Systemy wodociągowe podział: Ze względu na specyfikę rozwiązań projektowych, wynikających z potrzeb praktycznych systemy wodoc dzielimy na: *ogólnego przeznaczenia (do zaopatrzenia w wodę ludności i przemysłu ze wspólnych ujęć), *częściowo rozdzielcze -półrozdzielcze (które składają się z 2 systemów niezależnych, które pokrywają potrzeby komunalne i przemysłowe), *rozdzielcze (uwzględniające dodatkowo w stosunku do syst półrozdzielczego podział potrzeb komunalnych na konsumpcyjne czyli woda do picia oraz na cele gospodarcze czyli do higieny i na potrzeb sanitar)
Ze względu na zasięg terytorialny rozróżnia się: *lokalny (do zaopatrz 1 miejscowości lub 1 zakł przemysł), *centralny (do zaopatrz dużej aglomeracji miejsko-przemysł oraz miejscowości satelitarnych), *grupowy (do zaopatrz kilku miast lub osiedli i zakł przemysł), *okręgowy - rejonowy, regionalny (obejmuje zaopatrzenie w wodę dużych obszarów kraju z wieloma aglomeracjami miejsko-przemysł, miastami i zakładami przemysłowymi)
Pod względem współpracy części składowej i struktury hydraulicznej systemu: *grawitacyjny, pompowy lub mieszany, *o jednym lub wielu źródłach zasilania, *jedno lub wielostrefowy Zbiorniki wodociągowe: Rola: wyrównywanie dostawy wody, wyrównywanie ciśnień oraz gromadzenie zapasu wody. Rodzaje zbiorników: *zbiorn. ujściowe są zakładane na ujęciach wody i służą do gromadzenia wody przed jej dalszym transportem. Wyróżniamy tu: zbiorniki ujściowe wody powierzchniowej najczęściej stosowane oraz zb. ujęciowe wody podziemnej, *zbiorn. technologiczne (stacyjne) sytuowane na zakończeniu procesu technologicznego, *zbiorniki sieciowe współpracujące z siecią wodociągową i pompownią. Pojemność zbiorn. wodociąg: Zależy od miejsca usytuowania w systemie, zmienności dopływów i odpływów ze zbiornika oraz możliwości dostosowania pracy pomp do zmiennych warunków pracy sieci. Powinna być jak największa. Zwykle objętość zbiorników technologicznych i sieciowych wynosi 100% Qdmax rzadziej 200-300% Qdmax. Zasady obliczania pojemności zbiorników: Obliczenie pojemności właściwej polega na obliczeniu: *pojemnośc użytkowa Vu określa się na zasadzie ustalenia różnicy dopływów do zbiornika i odpływów ze zbiornika, *pojemność zapasowa Vs ustala się na podstawie wymagań jakie stawia się takiej pojemności. Może ona uwzględniać syt awaryjne w dostawie wody lub wystąpienie pożarów. Pojemność wyrównawcza: By wyznaczyć Vw niezbędna jest znajomość: *wielkości Qdmax i rozkładu godzinowego rozbiorów wody w tej dobie, *warunków zasilania zbiornika w wodę tj. wielkości dopływów, harmonogram pracy pomp i wydajności. Rozbiór wody: Rozkład rozbiorów wody wyznacza się na podstawie odpowiednich współczynników nierównomierności godzinowej wg wytycznych i danych. Znając ten rozbiór w poszczeg godz. można obliczyć ile wody przybywa do zbiornika. Lub ile wody z niego ubywa na podstawie różnicy dopływu i zużycia wody przez odbiorców w danej godzinie. Wielkości te podaje się w % zapotrzebowania w dobie zużycia maxymalnego %Qdmax Np. przy założeniu ciągłego dostarczania wody do zbiornika wydajność pompy wynosi 100%/24∙Qdmax=4,16(6)%Qdmax. Łącznie w ciągu doby powinno nastąpić zbilansowanie wody dopływającej i zużytej przez odbiorców. Doprowadzanie wody: Woda czerpana w ujęciach jest dostarczana do ujęć przeznaczenia najczęściej przewodami zamkniętymi ze względu na konieczność utrzymywania odpowiedniej jakości wody. Transport wody odbywa się do obiektów wodociągowych służących jej uzdatnieniu, magazynowaniu i rozprowadzaniu. Rodzaje przewodów wodociąg: *przewody tranzytowe łączą poszczególne urządzenia wodociągowe dostarczające wodę z ujęć do stacji uzdatniania wody, ze stacji uzda wody do sieci wodoc, ze zbiornika wyrównawczego do sieci wodoc. Przewody te mogą być grawitacyjne lub tłoczne, a ich trasa musi prowadzić powyżej zwierciadła wód gruntowych. Przewód nie może posiadać ostrych załamań i wzniesień wyższych od punktu końcowego np. przy zbiorniku. Do każdego odcinka musi być łatwy dostęp. W wodociągach grupowych przewody tranzytowe