Диссертация (1141496), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Действительно, что потребители неполучают достаточного количества воды, а в сетях нет необходимого напора, наудаленных от источников участках.Анализируя напор в узлах сети (рисунок 2.29) до изменения коэффициенташероховатости (С) видно, что в фиолетовой зоне напор воды меньше 10 м,значит распределительная сеть может обеспечить абонентов водой только до 2го этажа (в 8 ч), а в оранжевой зоне с напором меньше 1м вода вообще непоступает потребителям [60, 61].90Рисунок 2.27. Результаты гидравли-Рисунок 2.28.
Результаты гидравли-ческого расчета узлов перед измене-ческого расчета узлов после измене-нием коэффициента шероховатостиния коэффициента шероховатости(С)(С)Рисунок 2.29. Пьезокарта изменения напора в узлах сети перед изменениемкоэффициента шероховатости (С)91Послеизменениякоэффициенташероховатости(С)впериодмаксимального водопользования, пьезокарта напора сети показывает, чтоплощадь фиолетовой и оранжевой зон увеличивались (рисунок 2.30) [61, 30].
Вэтом случае можно сказать, что система водоснабжения города не в состоянииобеспечить требуемое количество воды и необходимый напор.Рисунок 2.30. Пьезокарта напоров в сети с измененным коэффициентомшероховатости (С) (в час максимального водопотребления)Выводы по главе 21. Анализ программных комплексов Bentley WaterGEMS и MIKE URBANпредназначенных для работы с водопроводными сетями города показал, что ониразработаны ны на основе программы EPANET, применимой для расчета кольцевых водопроводных сетей и моделирования гидравлических процессов в системах подачи и распределения воды.2.
Современные системы автоматизированного проектирования обладаютшироким набором базовых функций и модулей, однако они не учитывают увеличение шероховатости труб бывших в эксплуатации, что искажает результатыгидравлического расчета действующих водопроводных сетей.923. Получены теоретические формулы определения коэффициентов шероховатости для стальных и чугунных труб, санированных труб с цементнопесчанным покрытием с учетом срока их эксплуатации.4.
Разработана концепция повышение надежности работы системы водоснабжения осуществляемая за счет: прокладки параллельных магистралям распределительных трубопроводов, объедиения тупиковых участков районной сетив кольца, для обеспечения подачи необходимого количества воды, под требуемым напором, замены индивидуальных баков на муниципальные резервуары иотключения местных повыситнльных насосов.5. На основании проведеных расчетов кольцевой водопроводной сети района на максимальный час водопотребления в случае аварии на одном из магистральных трубопроводов, обоснована необходимость устройства параллельныхмагистральным трубопроводам распределительных линий сети или изменениядиаметров труб на некоторых участках позволяющих улучшить гидравлическийрежим работы сети.6.
Результаты гидравлического расчета представленные в виде пьезокартдавлений для реальной водопроводной сети, дают наглядное представление о характере потокораспределения и обеспечения напора воды у потребителей, определить места расположения ПНС на распределительных трубопроводах.7. Научно обоснована необходимость учета реального коэффициенташероховатости при гидравлическом расчете труб бывших в эксплуатации, чтопозволяетполучитьистинноепотокораспределениесоответствующиедействительности.8.
Доказано, что трубы большого диаметра, обладают преимуществомперед трубами малого диаметра в зависимости от срока их эксплуатации приэтом следует ограничивать длину тупиковых участков водопроводной сети дляповышения надежности системы водоснабжения.93ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГОЭКВИВАЛЕНТИРОВАНИЯ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЁТАВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ3.1. Cуществующие схемы городского водоснабженияИзвестные методы гидравлического расчета сетей водоснабжения основаны на определении диаметров в основном магистральных и распределительныхлинии, без учета тупиковых участков. Основными данными для проектированияводопроводных сетей должны быть генеральный план города площадь застройки, высота зданий, плотность населения, нормы и режим водопотребления, расположение крупных потребителей необходимые для гидравлического расчетаводопроводных сетей. Принцип энергетического эквивалентирования позволяетобъединить множество тупиковых участков, обозначив их как фиктивные линииподсистемы, что значительно упрощает всю схему расчета полноразмерной гидравлической системы.Рассматривая различия систем водоснабжения города Хошимин с другимигородами и сравнивая известные методы гидравлического расчёта сетей, можноопределить единый способ расчета водопроводных сетей на основе принциповэнергетического эквивалентирования.Как известно, существующие методы гидравлического расчета для наружных сетей водоснабжения рассматривают только отбор воды из узлов, обеспечивая необходимый расход воды, но требуемый напор воды в диктующих точкахсети мог быть недостаточным.
В зависимости от планировки города назначаетсясхема расположения магистральных и распределительных сетей, тупиковыхучастков. Правильно выбранное потокораспределение воды по сети обеспечивает требуемые напоры в узлах и диктующих точках.Переспектива развитии города Лоди (США) требует расширения водопроводной сети. На плане города (рисунок 3.1) cуществующая система водоснабжения не может обеспечить новые проектируемые кварталы водой в достаточномколичестве.
