Wodociąg - zespół skoordynowanych i współpracujących inżynierskich urządzeń i obiektów, służących do zaopatrzenia ludności i przemysłu w wodę, w wymaganej ilości i właściwościach. Schemat wodociągu 1.ujęcie wody 2.studnia zbiorcza 3.pompownia I stopnia 4.ZUW 5.zbiornik terenowy dolny 6.pompownia II stopnia 7.przewód tłoczny tranzytowy 8.sieć rozdzielcza 9.zbiornik górny końcowy (10. obszar zasilania) Systemy zaopatrzenia w wodę: -system ogólnego przeznaczenia - zaopatrywanie w wodę ludności i przemysłu za pomocą wspólnej sieci przewodów -system półrozdzielczy - składa się z dwóch niezależnych układów urządzeń, oddzielnie potrzeby komunalne i przemysłowe -system rozdzielczy - uwzględnia dodatkowo podział potrzeb komunalnych: na konsumpcyjne (woda do picia) i gospodarcze (higiena) Ze względu na zasięg terytorialny: -system lokalny (zaopatrzenie jednej miejscowości lub zakładu) -centralny system (zaopatrzenie dużej aglomeracji miejsko przemysłowej) -system grupowy (zaopatrzenie kilku miast i osiedli) -system okręgowy (duże obszary kraju z wieloma aglomeracjami) Elementy wodociągu: -ujęcie wody - zespół urządzeń i obiektów do pobierania wody, ze wstępnym oczyszczaniem np. karty, sita -pompownia wodociągowa - zespół urz. i ob., zadaniem wytworzenie niezbędnego ciśnienia -stacja uzdatniania wody - dostosowuje jakość ujmowanej wody do jakości wymaganej -sieć wodociągowa - układ połączonych ze sobą przewodów (tranzytowe, magistralne, rozdzielcze) -zbiornik wodociągowy - budowla pod- lub nadziemna, wraz z niezbędnym uzbrojeniem, przeznaczony do gromadzenia wody i wyrównywania ciśnienia -instalacja wodociągowa - przewody w budynku, z niezbędnym uzbrojeniem Zapotrzebowanie na wodę Podstawą do obliczeń zapotrzebowania na wodę wodociągu jest zapotrzebowanie na wodę ustalone na jednego mieszkańca na dobę. Jest to wskaźnik ustalany na podstawie danych statystycznych. System ma mieć zapewnioną niezawodność , oznacza to że musi być zapewnione pełne prawdopodobieństwo zaopatrzenia ludności i przemysłu w wodę w miejscu jej zapotrzebowania w niezbędnej ilości, o odpowiedniej jakości i o wymaganym ciśnieniu, o każdej porze i w ciągu założonego czasu eksploatacji. -liczenie zapotrzebowania na wodę polega na prognozowaniu ile wody będzie niezbędnej (ilość, jakość, ciśnienie) do dostarczenia na dany obszar -obliczane najczęściej met. propabilistycznymi i wskaźnikowymi -potrzeba zwymiarowania urządzeń (bilansowanie wielkości) -uwzględnienie zmienności zapotrzebowania -podstawą do obliczeń są dane z wielolecia Metody: -wskaźników sumarycznych(plany ogólne, łączne potrzeby na jednego mieszkańca); -wskaźników scalonych(liczona w celu rozbudowy wodociągu, suma cząstkowych potrzeb określonych dla różnych grup odbiorców); -wskaźników szczegółowych(bilans sporządzony na podstawie opisu i planu zagospodarowania przestrzennego i szczegółowych wskaźników zapotrzebowania). Qr- przewidywane sumaryczne zapotrzebowanie na wodę w ciągu roku Qdśr- średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę Qdmax=Qdśr⋅Nd- maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodę (na nie wymiarujemy wydajność ujęcia i stację uzdatniania wody) Qhśr=Qdmax:24- średnie godzinowe zapotrzebowanie na wodę Qhmax=Qdmax⋅Nh- maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę w dobie maksymalnej(na nie wymiarujemy pompownie zasilającą sieć bez udziału zbiornika) Nd- współczynnik nierównomierności dobowych Nh- współczynnik