Расчет напорно-регулирующего сооружения
В системах водоснабжения напорно-регулирующие сооружения служат для создания напора, выравнивания неравномерности подачи воды из источников и ее потребления, создания запаса воды для пожаротушения и на случай аварии в работе насосной установки или водопровода. Для этих целей, зачастую, используют шатровые или бесшатровые водонапорные башни.
Вместимость бака водонапорной башни определяют по выражению
= + + , (7.5)
где – вместимость бака водонапорной башни, м3 ; – регулирующий объем водонапорного бака, м3 ; – аварийный запас воды в баке, м3 ;
– противопожарный запас воды в баке, м 3 .
При расчетах объем регулирующей вместимости водонапорного бака с учетом расхода на бытовые нужды рекомендуют [20] принимать равным 15–20 % максимального суточного расхода, т.е.
, – , сут
= . (7.6)
Тогда
= 0,15 ∙27560 = 4,0 м .
1000
Аварийный запас определяют исходя из условий устранения аварии в течение двух часов, т.е.
= 2 ∙ = 2 ∙2870 = 5,7 м . (7.7)
1000 1000
Противопожарный запас воды рекомендуют [20] принимать из расчета тушения пожара в течение 10 мин в двух местах одновременно с общим расходом воды 10 л/с, т. е.
= 10 ∙60 ∙10 = 6,0 м . (7.8)
1000
Тогда вместимость бака водонапорной башни
= 5,5 + 5,7 + 6,0 = 15,7 м .
Полученную вместимость бака округляем до стандартной = 15 м3 .
Высота расположения водонапорного бака (м):
−
= ( + ℎ) ± ( б ), (7.9)
где – величина свободного напора воды на выходе из водопровода, рекомендуют принимать равной 40–50 кПа (4–5 м) [20];
-
ℎ – наибольшая сумма потерь напора на преодоление сопротивлений трения и местных сопротивлений на линии от напорно-регулирующего сооружения до самого удаленного и наиболее высокоподнятого потребителя («диктующей» точки), Па; устанавливается расчетным путем;
-
б– разность геодезических отметок у наиболее отдален- ного и наиболее высоко расположенного пункта потребления воды («диктующая» точка) и у башни, м; находится по генеральному плану фермы.
Для определения потерь напора рассмотрим расчетную схему водоснабжения (рисунок 7.1).
Диаметр трубы на участке от водонапорной башни к коровнику (1–2) определяют по расчетному расходу, используя уравнение,
∙
2 ∙
= ∙ =
, (7.10)
4
-
где – расчетный расход, составляет 0,8 л/с (0,0008 м3 /с);
-
площадь живого сечения напорной трубы, м2 ;
-
скорость движения воды, м/с;
-
диаметр трубопровода, м.
Скорость движения воды в трубах диаметром 50–300 мм принимают равной 0,7–1,0 м/с.
Тогда
4 ∙ 4 ∙0,0008
= =
= 0,038 м.
∙
3,14 ∙0,7
Принимаем [24] асбоцементную трубу диаметром 50 мм.
При этом скорость движения воды
4 ∙0,0008
= 4 ∙ ∙ = = 0,7 м/с.
3,14 ∙0,0025
Принимаем [24] асбоцементную трубу диаметром 50 мм. При этом скорость движения воды
Полные потери напора в трубопроводе
ℎ= ℎ+ ℎм. (7.11)
где ℎ – потери напора на трение, м;
2
ℎ = ∙ 2 ∙ = 0,0827 ∙ ∙ 5 ∙ , (7.12)
где λ – коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала труб, степени шероховатости их стенок и диаметра; для приближенных расчетов рекомендуют [24] принимать λ = 0,03.
Тогда
ℎ = 0,0827 ∙0,03 200 ∙0,0008 = 0,99 м.
0,05
Потери напора в местных сопротивлениях
2
∙
ℎм = , (7.13)
2
- где – безразмерный коэффициент местного сопротивления; зависит от устройства, обусловливающего местное сопротивление (задвижка, резкий изгиб трубы, колено, кран и т. д.).