Несмотря на то, что существующая сеть закольцована, трубопроводы распределительной сети диаметром 200-250 мм не смогут пропустить увеличенный расход и повысить напор в сети [1].94Проектируемая часть сети обладает собственными двумя подземными источниками (точки Р), обеспечивающими необходимые расходы и требуемыенапоры воды в период максимального водопользования с учетом расходов водына тушения пожара в диктующем узле. При 3-х этажной застройке кварталовпроектируемый водопровод обеспечивает напор h = 14 м в самой удаленной диктующей точке сети [1].Рисунок 3.1.
Проектируемые водопроводные сети г. ЛодиВодопроводная сеть г. Лоди представляет собой равномерно распределенную по территории города систему коротких трубопрводов, длинной не более200 м от распределительного трубопровода до любого абонента (рисунок 3.1).Планировка квартала города Хэмилтон, Новая Зеландия, с плотностьюнаселения 1500 чел/км2, характерна тем, что улицы соединяются друг с другом внесколько необычной форме (рисунок 3.2). При проектировании оптимальнойводопроводной сети было намечено 12 колец, соединяемых с существующей сетью и множество тупиковых участков. Средняя высота застройки зданий в городе составляет 4-7 м, средняя ширина улиц и обочин - 18-28 м, что позволяет прокладывать трубопроводы открытым способом [2, 67].
Можно отметить, что такоерасположение улиц также создает трудности при проектировании водопроводных сетей и потокораспределении воды по участкам сети.Рассматривая систему водоснабжения квартала ТхуДык г. Хошимин, характерную для крупных городов Вьетнама, имеющих большую плотность за-95стройки, определено, что площадь улично-дорожной сети составляет только 4-5% (общепринятый стандарт 20 %).Рисунок 3.2. Улично-дорожная сеть квартала г. ХэмилтонИз-за хаотичной застройки квартала, без учета перспективы развития коммуникаций, водопроводная сеть имеет большое количество тупиковых участков(Ø = 100-150 мм), ответвленных от распределительных сетей на расстояние до1000 м (рисунок 3.3), что негативно влияет на обеспечение потребителей водой.Рисунок 3.3.
Водопроводная сеть квартала района ТхуДык г. ХошиминЖилой квартал района ТхуДык города Хошимин, занимает площадь 6,26км2, где проживает 68000 чел., а суммарная длина водопроводной сети составля-96ет 79862 м, при этом количество тупиковых участков с диаметром труб 100-150мм в сотни раз превышает количество участков кольцевой сети (рисунок 3.4).Для такой сети, достаточно сложно выполнить гидравлический расчет по традиционной методике [3].Рисунок 3.4. Генплан квартала района ТхуДыкИз таблицы 3.1 видно, что система водоснабжения района ТхуДык с множеством тупиковых участков не можетнормально эксплуатироваться иобеспечивать потребителей водой.
Для совершенствования управления такойсистемой водоснабжения, необходимо иметь метод гидравлического расчета,который позволял бы быстро получать реальную картину потокораспределения идавлений на участках сети.Таблица 3.1Необходимые параметры для проектирования сети водоснабженияПараметрЕдиниц КварталКварталКварталаг. ЛодиТхуДыкг. Хэмилтонрайонаг. Хошимин97км2Площадь2221700108754-74-74-2222475721050-25050-20050-1550Плоность населе- чел/км2 1500нияВысота зданийНормамводопо- л/суттребленияДлина тупиковых мучастковДиаметр участковмм100-160200-250100-150Минимальныйм1013,71Количество колецшт.12184Максимальноем13012550018-2815-255-14требуемый напоррасстояниедокольцевой сетиСредняяширина мулиц с обочинами3.2. Предлагаемая модель гидравлического расчёта водопроводной сетиПредлагается новая модель определения расчетной схемы района.
Каквидно из рисунка 3.5, к транзитным трубопроводу присоединен фрагмент сети вузле 1 для снабжения водой нескольких потребителей. К этому узлу подключенынесколько разветвленных тупиковых участков.98Рисунок 3.5. Схема подключения тупиковой сетиПосле трассировки распределительная водопроводная сеть разбивается нарасчетные участки. Начало и конец каждого участка нумеруются. Узлами на сетиназываются точки подключения участков сети и ответвлений магистральных ираспределитьельных линий, водоводов от насосной станции и башни, точках забора воды крупными предприятиями.Гидравлический расчет разветвленной водопроводной сети, позволяетопределить расход и напор воды на тупиковых участках, обозначенных штриховой линией (рисунок 3.6).Рисунок 3.6.
Расчетная схема разветвленной сетиСогласно двум принципам законов Кирхгофа, при расчете кольцевых водопроводных сетей в каждом узле сети должен соблюдаться баланс расходов и вкаждом кольце сети суммарные потери напора должны быть равны нулю.По гидравлическому расчету кольцевой водопроводной сети, можно такжеопределить расход и напор воды на каждом участке кольца, обозначенные штриховой линией на рисунке 3.7.Рисунок 3.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