nierównomierności dobowych Qdśr=Wj ⋅ LM ⋅ 10^-3[m^3 / M⋅d] Wj= Wj 2000⋅(1+p/100)^n n- różnica lat p- roczny przyrost mieszkańców LM2015= LM2000⋅(1+s/100)^n CELE: -mieszkalnictwo: jednorodzinne i wielorodzinne (indywidualna ocena, za podstawę obliczeń przyjmujemy strukturę zasobów mieszkaniowych zakładaną w planach perspektywicznych) -komunikacja(mycie taboru) -usługi(poczta, żłobki, szkoły, kina) -ulice i place(mycie) -zieleń(podlewanie) -produkcja(zakłady przemysłowe) Zapotrzebowanie na wodę brutto- jest to ilość wody niezbędna do zaspokojenia potrzeb wszystkich odbiorców z uwzględnieniem potrzeb wodnych na cele technologiczne rurociągu(5% Qdśr; straty na ujęciu i uzdatnianiu) Straty: technologiczne 5%Qdśr i 10Qdśr(płukanie sieci, nieszczelności, potrzeby pożarowe) Zapotrzebowania nie należy liczyć jako sumy maksymalnych potrzeb cząstkowych w ciągu całej doby, lecz należy wziąć pod uwagę jednoczesność występowania potrzeb w ciągu doby maksymalnej. Czyli nie sumujemy maksymalnych potrzeb na różne cele z różnych godzin, tylko wybieramy jako godzinę maksymalną tą gd zie łączna wartość zapotrzebowania na wodę jest max. Układy sieciowe: -jednostrefowe - cały obszar mieści się w jednej strefie wymaganego i wywołanego ciśnienia, które jest wystarczająco wysokie, aby zaopatrzyć w wodę wszystkich użytkowników zaopatrywanych z jednego lub kilku ujęć wody ale pracującymi wspólnie i połączonymi przewodami ciśnieniowymi wyrównującymi ciśnienia w całej sieci i obszarze zasilania. Ciśnienie robocze w całym obszarze zasilania spełnia warunki Hrmin ≥ Hmin Hrmax ≤ Hmax = 60 mH20 (gdy większa grupa budynków wysokich, lub wyżej położonych → układ wielostrefowy; gdy nieliczne → urządzenia hydroforowe). 1 ujęcie wody 2. ZUW 3. zbiornik przepływowy wyrównawczy 4. rurociąg grawitacyjny tranzytowy 5. sieć rozdzielcza 6. obszar zasilania 1.ujęcie wody 2.studnia zbiorcza 3.pompownia I stopnia 4.ZUW 5.zbiornik dolny wody czystej 6.pompownia II stopnia 7.rurociąg tłoczny tranzytowy 8.sieć rozdzielcza 9.obszar zasilania 10.zbiornik wyrównawczy górny końcowy -wielostrefowe - stosujemy gdy obszar o dużym zróżnicowaniu wysokościowym więc utrzymanie wymaganych ciśnień roboczych w granicach jednej strefy jest nie możliwe

UJĘCIA WÓD PODZIEMNYCH - ujmowanie wód podziemnych może być za pomocą: -ciągów drenowych - (q≤25 dm^3/s) ; składają się z sączków ułożonych na dnie wykopu, obsypanych materiałem filtracyjnym; stosowane do ujmowania wody podziemnej płytkiej, obsypka filtracyjna jedno- dwu- i wielowarstwowa, , dostosowana do uziarnienia warstwy wodonośnej i otworów w rurach drenowych, rów drenowy przykryty warstwą iłu lub tłustej gliny, ciągi ułożone w odstępach 30-50 [m] powinny mieć studzienki kontrolne (φ=1,0 [m]), Materiał do obsypki drenów powinien być dobrze przepuszczalny, wytrzymały mechanicznie i odporny na działanie wody i powietrza (najlepsze żwiry i piaski kwarcowe) -galerie - stosowane do ujmowania wód płytkich (głębokość zalegania warstwy wodonośnej 4-5 [m]); dla q≤200 dm^3/s; galerie zbiorcze projektuje się w postaci ciągów w poprzek doliny, prędkości wlotowe dostosowane do uziarnienia gruntu wodonośnego; -studni kopanych - przy wodach podziemnych płytkich (głębokość zalegania 10-20 [m]), q≤25 dm^3/s; średnica studzien2,0-2,5 [m], pobór wody przez studnie może być: -boczny, -boczny i denny, -denny; zasypka studni składa się z grubego pisaku i żwiru, ziarna zasypki powinny mieć średnicę 4-5 razy większą od ziaren