tworzą sieć tranzytową. *przewody magistralne (główne) służą do rozprowadzania wody po obszarze zasilania oraz zasilania przewodów sieciowych rozdzielaczy. Tworzą one główny szkielet przewodów sieciowych rozdzielaczy oraz sieci wodociągowej miejskiej, osiedlowej lub wiejskiej. Najlepiej jeśli mogą przebiegać ulicami leżącymi na grzbietach stoków i wyniosłości terenowych. Unika się przez to dużych strat ciśnienia i nadmiernych ciśnień wody w przewodach. Projektowe prędkości przepływu i wielkości średnic przewodu: *tranzytowe v<3 m/s; d>>300 mm, *magistralne v=1-3 m/s; d>300 mm, *rozdzielacze sieci miejskiej v=0,5-1m/s; d<<300 mm. Optymalny zakres prędkości przepływu wynosi 0,5-1,5 m/s. Grawitac i pompowe dostarczanie wody: Wodę pobraną z ujęcia doprowadza się do miejsca przeznaczenia grawitacyjnie lub za pomocą pomp: * doprowadz. grawit - jest możliwe przy odpowiedniej konfiguracji terenu wtedy kiedy jest dostatecznie wysoko nad miejscem rozbioru wody. Trasa powinna być jak najkrótsza, a rury powinny być zamknięte ciśnieniowo, zazwyczaj z PCV lub żeliwa, niekiedy ze stali lub żelbetu. *pompownie- jako obiekty do przesyłania wody ze względu na lokalizację i zadania są podzielone na 3 rodzaje: *pompownia I stopnia -transportuje wodę z ujęcia (pompy odśrodkowe, diagonalne i śmigłowe), *II stopnia -transportuje wodę ze stacji uzdatniania wody do sieci wodociągowej (pompy odśrodkowe), *III stopnia- podnoszą ciśnienie wody przy przesyłaniu na dalsze odległości (tzw. pompownie strefowe) pracując w układzie szeregowym. Rodzaje pompowni: *niskiego ciśnienia <20 m H2O, *średniego 20-60, *wysokiego >60 mH20. Maxymalne dop. Ciśnienie wody w system. wodociągowych to 60 m H2O (6 atm). Charakterystyka pracy pompy: Dobór pompy wymaga wyznaczenia charakterystyki przewodu h=f(Q), przepływu H=f(Q), które w przecięciu się wyznaczają tzw. punkt pracy pompy. Optymalny dobór pompy wymaga odpowiedniego skorelowania mocy i sprawności. Transport wody wymaga użycia dużych energii i wiążą się z nią zawsze jej straty podczas przepływu w postaci tzw. strat hydraulicznych (wzór Darcy-Weisbacha). Wysokość podnoszenia pompy jest określana sumą geometrycznej wysokości podnoszenia i strat ciśnienia podczas przepływu wody. Hp=Hg+hstr, Hg=Hgs+Hgt, hstr=hstrs+hstrt Prędkość przepływu wody w przewodach: *ssawnym: gdy d<250 to v=0,9-1,2, gdy d=250-800 to v=1,0-1,5, gdy d>800 to v=1,5-2 m/s, *tłocznym: gdy d<250 to v=1,0-1,5, gdy d=250-800 to v=1,2-2,0, gdy d>800 to v=1,8-3,0 m/s. KAWITACJA- uszkodzenie wirnika pompy wirowej na skutek powstania zbyt dużego podciśnienia pompy. Straty hydrauliczne przepływu: * najczęściej stosow wzór Darcy-Weisbacha: ∆h= λ∙(L/d)∙(v2/2g)=i∙L, gdzie: ∆h-straty ciśnienia (mH2O), λ- współcz. Opru, i-spadek hydrauliczny [%], L,d- długość i średn przewodu [m], g-przysp ziemskie [m/s2], *wzór Celebrocka-White'a stosowany powszechnie za Zachodzie: 1/√λ=-2log∙(2,51/Re∙√λ)+ (k/3,71D), k-współcz chropowatości powierzchni, *wzór Waldena (zalecany w polskich normach): 1/√λ=-2log∙(6,1/Re0,915)+ [(k/D)/3,72], Opory miejscowe: ∆hm=Z∙(v2/2g) lub ∆hm=ζ∙(v2/2g) [m H2O], gdzie: v-średnia prędkość przepływu [m/s], Z,ζ- bezwymiarowy wsp. oporu miejscowego zależny od konstrukcji przewodu w dalszym miejscu, rodzaju kształtki itp. Kształtki wodociągowe: *zwężenie stożkowe (konfuzor), z1=λL/4d2∙[1+(d1/d2)+ (d1/d2)2+(d1/d2)3] *rozszerzenie stożkowe (dyfuzor), z1=k∙[(d1/d2)2-1] *nagłe rozszerzenie lub zwężenie przekroju z1= [1-(F1/F2)]2, z1= [(F2/F1-1)]2 Uzbrojenie dzieli się na 4 grupy: *regulujące przepływ wody na które składają się zasuwy, przepustnice, zawory zwrotne, urządzenia odwadniające, *uzbrojenie czerpalne - hydranty pożarowe, zdroje uliczne, *zabezpieczające przed nadmiernymi naprężeniami (ciśnieniem wody): zawory bezpieczeństwa, zawory redukcyjne, kompensatory, odpowietrzniki oraz napowietrzniki stosowane w celu zabezpieczenia instalacji przed gromadzeniem się powietrza lub powstawania podciśnienia, *armatura pomiarowa: manometry, wodomierze, przepływomierze.
Pompownie hydrofobowe:
1