Определение наивыгоднейшего диаметра нагнетательно- напорного водовода

4.1 Дано: насосная станция по водоводу из асбетоцементных труб длиной l подает в напорный резервуар воду с секундным расходом q. По пути вода из водовода не отбирается. Расчетный суточный расход Qp. Насосная станция работает равномерно в течение t часов в сутки.

Стоимость I кВт – часа электроэнергии принять рубля . Коэффициент полезного действия насосных агрегатов .

4.2 Исходные данные для выполнения расчетов приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Исходные данные

 

Показатели варианты
l , м
q , м3/с 0,0116 0,001 0,022 0,015 0,02 0,024 0,018 0,0215 0,027 0,025
Qp , м3/с
t , час

4.3 Требуется: определить экономически-наивыгоднейший диаметр водовода.

4.4 Решение.

Экономически - наивыгоднейший диаметр водовода определяется по формуле:

 

, м (4.1)

 

где z и - параметры, входящие в уравнение для определения удельного сопротивления трубопровода;

 

(4.2)

 

Для асбестоцементных труб при скорости движения воды в них

V≤1,5 м/с; = 0,00165; r = 4,88

m – показатель степени, характеризующий материал труб;

Для асбестоцементных труб m= 1,84;

R – ежегодные отчисления на амортизацию и ремонт, выраженные в долях. Для водоводов R= 0,35;

Т – срок окупаемости капитальных вложений. Рекомендуется принять Т= 16 лет.

С – стоимость подъема 1 м3 воды на 1 м высоты. Определяется по формуле:

, руб. (4.3)

где - стоимость 1 кВт – часа электроэнергии, руб;

- коэффециент полезного действия насосов;

q – секундная производительность насосов. Принимается равной секундному расходу, м3/с;

Q2 – среднегодовой расход воды, м3;

, м3

где Qp – расчетный суточный расход воды, м3/ сут;

в и z - величины, которые входят в уравнение для определения строительной стоимости 1 погонного метра напорного водовода:

. (4.4)

Для определения величины a, b и z составляется система трех уравнений с

тремя неизвестными. С этой целью задаются тремя или более диаметрами водоводов d и находят соответствующие им строительные стоимости по графику, приведенному на рис. 4.1

Для обеспечения решения этих уравнений их преобразовывают и логарифмируют:

(4.5)

 

. (4.6)

 

Примерный диаметр трубы определяется по формуле:

 

, м (4.7)

Расчет сводится в таблицу 4.2

Таблица 4.2

Результаты расчета

 

Показатели Условные диаметры водовода, м
0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6
R, руб.                  
( ), руб.                  
                 
lg                  

 

Рис. 4.1 График строительной стоимости.

 

Величина , как видно из графика на рис. 4.1 равна 1,75.

Параметр «b» определяется по формуле:

 

(4.8)

 

где N1, N2, N3 и d1, d2, d3 – принимаются из таблицы 4.2 для разных диаметров труб.

Параметр «z» определяется по формуле:

 

(4.9)

По полученным данным определяется величина экономически – наивыгоднейшего диаметра водовода и выбирается ближайший к этой величине стандартный диаметр dэ.

 

Расчетная работа № 5.