piasku zatrzymywanego w gruncie; mur może być wykonany z cegły, betonu lub żelbetu -studni wierconych z odprowadzeniem wody za pomocą pomp lub lewara - stosowane przy różnych poziomach wód podziemnych i dla dowolnych wielkości wodociągu; studnie wiercone składją się: -rury filtroej - w warstwie wodonośnej -rury okładzinowej - osłona i zabezpieczenie otworu studziennego -obudowy studni Konstrukcja studni zależy od głębokości i rodzaju warstwy wodonośnej, od żądanej wydajności, i sposobu poboru wody. -studnie bezfiltrowe - do ujmowania wód artezyjskich, studnie bezfiltrowe mają z reguły kilkakrotnie większą wydajność niż z filtrami, ale ich trwałość nie jest długa zalety: -niskie koszty budowy -oszczędność na materiałach (brak filtra) -małe koszty eksploatacyjne przy większej wydajności studni -możliwość ujmowania wody z warstw drobno piaszczystych i iłowych -studnie filtrowe - filtr studzienny umożliwia swobodny dopływ wody, zatrzymuje większe ziarna warstwy wodonośnej, rura filtrowa składa się z: -rury podfiltrowej (osadnik, powinna być wpuszczona w warstwę nieprzepuszczalną); -filtru właściwego (jego długość decyduje o wydajności studni), -rura nadfiltrowa (wchodzi w rurę eksploatacyjną, między nimi uszczelnienie) Podział filtrów: -rurowe (perforowane) - rury zaopatrzone w otwory okrągłe lub prostokątne, składa się w gruntach skalistych, w warstwach wodonośnych gruboziarnistych otwory okrągłe: φ=3-7 [mm], odstęp osiowy l=(2,3-2,8)*do (gdzie do=φ), rozmieszczenie z reguły w szachownicę -siatkowe - wykonane z siatek filtracyjnych, osadzonych na rurach szkieletowych, perforowanych -żwirowe - powierzchnia filtrująca wykonana jest z obsypki piaskowo-żwirowej wokół rur szkieletowych perforowanych, 10dw≥dz≥20dm dw- średnica największych ziaren w. wodonośnej, dz- średnica ziarn zew. warsty żwirku filtracyjnego, dm- średnica najmniejszych ziarn w. wodonośnej Dobór obsypek filtrowych: -liczbę warstw, nie więcej niż dwie, dobiera się wg stosunku -współczynnik nierównomierności -grubość warstwy obsypki powinna wynosić co najmniej 30-40[mm] w filtrach przygotowanych na powierzchni, a 40-50 w wykonanych w otworze Wymiary rur filtrowych: -filtr właściwy -długość filtru dostosowana do miąższości warstwy wodonośnej z uwzględnieniem depresjii -średnica filtru prędkość dopuszczalna: -wg Truelsena , wg Sichardta , wg Abramowa Ujmowanie wody za pomocą zespołu studzien -liczba studzien -rzeczywista liczba studzien nr - liczba studzien rezerwowych, α-wsp rzeczywistej wydajności zespołu studzien -rozstaw studzien - tak by studnie na siebie nie oddziaływały lub oddziaływaniu jak najmniej, zależy od promienia depresji R Układ zbiorczy lewarowy - gdy zwierciadło leży płytko pod terenem, więc wytworzona depresja umożliwia zassanie wody, woda spływa do studni zbiorczej pod ciśnieniem mniejszym od atmosferycznego -przewód lewarowy - ułożony wzdłuż linii studzien, z lekkim wzniosem ku studni zbiorczej, powinien leżeć nie bliżej niż ok. 0,5 [m] od linii studzien, powinien leżeć nie wyżej niż 7-8 [m] ponad najniższym dynamicznym zwierciadłem wody -odpowietrzanie lewara - usuwania z lewara powietrza ma miejsce w chwili jego uruchamiania, ale także w czasie jego pracy, sposoby odpowietrzania: -pompa próżniowa -samoczynnie - wg Lindleya, zwężka Venturiego Lewary powinny spełniać warunki: -regulować samoczynnie prędkości przepływu w możliwie szerokich zakresach -samoczynie odpowietrzać się -sprawność lewarów powinna być osiągana przy odpowiadającym jej najkorzystniejszym spadku

