Главная » Публицистика

0 ... 16 17 18 19 20 21 22 ... 159

102 У]

И количество энергии, затрачиваемой на подъем воды.

Таким образом, при заданном расходе подаваемой воды уменьшение расчетной скорости v ведет к увеличению затрат на строительство водовода и уменьшению эксплуатационных затрат, связанных с подъемом воды (т. е. стоимости затрачиваемой электроэнергии).

Наоборот, при больших v увеличивается стоимость расходуемой энергии и снижается стоимость строительства.

Система водоснабжения, как и всякое сооружение, должна быть запроектирована наиболее экономично. Правильный с экономической точки зрения расчет водопроводных линий должен учитывать взаимосвязь их работы с работой насосных станций и обеспечивать экономически наивыгоднейшее решение этого комплекса. Таким образом, задача определения диаметров труб водоводов и линий сети может быть разумно решена только в результате учета требований экономики Эта задача является по своему существу задачей технико-экономической. Схема решения подобных задач может быть представлена следующим образом.

Обозначив через Сет стоимость строительства водопроводной линии и через Сэ стоимость ее эксплуатации за год, получим общие суммарные затраты за некоторый срок общ=Сст+Сэ. В эксплуатационные затраты Сэ входят стоимость ремонтных работ (которая зависит от Сет и может быть выражена как рСа) и стоимость энергии, затрачиваемой на подъем воды, CJ . Обе эти величины зависят от диаметра линии или (при заданном расходе) от скорости движения воды V. Стоимость содержания эксплуатационного персонала не зависит фактически от d или v (при широком диапазоне изменения этих величин) и может не учитываться.

Следовательно, можно написать, что

Отсюда приведенные затраты (затраты на строительство и эксплуатацию, условно приведенные к одному году)

бо обоснованные пределы колебания расчетной скорости движения воды в трубах исходя из чисто технических соображений. Между тем, анализируя приведенную зависимость, можно легко видеть, что изменение скорости V (при заданном расчетном расходе) существенно влияет на экономические показатели системы, водоснабжения.

Рассмотрим случай подачи воды в количестве Q м/с насосами в водонапорную башню по водоводу длиной Геометрическая высота подъема воды Но (рис. III.5).

Из приведенной выше формулы видно, что с увеличением v диаметр водовода уменьшается, что обусловливает снижение его строительной стоимости.

Увеличение скорости влечет за собой увеличение потерь напора в водоводе. Как известно из гидравлики, потери напора h в напорных линиях выражаются формулой

h = X - S

Увеличение потерь напора увеличивает высоту подачи воды насосом Я; соответственно возрастает требуемая мощность насосной станции

<3(Яо + Я)

Эта величина может быть выражена в функции расчетной скорости V или непосредственно в функции диаметра трубы d. При увеличении d (уменьшении v) первое слагаемое возрастает, а второе уменьшается, и наоборот. Характер изменений ежегодных отчислений со строительной стоимости [ (1 )Сет, стоимости энергии Сд, а также приведенных затрат W в функции v схематически показан на рис. П1.6, а и в функции d-на рис. П1.6, б. Значения экономически наивыгоднейшей скорости или экономически наивыгоднейшего диаметра определяются величинами абсцисс тех точек кривых W, которые соответствуют их наименьшим ординатам.

Как будет показано в главе 7, экономически наивыгоднейшие диаметры водопроводных линий могут быть непосредственно определены в зависимости от заданного расхода.

Рис III 5

Рис. III 6

	W У

Формула для определения экономически наивыгоднейшего диаметра отдельных независимо работающих линий имеет следующий вид:

где Э - «экономический фактор», который содержит ряд экономических показателей (включая стоимость энергии, стоимость труб и их укладки и т. п.); для обычных условий значение Э лежит в пределах от 0,5 до 1;

Q - расчетный расход линии. При работе труб в квадратичной области сопротивлений г/ = 3х.

Эта формула может быть получена как частный случай из более общих формул, приведенных в главе 7. Там же приводятся методы определения величины экономического фактора.

В практике проектирования для определения экономически наивыгоднейших диаметров труб используют также некоторые средние значения экономически наивыгоднейших скоростей эк. Эти скорости будут больше для больших и меньше для малых диаметров.

Далее в главе 7 будет показано, что единой экономически наивыгоднейшей скорости для всех линий одной сети установить вообще нельзя. Экономически наивыгоднейшая скорость для отдельных участков данной сети различна и зависит не только от расчетного расхода данной линии, но и от полного расхода, подаваемого в сеть, расположения данного участка в сети и от конфигурации самой сети.

Так как водопроводные трубы изготовляются определенных стандартных диаметров, практически приходится принимать в качестве

экономически наивыгоднейшего диаметра стандартный диаметр, ближайший к полученному по приведенной формуле.

Для определения экономически наивыгоднейших диаметров весьма удобно пользоваться таблицами «предельных экономических расходов». Понятие предельных экономических расходов введено проф. Л. Ф. Мошниным. Под предельными экономическими расходами понимаются граничные (наибольшие и наименьшие) значения расходов, при которых данный стандартный диаметр будет более выгоден, чем другие (при данном значении экономического фактора).

В приложении I дана таблица предельных экономических расходов для чугунных водопроводных труб при значениях экономического фактора 0,5; 0,75 и 1.

При расчете сетей приходится определять диаметры участков сети, а не независимо работающих линий. Как показано в главе 7, на значение экономически наивыгоднейшего диаметра участка сети влияет не только его расчетный расход дг-г, но и общий расход Q, подаваемый в сеть насосной станцией, а также роль данного участка в работе сети. Поэтому экономически наивыгоднейшие диаметры участков сети следует выбирать (при пользовании таблицей предельных экономических расходов приложения I) по так называемым «приведенным» расходам, учитывающим все сказанное и определяемым по формуле (см. §29):

/ Э Qx,-k У/ Х-табл qi-k J

где Э и 5табл - экономический фактор, соответственно определенный для проектируемой системы и принятый при составлении таблицы (см. приложение I).

Коэффициент Хг-k, характеризующий роль данного участка в работе сети, при приближенных расчетах может рассматриваться как l/n суммарного расхода, идущего по п параллельно включенным магистралям (в одну из которых входит рассматриваемый участок). Такой приближенный способ определения диаметров применен в примере расчета сети в § 24.

При пропуске через сеть пожарного расхода допускается повышение скоростей и потерь напора сверх экономически наивыгоднейших. Пожар продолжается в течение сравнительно небольшого времени, и работа сети во время пожара не может существенно отразиться на экономике системы.

§ 19. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА В ТРУБАХ

Теория движения жидкости по напорным трубопроводам и гидравлических сопротивлений в трубах рассматривается в курсе гидравлики.

Потери напора на трение в трубах могут быть выражены через скорость или расход формулами:

/ и2 04

и h=k~,

d 2g

где /-длина трубы; d- ее диаметр; V- скорость потока; О - расход в трубе;

А и коэффициенты потерь капора {k=-2;0,083A).

0 ... 16 17 18 19 20 21 22 ... 159