Учебно-методическое пособие Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2007. 116 с (стр. 16 из 21)
Отметка пьезометрической линии водонапорной башни при параллельном соединении труб
kм hдл=15,00+1,10×0,660=15,73 м.Теперь определим распределение транзитных расходов по линиям трубопровода при их параллельном соединении. Из уравнения (3.8) имеем:
на первой линии трубопровода
откуда 
;на третьей линии трубопровода
откуда 
Эта величина расхода показывает, что по третьей линии трубопровода проходит только часть непрерывной раздачи Qр2:
а остальная часть
проходит по второй линии трубопровода. Транзитный расход на третьей линии трубопровода, следовательно, не проходит, т.е.
Транзитный расход на второй линии трубопровода составит:
Ответ:
3.4. Расчет разомкнутых водопроводных сетей
Распределительные водопроводные сети бывают:
разомкнутые, или тупиковые, состоящие из магистрали и отдельных ветвей;
замкнутые, или кольцевые, состоящие в общем случае из ряда замкнутых колец. При расчете распределительных сетей могут в практике встретиться следующие два случая:
расчет новой сети, когда отсутствует заранее заданный напор в начальном пункте (отметка уровня воды в водонапорной башне);
расчет сети с заданным напором в голове системы (старая сеть), что имеет место при подключении сети к уже имеющемуся водонапорному баку или существующему трубопроводу.
В данной работе приводится методика расчета разомкнутой водопроводной сети. Расчет кольцевой сети будет рассматриваться при изучении специального курса сельскохозяйственного водоснабжения.
1-й случай. Исходными данными для расчета сети являются: длины отдельных участков сети, расходы в узловых точках сети и непрерывной раздачи, отметки заложения оси трубопровода в узловых точках, материал трубопровода и так называемые свободные напоры Нсв, равные разности отметок пьезометрической линии и оси трубопровода в узловых точках системы. Величина необходимого свободного напора зависит от объекта, который обеспечивается водой, и устанавливается на основании нормативных документов. При расчете сети обязательным является условие, чтобы фактические свободные напоры в узловых точках были больше или равнялись заданным, т.е. Нсв ³ Ндопсв.
В начале расчета выбирается магистральная линия, которая должна соединять водонапорную башню с одним из конечных узлов. Она имеет обычно наибольшую длину, по ней проходит больший расход, чем по другим намечаемым основным линиям. Конечный узел, как правило, имеет наибольшую геодезическую отметку оси заложения трубопровода. Иногда для выбора магистральной линии приходится сравнивать различные варианты исходя из обязательного обеспечения подачи необходимых расходов и требуемых свободных напоров.
После выбора магистральной линии определяются расчетные расходы по зависимости (3.8) по всем участкам сети. При этом по указанным выше правилам учитывается наличие сосредоточенных и равномерно распределенных расходов. Затем переходят к определению диаметров отдельных участков магистральной линии, которые находятся по экономическим соображениям. Приближенно экономически наивыгоднейший диаметр трубопровода рекомендуется определять по зависимости (3.15). Для стальных трубопроводов, прокладываемых в центральных и западных районах Европейской части СНГ, приближенно экономически наивыгоднейший диаметр можно определять по предельным расходам, которые принимаются равными расчетным, из табл. 3.2.
По методике, описанной в п.3.1 (1-й тип), по уравнению (3.7) рассчитываются потери напора на каждом участке магистральной линии. По величинам свободных напоров в узловых точках и потерям напора определяются отметки пьезометрической линии в этих точках. Расчет обычно начинают вести с конца магистральной линии, т.е. узла n, в котором отметка пьезометрической линии
(3.22)где
– отметка заложения оси трубопровода в узле n; 
– отметка пьезометрической линии в узле n.Затем определяется отметка пьезометрической линии магистрали в узловой точке n–1:
(3.23)где
– потери напора на участке магистральной линии между узловыми точками n и n–1.В такой последовательности определяются отметки пьезометрической линии для всех остальных узловых точек магистрали. Отметка пьезометрической линии водонапорной башни
(3.24)а высота водонапорной башни
(3.25)где
– сумма потерь напора на всех участках магистральной линии; 
– отметка оси трубопровода у водонапорной башни.Затем проверяются свободные напоры для каждой узловой точки магистральной линии и если в какой-либо точке он оказался меньше допустимого, следует внести в расчеты коррективы, увеличив соответственно отметку пьезометрической линии в конце магистрали.
После расчета магистральной линии следует выполнить расчет ветвей, который сводится к определению диаметра каждой ветви при заданной ее длине, расчетном расходе и напоре. Последний определяется из условия
(3.26)где
– отметка пьезометрической линии в i-м узле магистрали, от которого отходит ветвь; 
– отметка оси трубопровода в конце i-й ветви.Методика определения диаметра трубопровода изложена в п. 3.1 (3-й тип).
2-й случай. Для данного случая, кроме исходных данных, описанных в 1-м случае, общий напор магистральной линии задан и определяется из условия
(3.27)При известной суммарной длине магистральной линии средний гидравлический уклон ее определится по выражению
(3.28)где
– суммарная длина магистральной линии.При известных Jср и расчетных расходах Qi на участках магистральной линии по формуле (3.3) вычисляются значения расходных характеристик ki для каждого ее участка. Каждому вычисленному значению ki соответствует определенный диаметр di трубы участка магистрали. Однако этот диаметр лишь в редких случаях совпадает со стандартным диаметром труб, выпускаемых промышленностью. Чаще всего оказывается, что
d1 < di < d2, (3.29)
где d1 – ближайший меньший диаметр стандартной трубы с расходной характеристикой k1 < ki;
d2 – ближайший больший диаметр стандартной трубы с расходной характеристикой k2 > ki.
Если все участки магистральной линии запроектировать из труб с d1 < di, то фактические потери напора окажутся больше, чем заданные Н, что недопустимо, хотя в этом случае стоимость ее будет минимальной. Если же все участки магистрали запроектировать из труб с d2 > di, то фактические потери напора окажутся меньше, чем заданные Н и стоимость ее будет максимальной. В этом случае имеющийся напор Н не будет использован полностью, что не рекомендуется. Поэтому следует на одних участках магистральной линии принимать трубы с d1 < di, а на других – d2 > di , так чтобы в общем итоге иметь вариант, при котором наилучшим образом используется заданный напор Н. Такой подбор диаметров труб магистральной линии обеспечит ее минимальные затраты материала.
Расчет ветвей распределительной сети, а следовательно, и расчетных напоров выполняется аналогично, как в 1-м случае.
Более подробно методику гидравлического расчета разомкнутых водопроводных сетей рассмотрим на примерах.
Пример 3.2. Для расчетной схемы, показанной на рис. 3.2, выполнить гидравлический расчет разомкнутой водопроводной сети, являющейся составной частью проектируемой автономной системы сельскохозяйственного водоснабжения.
Определить экономически наивыгоднейшие диаметры труб из условия пропуска расчетных расходов и обеспечения свободного напора в узловых точках Нсв = 12,0 м, а также отметку уровня воды в водонапорной башне или пьезометрического напора в гидроаккумуляторе водоподъемной установки.