Реферат Татура И.И. водоснабжение. Женийводоснабжения

• Название: Женийводоснабжения
• Анкор: Реферат Татура И.И. водоснабжение
• Дата: 17.06.2021
• Размер: 1.17 Mb.
• Имя файла: Tatura_-_Rekonstruktsia_sistem_i_sooruzheniy_vodo.docx
• Тип: Документы; #218525
• страница: 6 из 20

Реконструкция водоводов и водопроводных сетей

Необходимость реконструкции водопроводных сетей возникает вследствие того, что фактические условия их работы с течением времени начинают от­ личаться от проектных. Чаще всего отдельные линии или вся сеть работают с гидравлической перегрузкой, что вызывает дополнительные потери напора и недостачу его у потребителей. Появляется необходимость в установке на­ сосных станций подкачки и т.д. Периодическая реконструкция водопровод­ ных сетей вполне закономерна, т.к. нормальное развитие (укрупнение) насе­ ленного пункта периодически требует и развития водопроводных сетей.

Одной из особенностей водопроводных сетей и водопроводов в нашей стране является то, что многие из них (около 85 %) уложены из металличе­ ских труб, которые в процессе эксплуатации изменяют (увеличивают) свои гидравлические сопротивления в значительно большей степени, чем это пре­ дусмотрено в расчетных таблицах (увеличение может быть более двух раз).

Перед началом реконструкции водопроводных сетей работа сети тща­ тельно изучается, проводится манометрическая съемка, определяются фак­ тические гидравлические сопротивления трубопроводов разных диаметров, затем выполняется гидравлический расчет кольцевой сети на ЭВМ дЛЯ ха­ рактерных режимов ее работы, анализируются результат ,. и намечаются пути реконструкции.

1. Определение гидравлических сопротивлений водопроводных линий и способы их уменьшения

В процессе эксплуатации водопроводных линий пропускная способность металлических трубопроводов значительно уменьшается вследствие внут­ ренней коррозии и инкрустации. Гидравлические сопротивления трубопро­ водов увеличиваются обычно в 2-7 раз и более по сравнению с первона­ чальными значениями. Они зависят от диаметра и материала труб, качест­ венных показателей транспортируемой воды, условий работы и срока эксплуатации трубопровода. Поэтому правильное определение фактических гидравлических сопротивлений водопроводных линий имеет большое зна­ чение при разработке проектов реконструкции действующих водоводов и водопроводньtх сетей.

Гидравлические характеристики действующих трубопроводов можно определить по методу «трех манометров», согласно которому фактическое удельное сопротивление исследуемого трубопровода {рис. 1.14) вычисляют по формуле

(1.7)

где i₁ и i ₂ - гидравлические уклоны на участках трубопровода длиной /₁ и /₂ , определяемые соотношением i₁ = h₁ / / ₁ ; i ₂ = //₂ , где h₁ и ½ - поте­ ри напора на этих участках, измеряемые при помощи образцовых маномет­

ров, м; q - расход воды, измеряемый через ответвление, установленное на расстоянии / от начала исследуемого трубопровода.





Рис. 1.14. Схема измерения гидравлических сопротивлений труб методом «трех манометров»: 1 - трубопровод; 2 - ответвление; 3- манометры

На трубопроводе между манометрами все водопотребители откmочают­ ся. Манометры ставятся в начале и конце трубопровода, а также в месте ответвления. Расход q должен составлять не менее 10-15 % транзитного расхода Q, определяемого из выражения
_Q=ft(l.8)

Потери напора на участках вычисляются по формулам, м:

h₁ = IO(M₁ - М ₂ )+ Лh₁ ;

= 1о(м ₂ - М₃)+ Лh₂ ,

(1.9)

где М₁, М ₂, М₃- показания образцовых манометров, кг/см ²; Лh ₁, Лh₂ - раз­ ность в отметках осей соответственно первого и второго или второго и третьего манометров, м.

