Главная » Публицистика

0 ... 19 20 21 22 23 24 25 ... 159

Об удовлетворении условий баланса потерь напора в кольцах на этой стадии проектирования не может быть речи, так как еще неизвестны диаметры труб.

комического расчета, приходим к заключению, что ее решение возможно лишь при условии, если мы предварительно зададимся значениями неизвестных qi-h или di-h.

Трудно найти основания для сколько-нибудь разумного назначения диаметров при неизвестных расходах. Между тем для наметки предварительного распределения расходов по участкам сети, т. е. для нахождения расходов qi-k (при пока неизвестных диаметрах), можно привести ряд существенных соображений и в основном соображений о необходимости обеспечения требуемой надежности сети (см. § 22).

В дальнейшем в главе 7 будет показано, что и в том случае, когда для определения экономически наивыгоднейших диаметров сети используются соответствующие системы экономических уравнений, все же необходимо задаваться значениями расходов воды в участках сети.

Таким образом, возникает ответственная задача обоснования выбора начального потокораспределения в кольцевых сетях (см. § 22). После выбора начального потокораспределения [с удовлетворением уравнений (П1.2)] по полученным расходам в участках находят (по приближенным формулам) величины экономически наивыгоднейших диаметров.

Затем необходимо произвести перераспределение расходов по участкам сети при уже известных di~k (а следовательно, и Si-k), с тем чтобы добиться удовлетворения не только уравнений (П1.2), но и уравнений (П1.3).

Такой расчет является по существу поверочным расчетом сети и нрсит название гидравлической увязки сети. Методы поверочного расчета сети при одном водопитателе и без нефиксированных отборов рассматриваются в § 24, а при нескольких водопитателях и нефиксированных отборах - в § 25. Наконец, в главе 7 даются основы полного технико-экономического расчета сетей.

§ 22. НАЧАЛЬНОЕ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ В КОЛЬЦЕВЫХ СЕТЯХ И ТРЕБОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ

Назначение (выбор) предварительного распределения расходов воды по участкам кольцевой сети является весьма ответственной задачей проектирования и расчета водопроводных сетей.

Как было указано, при заданной конфигурации сети, длинах ее линий, местах и величинах отборов воды из сети может быть намечено неограниченное число вариантов распределения расходов воды по ее участкам. При каждом из таких вариантов можно обеспечить заданные величины отборов воды и удовлетворить условия баланса расходов в узлах.

Одним из важнейших критериев для выбора рационального варианта распределения расходов в сети является требование надежности.

На первый взгляд казалось бы целесообразным попытаться выбрать такой вариант распределения расходов, при котором вода подавалась бы к точке каждого отбора возможно более коротким путем. Действительно, это обеспечило бы наименьшую длину и стоимость сети, но одновременно привело бы к превращению кольцевой сети в разветвленную, а такая сеть в отношении надежности является неприемлемой для большинства потребителей.

Кольцевание сети является основным мероприятием по обеспечению ее надежности.

Рис. III.IO

Однако для того чтобы снижение подачи воды потребителям в результате возможных аварий на линиях сети было наименьшим, сеть должна не только иметь кольцевую форму, но и обеспечивать требуемую взаимозаменяемость ее параллельно включенных ветвей при аварии на одной из них.

Особенно важно обеспечить взаимозаменяемость соответствующих участков параллельно включенных основных транзитных магистралей (ЛБь ЛБ2 и т. п. на рис. III.10).

Авария в точке М на головном участке Аа2 одной из параллельных магистралей сети может вызвать значительное снижение подачи воды объекту в целом. Чтобы снизить влияние такой аварии, остальные участки должны иметь достаточную пропускную способность.

С этой целью при назначении начального погокораспределения общий расход воды, подаваемой в сеть, должен быть по возможности равномерно распределен между параллельными магистралями.

«Перемычки», соединяюп1ие основные транзитные магистрали, при нормальной работе системы мало участвуют (или не участвуют в транзитной передаче воды и служат в основном для обеспечения водой потребителей, получающих воду непосредственно из этих линий (цепочки линий аа, 66, вв).

