Для визначення діаметрів труб водопровідну мережу необхідно розділити на розрахункові ділянки.
Ділянкою називається частина водопровідної мережі, по всій довжині якої всі характеристики (діаметр та матеріал труб, витрати води та інші) залишаються без змін.
Розрахункова ділянка починається та закінчується вузлами, з яких вода подається до споживачів. Кількість води, що забирається від вузла окремими споживачами, є вузловою витратою.
Для кожного вузла повинен виконуватися перший закон Кірхгофа: сума витрат води у вузлі повинна дорівнювати нулю, якщо вхідні витрати води до вузла умовно прийняти за позитивні, а вихідні з вузла – за негативні: Σq=0
.Виходячи з цього, витрати води розрахункової ділянки визначають як суму вузлових витрат вищерозташованого вузла (за напрямком руху води) та витрат ділянок, що прилягають до цього вузла:
,
(7.3)
де qi-j - витрати води на ділянці, що розташована між вузлами i та j, л/с;
qj - витрати води вузла j, яким закінчується ділянка i-j, у відношенні до напрямку руху води, л/с;
- сумарні витрати води ділянок, що прилягають до вузла j та знаходяться вище нього за напрямком руху води, л/с.
Визначення витрат води на ділянках мережі починають з диктуючої точки та закінчують точкою живлення мережі.
Диктуюча точка – це точка мережі, яка найбільш віддалена від джерела водопостачання або знаходиться на самій високій відмітці, у порівнянні з точкою живлення мережі. При розрахунку водопровідної мережі втрати напору частини мережі, що з’єднує точку живлення з диктуючою, є максимальними, в порівнянні з втратами напору інших напрямків руху води.
За визначеними витратами води по ділянках розраховують діаметри труб за формулою:
,
де qi-j
– витрати води на розрахунковій ділянці, м3/с;v- швидкість руху води, м/с.
Діаметр труб вибирається з урахуванням оптимальної швидкості руху води, за якої тверді суміші не відкладаються на стінках труб, а також зменшення витрат на монтажні та експлуатаційні роботи. Величина швидкості руху води при звичайній роботі водопроводу приймається для малих діаметрів труб 0,7 – 1,2 м/с, а для великих - 1 – 1,5 м/с. При роботі мережі під час пожежі швидкість руху води в трубах не повинна перевищувати 2 – 2,5 м/с. При цьому вибір діаметрів труб здійснюється лише при розрахунку мережі до пожежі, тому що для об’єднаного водопроводу одна і та сама мережа подає воду при двох режимах її роботи. При подачі пожежних витрат води збільшуються втрати напору в мережі; якщо діаметри труб визначені без урахування цього, втрати напору будуть дуже великими, що неприпустимо. Для запобігання цьому визначені до пожежі діаметри труб перевіряють на можливість пропуску пожежних витрат води; при цьому швидкість руху води в трубах не повинна перевищувати зазначених величин, тобто
Якщо при розрахунку ці умови не виконуються, необхідно збільшити діаметри труб та повторити перевірку.
При розрахунку діаметрів труб можна використовувати таблицю 7.1.
Таблиця 7.1-Визначення діаметрів труб за швидкістю руху води
|
Витрати, л/с |
Внутрішній діаметр d, мм | |||||||
|
100 |
125 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 | |
|
1 |
0,13 |
|||||||
|
2 |
0,245 |
|||||||
|
3 |
0,37 |
0,24 |
||||||
|
4 |
0,49 |
0,315 |
0,22 |
|||||
|
5 |
0,61 |
0,39 |
0,274 |
|||||
|
6 |
0,73 |
0,47 |
0,33 |
|||||
|
7 |
0,86 |
0,55 |
0,384 |
0,217 |
||||
|
8 |
0,98 |
0,63 |
0,44 |
0,248 |
||||
|
9 |
1,1 |
0,71 |
0,493 |
0,279 |
||||
|
10 |
1,22 |
0,79 |
0,548 |
0,31 |
||||
|
12 |
1,47 |
0,94 |
0,66 |
0,37 |
0,24 |
|||
|
14 |
1,71 |
1,1 |
0,77 |
0,434 |
0,278 |
|||
|
16 |
1,96 |