Наиболее сложной и трудоемкой операцией при вычислении гидравличе­ ских сопротивленАй действующих водопроводных линий является определе­ ние расхода воды, проходящей по трубопроводу. Весьма точным является объемный метод, при котором расход вычисляется по формуле

Q=w,

t
(1.10)

где W - объем емкости или резервуара, м³_, заполняемый или опорожняе­ мый за время t.

Этим методом целесообразно определять расход воды при испытании насосов и водоводов, а также при измерении по методу «трех манометров» расхода q, отбираемого обычно через пожарные гидранты.

Однако при наличии большого количества участков сети такая работа является очень громоздкой. Поэтому при обследовании действующей сис­ темы подачи и распределения воды целесообразно испытывать лишь харак­ терные участки с,ети, сгруппировав их в зависимости от материала и диаметров труб, а также от условий и сроков эксrmуатации.

Коэффициент увеличения удельного сопротивления труб по сравне-

нию с табличным значением , взятый для неновых металлических труб, определяется по формуле
(1.11)

где dP - расчетный внутренний диаметр трубопровода, мм; Лэкв - эквива­

лентная шероховатость, т.е. такая воображаемая равномерная зернистая шероховатость с высотой (диаметром) зерен d = Лэкв, при которой в облас­

ти квадратического сопротивления потери напора в трубах будут равны потерям напора при естественной шероховатости.

Эквивалентную шероховатость находят из выражения

л,•=•

ехр(о, зз/d .jАФdр·)

(1.12)

Вычислив л,.. для определенных диаметров труб и соответствующего срока и службы Т, строят график Лэкв = / (Т). По этому графику для всех

участков сети находят Лэкв , зная продолжительность их эксплуатации и приняв, что условия работы примерно одинаковы для всего водопрово­ да. Затем по формуле или по графику, представленному на рис. 1.15, на­

ходят соответствующий коэффициент k, а следовательно и Такой ме-

тод позволяет не производить натуральные измерения для всех трубопро­ водов сети. Но, как показывают исследования, формула (1.11) справедлива, если относительная шероховатость трубопровода

лотн = лэкв 0,0047 dP

(1.13)

5,5

:::::s:

...;:-- !'--,.,;

Б

-

2.5 kl,5

-..:

,,,,,,,,,

t7

А

2,0 7 О

1.75

1,25

0.75

^{100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 ООО} 1200 ^{1400 1500}

dp, мм

Рис. !. J 5. График для определения коэффициента увеличения удельного сопротив­ ления труб

Этому условию удовлетворяет график зависимости k = f(dp, Лэкв), на­ ходящийся выше кривой АБ (рис. 1.15), построенной по уравнению


•
К= 1 42d ^{0 3} (1.14)

' р
Для предохранения мет.аллических трубопроводов от образования отло­ жений внутренние поверхности стенок необходимо защищать от коррозии путем стабилизации воды и своевременно очищать.

Очистку внутренней поверхности труб диаметром 100-1200 мм от раз­

личных отложений и продуктов коррозии целесообразно производить при помощи специального устройства, которое передвигается по трубопроводу благодаря давлению воды или сжатого воздуха. Ножевые головки устрой­ ства прижимаются к очищаемой поверхности трубопроводов пружинами и при движении устройства срезают отложения на трубах. Срезанные отло­ жения удаляются через грязевьшуски, расстояние между которыми зависит от диаметра очищаемого трубопровода и количества отложений в нем. Ориентировочно эти расстояния определяются по формуле

L=7,2d-0,32, (1.15)

где d- диаметр условного прохода очищаемого трубопровода, м.

Шарнирное соединение элементов позволяет проходить трубопроводы различных диаметров и осуществлять повороты в них до 90° Очистка труб от отложений позволяет восстановить их пропускную способность и замед­ лить процесс коррозии, следовательно, уменьшить число аварий на трубах и увеличить срок их эксплуатации с 15 до 30 лет. В результате этого увели­ чивается подача воды потребителям и снижается удельный расход электро­ энергии, затрачиваемой на водоподъем.

