростью движения жидкости.

Внимание! Данная формула для расчетов считается наиболее доступной, но не единственной. Формула не учитывает качество внутренней поверхности трубы, к примеру, изделия из пластика внутри гладкие, не изменяют напор воды

Совсем иначе себя ведет внутренняя поверхность изделий из стали

Формула не учитывает качество внутренней поверхности трубы, к примеру, изделия из пластика внутри гладкие, не изменяют напор воды. Совсем иначе себя ведет внутренняя поверхность изделий из стали.

Показатель коэффициента сопротивления пластиковых труб меньше, продукция устойчива к образованию коррозии, и увеличивает качество пропускной способности системы.

Как разработать схему водопровода

Чтобы все в итоге получилось правильно, перед монтажом водопровода необходимо тщательно проработать схему его укладки на улице и разводки в коттедже. Если данный проект будет сделан грамотно, то это позволит избежать множества проблем при монтажных работах и последующей эксплуатации собранной системы подачи воды.

Схема водоснабжения частного дома

При разработке подобной схемы водопровода просчитывается:

  • количество точек водоподачи в доме;
  • необходимость и число коллекторов;
  • мощность насосов и емкость водонагревателя;
  • размеры труб;
  • характеристики запорной арматуры.

Плюс выбирается вариант разводки труб (коллекторная либо последовательная) и места размещения всех элементов водопровода в частном доме. Ту же электропроводку в квартире или систему вентиляции смонтировать на первый взгляд легче. Однако свои нюансы есть и там, и там. И при малейших ошибках проблем во всех случаях будет немало.

Поверочный гидравлический расчет

Цель поверочного расчета

Определение потокораспределения, скорости и потерь напора на участках, давления во всех узловых точках сети, качества обеспечения потребителей требуемым расходом с необходимым напором. Расчет производится при известных диаметрах труб и отборах воды в узловых точках.

Электронная модель позволяет имитировать поведение реально работающей системы водоснабжения или исследовать и прогнозировать её поведение в условиях, которые нецелесообразно, а может даже и невозможно воспроизвести на практике.

В зависимости от поставленной задачи, гидравлические расчеты можно производить на различные режимы работы системы водоснабжения:

  • штатные режимы, при расчетных или фактических расходах;
  • аварийные режимы, при расчете и анализе последствий переключения участков, включении или отключении насосного оборудования и гидрантов;
  • проектные режимы при, подключении новых потребителей или планировании перекладок на сетях;
  • расчеты в режиме «реального времени». Для получения актуальных данных с приборов, вы можете использовать собственные разработки или ZuluOPC.

Особенности расчета

  • Возможен расчет тупиковых и кольцевых водопроводных сетей, работающих от одного или нескольких источников.  
  • В качестве носителя может быть указана вода или любая другая техническая жидкость, к примеру нефть, мазут и т.п. 
  • Возможен расчет при фиксированном и нефиксированном потреблении воды.
  • Возможен расчет с учетом графика суточной неравномерности и графика работы насосного оборудования.
  • Возможен расчет на основании данных телеметрии, получаемых в режиме реального времени с приборов учета, датчиков и контроллеров.
  • Возможно задание потребителей расчетным сопротивлением или изливом через отверстие.
  • Имеются различные режимы работы насосного оборудования. Насосное оборудование может быть задано: функцией насоса, сохраненной в виде H-Q характеристики, значением развиваемого на насосе давления или значением напора после насоса и преобразователя частоты.
  • Моделирование режимов работы различного оборудования. В модели представлено дросселирующее оборудование с постоянным сопротивлением, запорная арматура, заданная степенью открытия, регуляторы давления и расхода, водопроводные колонки и гидранты.

Исходные данные для поверочного расчета

Основным исходным данным является схема водопроводных сетей, она создается в графическом редакторе ZuluGIS. В дальнейшем, всем объектам водопроводной сети заносится необходимый для гидравлического расчета перечень атрибутов.

Любой режим определяется топологией сети, давлением на источниках, параметрами работы насосного оборудования, сопротивлениями и свойствами участков трубопроводов, параметрами установленного на сети регулирующего оборудования и требуемого на потребителях расхода, с минимальным напором ().

Результаты поверочного расчета

  • Распределение воды по участкам сети.
  • Расходы, потери напора и скорости движения воды на участках.
  • Давления в каждом узле.
  • Расстояние и время прохождение воды до каждого элемента сети.
  • Качество обеспечения потребителей требуемыми параметрами.
  • Расход и давление на потребителях.

Результаты расчета записываются в базы данных по объектам и могут быть вынесены на карту, использованы для построения тематических карт, графика падения давления или собраны в виде спецификации и сохранены в отчет.