Pompownie wodociągowe - obiekty wyposażone w urządzenia do lokalnego podnoszenia wody w celu uzyskania wymaganych warunków jej przepływu w systemach wodociągowych. Stosujemy gdy ujęcie wody lub zbiornik dolny są tak nisko położone, że woda nie może grawitacyjnie przemieszczać się przez urządzenia uzdatniające i dopłynąć do sieci rozdzielczej przy zapewnieniu wymaganego ciśnienia gospodarczego. Skład: zbiornik czerpalny, pomieszczenia pomp, pomieszczenia pomocnicze urządzeń technologicznych, pomieszczenia socjalne. Pompownie- lokalizacja, podział 1.Pompownie lokalizujemy tak, aby koszt budowy i jednostkowe zużycie energii w czasie eksploatacji było jak najmniejsze. 2.Bliskość do źródła zasilania w energię elektryczną, możliwość odprowadzenia ścieków. 3.Ze względu na ograniczoną wysokość ssania pomp budynek pompowni nie powinien być zbytnio oddalony od zbiornika dolnego i od źródła wody. Równocześnie wysokość i odległość do odbiorców nie powinna być zbyt mała. 4.Wybudowana na dobrych gruntach, przy niskim poziomie wód gruntowych, nie może to być teren zalewowy. 5.ściany pompowni nadziemne i podziemne izolowane1,5÷20mm warstwą asfaltu. Ściany poniżej wód gruntowych z żelbetu. Wewnątrz ściany malowane farbą olejną i wykładane płytkami ceramicznymi. 6. Hala pomp. Przejścia konstrukcyjne 1÷2m. Temperatura > 10*C w pompowni ( sterowanie ręczne), >5*C (sterowanie automatyczne), a w hali pomp 16*C.Wentylacja ma zapewnić wymianę powietrza 3 razy w ciągu godziny. W hali pomp powinno być sucho, powinna być kratka ściekowa. Oświetlenie naturalne i sztuczne. PODZIAŁ POMPOWNI: Klasy niezawodności: I klasa :ciągła dostawa wody II klasa: dopuszczalne krótkotrwałe przerwy na przełączenie pomp <6 h III klasa: dopuszcza się przerwę <24h i obniżenie w dostawie <15 dób w zależności od Hp: -Hp<=20mH2O p. niskociśnieniowe -20<Hp<=60 mH2O p. średniociśnieniowe -Hp>60 mH2O p. wysokociśnieniowe ze względu na podział pomp: -pompy pionowe(duże wydajności, mała wysokość podnoszenia) -pompy poziome ( mała wydajność, duża wysokość podnoszenia) w zależności od lokalizacji: -pompownie I^0 (woda z ujęcia idzie prosto do stacji uzdatniania lub do sieci, pompownie niskiego ciśn.) -pompownie II^0 (przetłacza wodę uzdatnioną do sieci wodociągowej, pompownie wys. ciśn.) -pompownie strefowe (podnoszą ciśnienie wody w sieci przy przesyle na duże odległości) w zależności od rozwiązania ujęcia: -rzeczne -wód infiltracyjnych -głębinowych w zależności od struktury hydraulicznej: -z równoległym łączeniem układów pompowych -z szeregowym łączeniem układów pompowych -z szeregowo- równoległym łączeniem układów pompowych -sterowane ręcznie -regulowane przez hydrofor -sterowane automatycznie -sterowane zdalnie ( na ujęciach wodnych) -sterowane półautomatycznie Lokalizacja: -pompownie I stopnia - projektowane łącznie z ujęciem wody, zlokalizowane blisko zbiornika czerpalnego (studni lub komory czerpalnej), wykonuje się je metodą studni zapuszczanych -pompownie II stopnia - zlokalizowane na terenie stacji uzdatniania wody, wbudowane lub dobudowane do innych obiektów (stacja filtrów, zbiornik wody czystej) -pompownie hydroforowe - w hydroforni razem ze zbiornikami hydroforowymi, mogą być wolnostojące lub z innymi obiektami Lokalizacja pompowni uzależniona od kosztów budowy, zużycia energii, odległości od zbiornika dolnego (ograniczona wysokość ssania pomp), powinno być blisko