2. Манометрическая съемка водопроводной сети

Целью выполнения натурных исследований системы подачи и распределе­ ния воды является установление фактической картины совместной работы водопроводной сети с ее водопитателями, выявление участков, требующих увеличения пропускной способности, и выяснение причин снижения напо­ ров в сети ниже требуемых значений. Конечная цель исследований заклю­ чается в разработке рекомендаций по реконструкции водопроводной сети и улучшению условий ее совместной работы с насосными станциями и сооружениями, регулирующими напор.

Для измерения напоров в водопроводной сети и выявления характера изменения их в течение суток проводят манометрическую съемку сети. Для этого на ней намечают характерные точки, в которых измеряют фактиче-

ские напоры. Количество таких точек зависит от размеров сети. Чем их больше, тем точнее будут результаты работы. Как показывает опыт проведе­ ния манометрических съемок в таких городах, как Ровно, Ивано-Франковск и Ужгород, характерных точек на сети должно быть не менее 25-30. Напоры измеряют с помощью самопишущих приборов. Манометры устанавливают в водопроводных колодцах на приваренных к трубам стальных патрубках (штуцерах) и подключают при помощи трехходовых кранов. Подсоединять манометры к сети можно также с помощью стендера.

Для определения пьезометрических отметок в расчетных точках сети предварительно при помощи нивелировки должны быть найдены геодези­ ческие отметки осей манометров.

Пьезометрические отметки вычисляют по формуле

(1.16)

где Z₀, - отметка оси манометра в i-й точке сети, м; Н iJ - напор в этой

точке для j-ro часа суток, полученный при помощи манометров­ самописцев, м.

На рис. 1.16 приведены значения пьезометрических отметок и характер их колебания по часам суток для некоторых характерных точек Ивано­ Франковска. Как видно из графиков, характер изменения пьезометрических отметок во всех точках по часам суток примерно одинаков; при этом в пе­ риод с 8 до 22 ч напоры значительно уменьшаются вследствие увеличения водопотребления из сети. Анализ графиков показывает, в каких точках сети и в какие часы суток фактические свободные напоры меньше требуемых или больше допускаемых.

По результатам измерения свободных напоров в точках сети и вычисле­ ния по ним пьезометрических отметок в этих точках строят линии равных пьезометрических отметок (изолинии) по участкам сети для характерных случаев водопотребления и водоподачи (обычно часы максимального и ми­ нимального водопотребления из сети). Частота расположения линий позво­ ляет установить, какие участки сети и в какой мере являются перегружен­ ным и или недогруженными. Для этого вычисляют гидравлические уклоны по всем участкам водопроводной сети и сравнивают их с предельными эко­ номическими значениями, определяемыми по формулам:


(1.17)

где л, - коэффициент сопротивления трению по длине; Qmin и Qmax - пре­ дельные экономические расходы, м³/с; dP - расчетный внутренний диаметр

трубы, м.

Фактические гидравлические уклоны по участкам сети вычисляют по формуле

/ _(Z,-Zь)

r-h- L '

r-h

(1.18)

где Zr и Zь - пьезометрические 01Метки в начале и конце участка (r - Ь), м;

Lr-h - длина этого участка, м.

1..----

---..._

\

N.,.

\

,t\

/1

'"

1 \

1\-"

Z 0 = 265,2 vr 1... -А

h

( r/

"

"'

263,05

,

......

rv

l/_

'- \

Г'<::

fv

[7

w

1../'--

f37

'i \

/

11 у,

,.251 _ г--.. Jh

'- 246,35

lt

t<

....

l \.

/)

\

'

V ,... - )

............ Г\.,,---

r<

-

, 1 lr

'/

250 1

\.,

Z,м 300

295

292
288
284
280
276
272
268

264