Гидравлический расчет трубопровода II этапа от водонапорной башни
До гидрантов (26)
НII=hтр , м.вод.ст.,
где 
м;
u2=1,5м/с – скорость воды 2 этапа (приложение 1, табл. 16);
l2=800 м – длинна трубопровода от водонапорной башни до гидранта (табл. 2);
d2=d1=d=250 мм – диаметр трубопровода 2 эиапа (приложение 1, табл.15);
– коэффициент сопротивления по длине трубопровода II этапа.
Таблица 2
Исходные данные для гидравлического расчета водопроводной сети
| № п/п | Параметры | Размерность | Варианты | |||||||||||||||||||
| НГ – геометрическая высота подъема воды | м | |||||||||||||||||||||
| d/r – плавные закругления колена | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,2 | 1,4 | 1,2 | 0,8 | 0,6 | 0,4 | 1,6 | 1,4 | |||||
| ∆ - абсолютная высота шероховатости | мм | 0,01 | 0,02 | 0,05 | 0,15 | 0,5 | 0,01 | 0,02 | 0,05 | 0,15 | 0,15 | 0,05 | 0,01 | 0,15 | ||||||||
| U0 – скорость фильтрации через песчаный фильтр | м/с | 0,014 | 0,015 | 0,016 | 0,Ю017 | 0,018 | 0,019 | 0,02 | 0,021 | 0,022 | 0,023 | 0,024 | 0,025 | 0,026 | 0,027 | 0,028 | 0,029 | 0,03 | 0,031 | 0,032 | 0,033 | |
| t – температура воды | 0с | |||||||||||||||||||||
| dч – диаметр частиц песка | мм | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | |||
 7
| Нпес – высота слоя песка в фильтре | м | 0,25 | 0,4 | 0,45 | 0,36 | 0,37 | 0,38 | 0,39 | 0,4 | 0,3 | 0,35 | 0,35 | 0,36 | 0,37 | 0,38 | 0,4 | 0,41 | 0,42 | 0,43 | 0,44 | 0,45 |
| Нпол – высота слоя пенополистирола в фильтре | м | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | |||
| пзад – количество задвижек на I этапе | ||||||||||||||||||||||
| ппов – количество плавных поворотов на 1200 | ||||||||||||||||||||||
| l1 – длина трубопровода I этапа | м | |||||||||||||||||||||
| l2- длина трубопровода II этапа | м | |||||||||||||||||||||
| Задвижка | h/d | 0,125 | 0,25 | 0,375 | 0,625 | 0,7 | 0,125 | 0,25 | 0,375 | 0,625 | 0,7 | 0,125 | 0,25 | 0,375 | 0,625 | 0,7 | 0,7 | 0,5 |
| |
Пример 3. Расчет пожарорукавных систем
Практические задачи по подаче воды к месту пожара решаются с учетом совместной работы водопроводной сети, насосов и рукавных систем. При подаче воды для пожаротушения используют как стационарные насосы, устанавливаемые на насосных станциях, так и насосы пожарных автомобилей.
Определение расхода воды, подаваемой насосом по пожарным руковам
Эту задачу можно решить графически и аналитически. При графическом решении задачи строят характеристики насоса и рукавной системы, точка пересечения которых указывает на предельные возможности насоса при данных условиях.
Hнас=a - bQ2=112-0,01Q2 – напор, развиваемый насосом, м,
где а = 112; b = 0,01 – параметры, характерезующие тип насоса (приложение 1, табл. 11);
Hмр=hств. + hм.р. + Z – потери напора на магистральной рукавной линии, м,
где hств. = sств.. Q2; hм.р. = sм.р. . Q2;
sств. =f(dств=13мм)= 2,89 – сопративление ствола (приложение 1, табл. 14);
sм.р. =f(dм.р=89мм)= 0,00385 – сопративление рукова на магистральной линии (приложение 1, табл. 13).
Для решения поставленной задачи приравниваем Hнас= Hмр и определяем расход Q.
м3/с.
