Основи гідравліки (стр. 13 из 19)
Загальний відбір води з кожної ділянки мережі (шляхова витрата)
 . | (7.15) |
де lk – довжина к-ї ділянки мережі.
Для перевірки правильності визначення шляхових і зосереджених витрат по всій мережі може бути використано співвідношення:
 | (7.16) |
Розрахункову вузлову витрату будь-якої вузлової точки визначають як суму фактичної зосередженої витрати, що відбирається безпосередньо у вузлі, і півсуми шляхових витрат всіх ділянок, які примикають до даної вузлової точки:
 , | (7.17) |
де n – кількість розрахункових ділянок, що примикають до к-го вузла.
Діаметри труб окремих ділянок мережі визначають за формулою:
 . | (7.18) |
В якій Qк – розрахункова витрата води через к-ту ділянку; υк - швидкість руху води в трубопроводі к-ї ділянки.
Швидкість руху води безпосередньо впливає на такі показники як вартість електроенергії, труб, роботи по їх укладанню та ін.
Орієнтовно найбільш економічними швидкостями є швидкості в межах 0,5...2,0м/с. Причому менші значення швидкостей приймають для труб малого діаметра, а більші – для труб великого діаметру.
Мінімальний діаметр труб водопроводу, який об’єднаний з протипожежним, в населених пунктах і промислових підприємствах повинен бути не менше 100мм., а в сільських населених пунктах – не менше 75мм.
Визначення втрат напору в мережі. Оскільки, як правило, протяжність водопровідної мережі будь-якого об’єкта водопостачання досить значна, основними при розрахунку мережі уважають втрати напору на гідравлічне тертя в трубах по довжині. Як відомо, ці втрати можуть бути визначені за формулою Дарсі-Вейсбаха:
 . |
Але для розрахунків водопровідних систем зручніше користуватися модифікацією цієї формули, в якій швидкість замінено на витрату:
 | (7.19) |
де К – коефіцієнт, що зв’язаний з коефіцієнтом гідравлічного тертя λ співвідношенням:
 , | (7.20) |
Q-витрата води; n i m – показники степеня.
В інженерній практиці прийнято визначати втрати напору на одиницю довжини безрозмірною величиною – гідравлічним уклоном
. Тоді повні втрати напору для лінії будь-якої довжини:  . | (7.21) |
Величину гідравлічного уклону і розраховують за таким формулами:
а) залізобетонні а також ненові стальні і чавунні труби при швидкості руху води υ>1,2м/с.
 | (7.22) |
при швидкості руху води υ<1,2м/с
 ; | (7.23) |
б) азбестоцементні труби
 ; | (7.24) |
в) пластмасові труби
 , | (7.25) |
в яких d – розрахунковий внутрішній діаметр труб, м.; Q – витрата води, м3/с;
υ – швидкість руху води, м/с.
Значне поширення набули спеціальні таблиці, графіки і номограми для визначення втрат напору. Наприклад, таблиці, складені Ф.А. Шевелевим, дають величини втрат напору на одиницю довжини трубопроводу (і або 1000і ) для всіх стандартних діаметрів труб різних типів в широкому діапазоні витрат і відповідних цим витратам швидкостей.
Гідравлічний розрахунок розгалужених мереж виконується досить просто, якщо відомі витрати води в вузлах мережі. В такому випадку спочатку обчислюють розрахункові витрати, потім призначають діаметри (з урахуванням економічних факторів) ліній мережі, після чого можуть бути визначені втрати напору на кожній ділянці .
Загальна втрата напору по обраному напряму може бути знайдена по формулі:
 , | (7.26) |
як сума втрат напору в послідовно з’єднаних ділянках трубопроводів.
При розрахунках кільцевих мереж користуються такими законами:
1. Сума витрат води, що надходить до даного вузла, дорівнює сумі вузлового відбору з нього і витрат, які витікають з вузла. Це означає, що алгебраїчна сума витрат, що надходять у вузол (береться зі знаком плюс), і витрат, що витікають з вузла (беруться зі знаком мінус), повинна дорівнювати нулю.
2. В кожному замкненому колі мережі, утвореному лініями мережі, сума втрат напору на ділянках, де вода рухається за годинниковою стрілкою, дорівнює сумі втрат напору на ділянках, де рух води напрямлений проти годинникової стрілки, тобто алгебраїчна сума втрат напору в кільці дорівнює нулю.
Існує багато методів розрахунку кільцевих мереж. Виконання таких розрахунків - трудомістка задача, і при значній кількості кілець її розв’язують за допомогою ЕОМ і аналогових пристроїв.
Висота водонапірної башти і потрібний напір насосів. Висоту водонапірної башти або конррезервуара і напір насосів, які подають воду в мережу, визначають при найбільш несприятливих умовах (режимах) її роботи. Башта повинна мати таку висоту, щоб можна було забезпечити необхідні вільні напори в критичних (диктуючих) точках мережі, а напір насосів визначають з розрахунку подачі води в бак башти в баштових системах водопостачання чи забезпечення необхідного напору в найбільш високорозташованих і віддалених від насосної станції точках мережі – в безбаштових.
На схемі водопроводу (рис.7.15) диктуючою є точка А з геодезичною (відмітка відносно поверхні землі)відміткою ZA. Водонапірна башта розташована в точці Б з геодезичною відміткою ZБ. Висота водонапірної башти (до дна бака, який встановлено на башті)
 | (7.27) |
де Нв – вільний напір в диктуючій точці при максимальному водозаборі;
– сума втрат напору в мережі при максимальному водозаборі на ділянці від водонапірної башти до диктуючої точки А.Напір насосної станції ІІ підйому визначають з рівняння
 | (7.28) |
в якому Нр – максимальна глибина води в резервуарі (баку) башти; Σhн – втрата напору в водоводах і водопровідної мережі від насосної станції до башти; Zр – геодезична відмітка насосної станції (рис.7.15).
Рис. 7.15. Схема роботи водопроводу при господарсько-питному водоспоживанні
8 Каналізація
8.1 Загальні відомості
Водопровідна вода, яка була використана людиною в процесі її побутової і виробничої діяльності, а також поверхневі води (дощові, розталі, поливомийні) називаються стічними водами.
Органічні забруднення, що містяться в стічних водах, можуть загнивати і бути сприятливим середовищем для розвивання мікроорганізмів, в тому числі і патогенних (хвороботворних). Хімічні з’єднання, жири, масла, нафтопродукти, отруйні і радіоактивні речовини здатні завдавати великої шкоди ґрунту і водоймищам. Накопичування стічної рідини на поверхні і у глибині ґрунту, у водоймах викликає забруднення навколишнього середовища, виключає можливість використовування водойм для побутових і господарських потреб, і може бути причиною виникнення різних інфекційних захворювань. Все це викликає загрозу для людства і потребує негайного виведення стічних вод за межі житлових зон і їх очищення.
Каналізація (водовідведення) – це комплекс обладнання, мереж і споруд, які призначені для приймання і відведення по трубопроводах за межі населених пунктів чи промислових підприємств забруднених стічних вод з подальшим їх очищенням і знешкоджуванням перед утилізацією або скиданням у водойму.
Існує два види каналізації: вивізна і сплавна.
При організації вивізної каналізації рідкі забруднення збирають у спеціальні приймачі (вигріби) і періодично вивозять автомобільним транспортом на поля асенізації для обробки, або до спеціальних місць, узгоджених з санітарними органами. Вивізну каналізацію улаштовують тільки в невеликих населених пунктах, де використання іншого виду каналізації утруднено. Вивізна каналізація економічно недоцільна і не забезпечує потрібного санітарного стану територій.