Opis techniczny

Projekt realizowany w ramach ćwiczenia z przedmiotu

„Wodociągi i kanalizacja”

Zleceniodawca:

Katedra Inżynierii Sanitarnej i Gospodarki Wodnej

Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie

Kraków, Al. Adama Mickiewicza 24-28

Wykonał:

Igor Szewczykowski

III rok, kierunek Inżynieria Środowiska

W ramach projektu opracowano następujące zagadnienia:

Temat III: Projekt sieci wodociągowej zamkniętej ze zbiornikiem przepływowym

1. Dane wyjściowe – charakterystyki sieci

Zapotrzebowanie godzinowe maksymalne Q_maxh = 28,42 [dm^3.s^-1]

Długość sieci L_sieci = 1800 [m]

1. Obliczenie rozbioru jednostkowego

Dane:

Q_maxh = 28,42 [dm^3.s^-1]

L_sieci = 1800 [m]

$$q_{j} = \frac{Q_{\text{maxh}}}{L_{\text{sieci}}}\ \left\lbrack \text{dm}^{3} \bullet s^{- 1} \bullet \text{mb}^{- 1} \right\rbrack$$

$$q_{j} = \frac{28,42}{1800} = 0,015789\ \left\lbrack \text{dm}^{3} \bullet s^{- 1} \bullet \text{mb}^{- 1} \right\rbrack$$

1. Obliczenie rozbioru wody w poszczególnych odcinkach sieci

Q₀ =  q_j •  l_odc. [dm³ • s⁻¹]

1. Przygotowanie schematu obliczeniowego założonego – dla przypadku gospodarczego

Schemat obliczeniowy założony przygotowano w oparciu o obliczony rozbiór wody na poszczególnych działkach. Punkt zerowy obrano w węźle nr 4.

Lp.	Odcinek	Długość odcinka	Rozbiór wody
1	1	-	2
2	2	-	A
3	2	-	3
4	3	-	B
5	3	-	4
6	4	-	C
7	4	-	5
8	5	-	D
9	5	-	1

1. Obliczenia metodą Crossa sieci pierścieniowej ze zbiornikiem przepływowym dla przypadku gospodarczego

Na podstawie przygotowanego schematu założonego dokonano obliczeń przepływu wyrównanego metodą Crossa. Przepływ wyrównany dla przypadku gospodarczego uzyskano w drugim przybliżeniu.

W trakcie obliczeń metoda Crossa wykorzystano wzory na:

1. Na Q₁ przepływ obliczeniowy pierwszy:

Dla przypadku gdy Q_p > Q_k;  Q₁ = Q_k + 0, 55•Q₀ [dm³•s⁻¹]

Dla przypadku gdy Q_p < Q_k;  Q₁ = Q_p + 0, 55 • Q₀ [dm³ • s⁻¹]

gdzie:

Q_p – założony przepływ początkowy na odcinku sieci [dm³•s^-1];

Q_k – założony przepływ końcowy na odcinku sieci [dm³•s^-1];

Q₀ – rozbiór na poszczególnych odcinkach przewodu [dm³•s^-1].

1. Na spadek ciśnienia wody h_n:

h_n = L • i_n [m]

gdzie:

L – długość odcinka sieci [m];

i_n – spadek ciśnienia odczytany z nomogramu dla kolejnego przybliżenia [%].

1. Na korektę przepływu obliczeniowego ΔQ_n:

$$Q_{n} = \ - \ \frac{\sum_{}^{}h_{n}}{2 \bullet \sum_{}^{}\frac{h_{n}}{Q_{n}}}\ \lbrack\text{dm}^{3} \bullet s^{- 1}\rbrack$$

gdzie:

h_n – spadek ciśnienia wody [m];

Q_n – przepływ obliczeniowy [dm³•s^-1].

1. Na przepływ obliczeniowy Q_n:

Q_n =  Q_n − 1 +  Q_n − 1 [dm³ • s⁻¹]

gdzie:

Q_n-1 – przepływ obliczeniowy z poprzedniego przybliżenia [dm^3.s^-1];

ΔQ_n-1 – korekta przepływu obliczeniowego z poprzedniego przybliżenia [dm^3.s^-1].

1. Obliczenie przepływu wyrównanego.

Obliczenie przepływu wyrównanego dokonamy po spełnieniu warunku:

$$\sum_{}^{}h_{n} < 0,3\ $$

gdzie:

Σh_n – suma strat ciśnienia na pierścieniu.

Obliczenie przepływów wyrównanych obliczymy za wzorów:

Jezeli Q₁ < 0 i Q_n < 0 to      

Q_p = |Q_n| −  0, 55 •  Q₀[dm³•s⁻¹] a Q_k = Q_p + Q₀ [dm³•s⁻¹]

Jezeli Q₁ < 0 i Q_n > 0 to      

Q_p = |Q_n| +  0, 55 •  Q₀[dm³•s⁻¹] a Q_k = Q_p − Q₀ [dm³•s⁻¹]

Jezeli Q₁ > 0 i Q_n > 0 to      

Q_k = |Q_n| −  0, 55 •  Q₀[dm³•s⁻¹] a Q_p = Q_k + Q₀ [dm³•s⁻¹]

Jezeli Q₁ > 0 i Q_n < 0 to      

Q_k = |Q_n| +  0, 55 • Q₀[dm³•s⁻¹] a Q_p = Q_k − Q₀ [dm³•s⁻¹]

gdzie:

Q₁ – przepływ obliczeniowy w pierwszym przybliżeniu [m³•s^-1];

Q_n – przepływ obliczeniowy w ostatnim przybliżeniu [m³•s^-1];

Q₀ – rozbiór w analizowanym odcinku [m³•s^-1];

Q_p – przepływ wyrównany na początku odcinka [m³•s^-1];

Q_k – przepływ wyrównany na końcu odcinka [m³•s^-1].

Po dokonaniu obliczeń przygotowano schemat obliczeniowy wyrównany dla przypadku gospodarczego.

1. Przygotowanie schematu obliczeniowego założonego – dla przypadku pożarowego

Schemat obliczeniowy założony przygotowano w oparciu o obliczony rozbiór wody na poszczególnych odcinkach sieci i założony punkt poboru wody na cele pożarowe na końcu odcinka 4-C. Punkt zerowy obrano w węźle nr 4.

1. Obliczenia metodą Crossa sieci pierścieniowej ze zbiornikiem przepływowym dla przypadku pożarowego.

Na podstawie przygotowanego schematu założonego dokonano obliczeń przepływu wyrównanego metodą Crossa. Przepływ wyrównany dla przypadku pożarowego uzyskano w drugim przybliżeniu.

Obliczenie przepływu wyrównanego dokonamy po spełnieniu warunku:

$$\sum_{}^{}h_{n} < 0,5\ $$

Po dokonaniu obliczeń przygotowano schemat obliczeniowy wyrównany dla przypadku pożarowego.

1. Obliczenie linii ciśnień w węzłach wodociągowej sieci pierścieniowej ze zbiornikiem dla przypadku gospodarczego i pożarowego.

Z mapy dołączonej do projektu odczytano rzędne ujęcia wody, zbiornika i poszczególnych węzłów.

Obliczeń linii ciśnień dokonano na podstawie wzorów przy wyniesieniu dna zbiornika na głębokość 4,00 [m].