Определение потерь напора в рукавных линиях при последовательном соединении (рис. 9а)
м,
где s1 =0,00385; s2 = 0,015; s3 = 0,034 – сопротивление рукавных линий при диаметрах d1p=89мм, d2p=77мм и d3p=66 мм (приложение 1, табл. 13).
3. Определение потерь напора в рукавных линиях при параллельном соединении (рис. 9б)
м;
;
м.
Определение потерь напора в рукавных линиях при смешанном соединении (рис. 9в)
Согласно рисунку 9в смешанная система состоит из трех пожарных рукавов со стволами, вода к которым подается по магистральной линии.
Сопротивление отдельной рабочей линии с присоединенным стволом определяют по формуле:
м,
где Sсм=Sобщ.р+ Sм=0,05 + 0,0754 = 0,0654
Общее сопротивление рабочих линий определяют по правилу параллельных соединений:
sм= nм . s1м = 0,00385 . 4 = 0,0154,
где s1м = 0,00385 при d = 89 мм – сопротивление одного рукава магистральной линии (приложение 1, табл. 13);
nм = 4 – число магистральных линий (табл. 3);
sст1=0,634,sст2=0,353,sст3=0,634 при dст1=19мм, dcт2=22мм и dст3=19мм (приложение 1, табл. 14).
5. Расчет совместной работы насосно-рукавных систем с помощью таблиц
Расчет совместной работы пожарных насосов рукавных линий удобно производить с помощью таблиц, составленных на основании энергетического решения различных примеров. Использование таблицы рассмотрим на примерах расчета нескольких схем подачи воды к ручным стволам по магистральным и рабочим линиям.
Пример 1. Определить требуемый напор насоса при подачи воды по линии l=360 м, из прорезиненных рукавов d=77 мм, к стволу с насадкой d=16 мм.Ствол поднят на уровень 4 этажа (рис. 9а).
Решение. Определим последовательно напор у ствола, присоединенного к магистральной линии Hст=29 м (табл. 2). Расход у ствола равен расходу насоса Q=300 л/мин (табл. 16); Потери напора магистральной линии h=6 м (табл. 5). С учетом подъема ствола на 4 этаж Z=16 м (табл. 6); требуемый напор у насоса будет
H=Hст+h+Z=29+6+16=51 м
Таблица 2
Определение напора у ствола Нст при длине компактной части струи 17 м
| Диаметр ствола, d, мм | |||||
| Напор у ствола, Нст, м |
Таблица 3
Определение напора в начале рабочих линий у разветвления HP
(принимается по линии, требующей наибольшего напора)
| Напор у разветвления, HP, м | Линии из не прорезиненных рукавов | Напор у разветвления, HP, м | Линии из прорезиненных рукавов | |||
| l=40м d=51мм | l=60м d=51мм | l=40м d=51мм | l=60м d=51мм | l=40 – 60 м d=66 – 77мм | ||
| Диаметр насадки, мм | Диаметр насадки, мм | |||||
| 13, 16 | - | 13, 16 | - | 13 – 25 | ||
| 13, 16 | 13, 16 | - | ||||
| - | ||||||
| - | - |
Таблица 4
Определение расхода воды Q для рабочей линии л/мин
| Напор у разветвления, НР, м | Диаметр насадки, мм | ||||
Таблица 5
Определение потерь напора h в магистральной линии
| Расход воды, л/мин | |||||||||||
| - | |||||||||||
| Рукава диаметром 77 мм, длиной, м |
Пример 2.Определить напор у насоса при подаче воды по рукавной схеме, приведенной на рисунке 9б. Стволы подняты на уровень 6 этажа.
Решение.По таблице 2 напор у ствола d=22 мм, составит HСТ=26 м; расход из одного ствола QCT=500 л/мин (см. табл. 4), потери напора в линии h=33 м (см. табл. 5). Учитывая подъем стволов на 6 этаж, Z=24 м (см. табл. 6), напор насосов будет равен:
H=26+33+24=83 м.
QCT=1000 л/мин (см. табл. 4) – расход воды по обеим рукавным линиям.