Поверочный расчет позволяет

  • Определять зоны влияния источников, работающих на одну сеть.
  • Определять зоны с избыточным и недостаточным давлением.
  • Осуществлять наладку гидравлического режима водопроводной сети.
  • Подбирать параметры регулирующего оборудования.
  • Оценивать правильность принятых проектных решений и оценивать их влияние на существующий гидравлический режим.
  • После сопоставления результатов расчета с данными телеметрии и манометрического обследования сети, выявлять участки с повышенным гидравлическим сопротивлением, лимитирующие пропускную способность водопроводных сетей и скрытыми утечками.
  • Формировать экономически эффективные планы реконструкции сетей.
  • Моделировать аварийные ситуации на сети и обосновывать мероприятия по минимизации последствий этих аварий.
  • Моделировать последствия крупных отборов воды, связанных с крупными утечками и пожарами.
  • Оценивать влияние переключений при передаче части воды от одного источника к другому.

Определение водопотребления предприятия

В соответствии п.2.4 , приложения 3 и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем qн.х-п

= 25 л/(см. чел) (приложение 3 ). Водопотребление в смену

Суточное водопотребление

Расход воды на душевые в смену

Количество душевых сеток

в сутки

Расход воды на производственные нужды в смену


(по заданию), в час

Суточное водопотребление на производственные нужды

Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен

Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (табл. 1.3).

Пояснение к табл. 1.3. В графе 1 приведены часовые промежутки от 0 до 24 ч. В графе 2 — расход воды поселком по часам суток в процентах от суточного водопотребления согласно приложению 1 при Кч= 1.45. В графе 3 — расход воды поселком на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час суток в м3 (например, с 10 до 11 ч. расходуется 5,8% от


).

В графе 4 — расход воды на хозяйственно-питьевые нужды общественного здания (в нашем примере — больница) по часам суток в процентах от суточного расхода. Распределение расходов воды по часам суток принято по приложению 1 для больницы.

В графе 5 — количество воды в м3, расходуемое больницей на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час суток (например, с 10 до 11ч. расходуется 6 % суточного расхода воды больней)


.

В графе 6 — расход на хозяйственно-питьевые нужды предприятия по часам смены в процентах от сменного расхода воды. Распределение расхода воды по часам смены принято по приложению 1 при Кч = 3.

В табл. 1.3 дано распределение расходов на хозяйственно-питьевые нужды предприятия для трехсменной работы. Для двухсменной работы в графе 6 с 0 до 1 ч записывается 12,5 % от Qсм, с 1 до 9 ч. — ноль и с 9 ч. записываются в %, как в табл. 1.3.

В графе 7 — количество воды в м3, расходуемое предприятием на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час смены (например, с 10 до 11 ч. расходуется 6,25 % сменного расхода предприятия)


.

В графе 8 — расход воды на работу душа, который учитывается в течение часа после работы каждой смены (например, первая смена заканчивается в 16 ч., душ работает с 16 до 17 ч.).

В графе 9 — расход воды на производственные нужды, равномерно распределен по часам смены (


, продолжительность смены 8 ч.)


.

В графе 10 — сумма расходов всех потребителей в определенный час суток в м3, например, расходуется с 8 до 9 ч.

В графе 11, сумма расходов всех потребителей в определенный час суток в процентах от суммарного суточного расхода, например, суммарный суточный расход воды 12762м3, а суммарный расход с 8 до 9 ч. — 769,62 м3/ч, что составляет


. При составлении таблицы необходимо для контроля суммировать числа стоящие в столбцах, например, сумма чисел в столбце 3 должна быть равна Q


и т.д.

Из табл. 1.3 видно, что по поселку и предприятию наибольшее водопотребление происходит с 8 до 9 ч., в это время на все нужды воды расходуется 749,62 м3/ч или

По предприятию расчетный расход

Расчетный расход общественного здания (больницы)

Собственно поселок расходует

Факторы, которые влияют на выбор диаметра

Определить, какие факторы влияют на диаметр трубы, не сложно.

Водопроводные трубы

Среди прочих можно выделить следующие:

  • Длина водопровода;
  • Напор воды;
  • Ее расход за единицу времени.

Итак, если брать во внимание напор воды, то тут есть только одно условие – чем он ниже, тем больше должен быть диаметр. В том случае, когда напор сильный, а диаметр малый, то вода будет поступать, создавая шум

Если же и диаметр малый, и напор тоже, то вода будет «сочиться», а не литься.

Что касается длины водопровода в частном доме или квартире, то существует специальная формула, которая показывает зависимость между толщиной материала и его длиной. Не вдаваясь в эти цифры, можно сказать следующее:

  • Когда длина не больше 30 метров, то можно использовать трубы до 20 мм;
  • Если длина больше 30 метров, то используется сечение 25 или 32 мм, или больше;
  • В том случае, когда длина совсем малая, около 10 м, то используют трубы сечением 10 мм.
Оцените статью
alpha-house.ru
Добавить комментарий