Однако при авариях на магистралях перемычки начинают работать, перебрасывая воду с одних транзитных магистралей на другие (б обход выключенного поврежденного участка).

Сеть должна быть проверена на выполнение требований по подаче воды в периоды аварии. Для этого кроме основной схемы потоко-распределения для условий нормальной работы сети необходимо составлять еще схе"мы распределения расходов для наиболее опасных возможных аварий (при этом распределяется по сети расход Qa, где Qa - допустимый общий расход воды при аварии).

Как указывалось, диаметры труб участков сети должны быть определены с учетом схем нормального и аварийного распределения потоков. Это не означает, что величины расчетных расходов магистралей будут сильно завышены, так как при аварии (по нормам) допускается снижение общего количества воды, подаваемой объекту, т. е.

Qa<Q.

Требования к надежности систем водоснабжения должны устанавливаться в зависимости от требований потребителей к бесперебойности подачи воды. Для систем городского водоснабжения, согласно действующим нормам (СНиП П-Г.3-62), в случае выключения (для ликвидации аварии) одной из линий кольцевой сети или одного из участков параллельно уложенных водоводов (см. § 52) подача воды на хозяйственно-питьевые нужды объекта в целом не должна снижаться более чем на 50%. Для систем производственного водоснабжения допустимый процент снижения подачи воды или допустимость перерывов подачи устанавливаются в зависимости от характера технологического процесса производства. Для ряда произврдств устанавливаются также предельно допустимая длительность и частота повторяемости перерывов или снижений подачи воды. Численные критерии надежности отдельных сооружений и элементов системы водоснабжения могут

§ 23. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЕРОЧНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ВОДОПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

Задача поверочного расчета сети заключается в определении расходов воды в участках сети при уже известных диаметрах труб, а также в определении подач Q и напоров Н всех водопитателей и нефиксированных отборов воды из сети при известных (намеченных, заданных) характеристиках этих водопитателей и отборов.

Таким образом, при поверочном расчете заданными являются: а) диаметры и длины всех водопроводных линий и, следовательно, их гидравлические сопротивления; б) фиксированные узловые отборы воды; в) напорно-расходные характеристики Q-Я всех водопитателей и нефиксированных отборов. Известны также геодезические отметки узлов системы.

Рассмотрим общий случай кольцевой сети, имеющей р участков, т узлов, п колец и е водопитателей и нефиксированных отборов. По физическому смыслу задача может иметь единственно возможное решение: если в построенную сеть подавать воду определенными насосами, то, очевидно, по всем участкам сети пойдут совершенно определенные количества воды.

Неизвестными при поверочном расчете сети будут: а) расходы qi-k и потери напора hi~k во всех участках системы; б) подачи водопитателей и нефиксированные отборы; в) пьезометрические напоры во всех узлах системы.

Следует отметить, что если все указанные расходы будут найдены, то легко могут быть определены потери напора и пьезометрические напоры во всех узлах (если хоть одна из пьезометрических отметок системы будет задана).

Число неизвестных расходов для рассматриваемой системы составляет yC-fe, где р - число расходов в участках, е - число подач водопитателей и нефиксированных отборов. Для их нахождения могут быть построены следующие системы уравнений:

а) т узловых уравнений Ilqi~k4-Qi = Для всех узлов сети;

б) п контурных уравнений ESг-kqt-k =0 для всех колец сети;

в) е-1 уравнений, связывающих между собой е водопитателей и нефиксированных отборов.

Последние уравнения имеют вид

и связывают попарно напоры водопитателей (выраженные в фучкцн;р? подачи Q) через потери напора в цепи соединяющих их линий (/, К - номера соответствующих узлов).

быть получены в результате обработки статистических материалов длительных наблюдений за случайными событиями (в основном авариями), вызывающими «отказ» системы, т. е. снижение эксплуатационных ее показателей ниже допустимых пределов. В частности, полученные таким путем критерии надежности могут использоваться для оценки надежности водопроводных сетей из различных по материалу труб и с различными конструкциями стыков.

0 ... 19 20 21 22 23 24 25 ... 159