Пример 3. Определить напор у насоса при подаче воды по рукавной системе, приведенной на рисунке 9. Стволы подняты на уровень 4 этажа.
Решение. Напор в начале рабочих линий у разветвления (табл. 3) будет равен: HP=40 м; расход воды из трех стволов с насадками d=13 мм, составляет: Q=200∙3=600 л/мин (см. табл. 4). При этом расходе воды потери напора в магистральной линии равны около hM=22 м (см. табл. 5). С учетом подъема стволов на уровень 4 этажа Z=16 м (см. табл. 6). Напор насоса будет составлять:
H=hM+HP+Z=22+40+16=78 м.
Таблица 6
Определение дополнительного напора у насоса в зависимости от геометрической высоты подъема стволов Z
| Вариант | ||||||||||||||||||||
| Число этажей | ||||||||||||||||||||
| Напор |
Пример 4.Определить напор у насоса при подаче воды по рукавной системе, приведенной на рисунке 9. Стволы подняты на уровень 2 этажа.
Решение. Согласно таблице 3 наибольший напор у разветвления при условии подачи воды по линии d=51 мм будет равен: HP=50 м. Расход воды по рабочим линиям составит (см. табл. 4): для линии с насадками 13 мм 250∙2=500 л/мин; для линии с насадком 16 мм при напоре у разветвления 50 м 350 л/мин. Расход по рукавной системе будет равен: Q = 500+350=850 л/мин. При этом расходе потери напора в магистральной линии составят около hM=34 м (см. табл. 5). Учитывая подъем ствола на второй этаж, Z=8 м (см. табл. 6). Напор у насоса равен сумме:
H=hM+HP+Z=34+50+8=92 м.
| |
Таблица 3
Исходные данные для расчета насосно-рукавнных систем
| № | Параметры | Разме-рность | Варианты | |||||||||||||||||||
| п/п | ||||||||||||||||||||||
| схема насосно рукавной системы | а | б | в | г | а | б | в | г | а | б | в | г | а | б | в | г | а | б | в | г | ||
| n1 – число этажей здания | ||||||||||||||||||||||
| dнас – диаметр насадки (ствола) | мм | |||||||||||||||||||||
| d1рук – диаметр рукавов прорезиненных | мм | |||||||||||||||||||||
| d2рук – диаметр рукавов прорезиненных | мм | |||||||||||||||||||||
| d3рук – диаметр рукавов прорезиненных | мм | |||||||||||||||||||||
 7
| n1 – колич. рукавов первой раб.линии | |||||||||||||||||||||
| n2 – колич. рукавов во второй раб.линии | ||||||||||||||||||||||
| n3 – колич. рукавов в третьей раб.линии | ||||||||||||||||||||||
| Z – высота здания | м | |||||||||||||||||||||
| dm – диаметр рукавов по магистральной линии | мм | |||||||||||||||||||||
| nM – число магистральных линий | ||||||||||||||||||||||
| d1ст – диаметр пожарного ствола первой линии (для рис. 9 г) | мм | |||||||||||||||||||||
| d2ст – диаметр пожарного ствола второй линии (для рис. 9 г) | мм | |||||||||||||||||||||
| d3ст – диаметр пожарного ствола третьей линии (для рис. 9 г) | мм | |||||||||||||||||||||
| lм – длина магистральной линии (для рис. 9 а, б, в, г) | м | |||||||||||||||||||||
| l1р – длина прорезиненого рукава первой линии (для рис. 9 г) / d1р | м / мм | 40/51 | 60/51 | 60/77 | 40/51 | 60/51 | ||||||||||||||||
| l2р – длина прорезиненого рукава второй линии (для рис. 9 г) / d2р | м / мм | 60/51 | 40/51 | 40/66 | 60/51 | 40/51 | ||||||||||||||||
| l3р – длина прорезиненого рукава третьей линии (для рис. 9 г) / d3р | м / мм | 40/51 | 60/51 | 60/77 | 40/51 | 60/51 |
| |