1,26 |
0,88 |
0,5 |
0,32 |
0,22 |
||
|
18 |
2,2 |
1,42 |
0,99 |
0,56 |
0,36 |
0,247 |
||
|
20 |
2,45 |
1,52 |
1,1 |
0,62 |
0,4 |
0,2785 |
0,205 |
|
|
22 |
2,69 |
1,73 |
1,21 |
0,68 |
0,44 |
0,3 |
0,226 |
|
|
24 |
2,94 |
1,89 |
1,32 |
0,74 |
0,48 |
0,33 |
0,246 |
|
|
26 |
- |
2,05 |
1,43 |
0,81 |
0,52 |
0,357 |
0,267 |
0,206 |
|
28 |
- |
2,2 |
1,53 |
0,87 |
0,56 |
0,385 |
0,287 |
0,22 |
|
30 |
- |
2,36 |
1,64 |
0,93 |
0,6 |
0,41 |
0,308 |
0,237 |
|
32 |
- |
2,52 |
1,75 |
0,99 |
0,64 |
0,44 |
0,328 |
0,253 |
|
34 |
- |
2,68 |
1,86 |
1,05 |
0,68 |
0,467 |
0,349 |
0,269 |
|
36 |
- |
2,83 |
1,97 |
1,12 |
0,72 |
0,495 |
0,369 |
0,285 |
|
38 |
- |
2,99 |
2,08 |
1,18 |
0,76 |
0,52 |
0,39 |
0,3 |
|
40 |
- |
- |
2,19 |
1,24 |
0,84 |
0,55 |
0,41 |
0,316 |
|
42 |
- |
- |
2,3 |
1,3 |
0,86 |
0,58 |
0,43 |
0,33 |
|
44 |
- |
- |
2,41 |
1,36 |
0,88 |
0,6 |
0,45 |
0,35 |
|
46 |
- |
- |
2,52 |
1,43 |
0,92 |
0,63 |
0,47 |
0,36 |
|
48 |
- |
- |
2,63 |
1,49 |
0,95 |
0,66 |
0,49 |
0,38 |
|
50 |
- |
- |
2,74 |
1,55 |
0,99 |
0,69 |
0,51 |
0,395 |
Втрати напору на ділянках мережі розраховують наступним чином:
,
де А – питомий опір труб;
– опір трубопроводу довжиною 
(таблиця 7.2);
- довжина розрахункової ділянки, м.
Втрати напору у місцевих опорах зовнішньої водопровідної мережі становлять до 5 % від втрат напору по довжині трубопроводу, тому загальні втрати визначають 
Таблиця 7.2 - Значення опору S чавунних труб
|
Довжина трубопроводу |
Значення опору для чавунних труб внутрішнього діаметра d, мм | ||||||
|
100 |
125 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 | |
|
50 |
0,015585 |
0,004836 |
0,0018555 |
0,0004046 |
0,0001264 |
0,000047425 |
0,000021825 |
|
100 |
0,03117 |
0,009672 |
0,003711 |
0,0008092 |
0,0002528 |
0,00009485 |
0,00004365 |
|
150 |
0,046755 |
0,014508 |
0,0055665 |
0,0012138 |
0,0003792 |
0,000142275 |
0,000065475 |
|
200 |
0,06234 |
0,019344 |
0,007422 |
0,0016184 |
0,0005056 |
0,0001897 |
0,0000873 |
|
250 |
0,077925 |
0,2418 |
0,0092775 |
0,002023 |
0,000632 |
0,000237125 |
0,000109125 |
|
300 |
0,09351 |
0,029016 |
0,011133 |
0,00242276 |
0,0007584 |
0,00028455 |
0,00013095 |
|
350 |
0,109095 |
0,033852 |
0,0129885 |
0,0028322 |
0,0008848 |
0,000331972 |
0,000152775 |
|
400 |
0,12468 |
0,038688 |
0,014844 |
0,0032368 |
0,0010112 |
0,0003794 |
0,0001746 |
|
450 |
0,140265 |
0,043524 |
0,0166995 |
0,0036414 |
0,0011376 |
0,000426825 |
0,000196425 |
|
500 |
0,15585 |
0,04836 |
0,018555 |
0,004046 |
0,001264 |
0,00047425 |
0,00021825 |
|
550 |
0,171435 |
0,053196 |
0,0204105 |
0,0044506 |
0,0013904 |
0,000521675 |
0,000240075 |
|
600 |
0,18702 |
0,058032 |
0,022266 |
0,0048552 |
0,0015168 |
0,0005691 |
0,0002619 |
|
650 |
0,202605 |
0,062868 |
0,0241215 |
0,0052598 |
0,0016432 |
0,000616525 |
0,000283725 |
|
700 |
0,21819 |
0,067704 |
0,025977 |
0,0056644 |
0,0017696 |
0,00066395 |
0,00030555 |
|
750 |
0,233775 |
0,07254 |
0,0278325 |
0,006069 |
0,001896 |
0,000711375 |
0,000327375 |
|
800 |
0,24936 |
0,077376 |
0,029688 |
0,0064736 |
0,0020224 |
0,0007588 |
0,0003492 |
|
850 |
0,264945 |
0,0822212 |
0,0315435 |
0,0068782 |
0,0021488 |
0,000806225 |
0,000371025 |
|
900 |
0,28053 |
0,087048 |
0,033399 |
0,0072828 |
0,0022752 |
0,00085365 |
0,00039285 |
|
950 |
0,296115 |
0,091884 |
0,0352545 |
0,0076874 |
0,0024016 |
0,000901075 |
0,000414675 |
|
1000 |
0,3117 |
0,09672 |
0,03711 |
0,008092 |
0,002528 |
0,0009485 |
0,0004365 |
| « ГЛАВА 7. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВОДОПРОВІДНИХ МЕРЕЖ | 7.2 Гідравлічний розрахунок тупикової мережі » |