odbiorców (jak najmniejsza wysokość i odległość tłoczenia), należy uwzględnić także odległość od źródła zasilania w energię oraz możliwość odprowadzania ścieków, powinna być na dobrych gruntach o niskim poziome wody gruntowej (nie zalewanym w czasie powodzi) Zasady prowadzenia rurociągów. -Przewody powinny być łatwo dostępne do przeglądu, naprawy i nie powinny przeszkadzać w poruszaniu się. -Mogą być prowadzone w podłodze w kanałach, galeriach, na podłodze. -W kanałach prowadzimy przewody do∅400mm, odległość od spodu rury do dna kanału 0,3m, od wierzchu 0,1m. -Przewody do∅250mm układa się symetrycznie od ścian. Przewody >∅250mm mogą leżeć asymetrycznie w odległościach 0,3m i 0,5m. -Dno kanału powinno mieć spadek 1% w kierunku studzienki zbiorczej. -Rur nie można umieszczać nad zespołem pomp, aparaturą. -Przewody umieszcza się na podporach, wspornikach, lub się je podwiesza. Przewody ssawne: -(<∅250mm vs=0,8÷1,2)(∅250÷800 vs=1,0÷1,5) ((>∅800 vs=1,5÷2,0) -zwężki skośne niesymetryczne (zapobiega powstaniu kieszeni powietrznych) -wznios rurociągu ssawnego ku pompie >5^o/oo - odpowietrzenie -każda pompa powinna mieć swój przewód tłoczny -jeżeli do jednego rurociągu podłączamy kilka pomp to przed każdą z nich dajemy zasuwy - jeżeli mamy pompę niezatopioną to nie dajemy zaworów odcinających na rurociągu ssawnym, jeżeli mamy pompę zatopioną to umieszczenie tych zaworów jest niezbędne. Przewody tłoczne: -(<∅250mm vs=1,0÷1,5)(∅250÷800 vs=1,5÷2,0) ((>∅800 vs=2,0÷2,5) -prowadzenie po najkrótszej drodze, bez krzywizn i łuków- tworzą duże straty hydrauliczne -rury stalowe, połączenia kołnierzowe lub spawane -zaraz za pompą daje się zawór zwrotny, uniemożliwiający powrotny przepływ wody w razie zatrzymania pompy, zawór ten umieszcza się między króćcem wylotowym a zasuwą -tłoczenie do jednego lub kilku przewodów tłocznych

Sieci wodociągowe - rodzaje, układy, wady, zalety, schematy, dane wyjściowe niezbędne, fragmenty składające się na projekt (np. trasowanie, obliczenia hydrauliczne - uzbrojenie). Typowe układy sieciowe: -sieć promienista, zwana również końcówkową, rozgałęzieniową lub otwartą. jest siecią hydraulicznie niekorzystną, gdyż wzdłuż poszczególnych rurociągów magistralnych nie połączonych wzajemnie powstają znaczne spadki ciśnienia, powodujące wystąpienie dużych różnic ciśnień w poszczególnych punktach miasta. Sieć tego typu zakładana jest z konieczności, gdy układ terenu nie pozwala na wzajemne powiązanie rurociągów np. jednostronne zaopatrzenie w wodę osiedla położonego w głęboko wyrzeźbionych dolinach.(rysunek opisywany od lewej!) <- u jęcie wody, przewody tranzytowe, zbiornik wyrównawczy, p.t, przewody magistralne (od węzła), przewody rozdzielcze -sieć pierścieniowa, zwana również obwodową, obiegową lub zamkniętą. Jest siecią hydraulicznie korzystną, gdyż wzajemne powiązania przewodów magistralnych i rozdzielczych stwarza bardzo dobre warunki przepływu wody i wyrównania ciśnień. Sieć tego typu, w przeciwieństwie do promienistej, zapewnia ciągłość dostawy wody, która do miejsca poboru może dopłynąć w razie awarii drogą okrężną. Układ pierścieniowy jest tym układem, który powinien być zawsze stosowany, jeśli tylko pozwolą na to warunki lokalne. Nadaje się szczególnie w przypadku terenu mało zróżnicowanego wysokościowo, ze zbiornikiem górnym końcowym lub centralnym. W takim układzie zarówno rozdział wody, jak i wyrównanie ciśnień będą najkorzystniejsze. (rysunek opisywany od lewej!) <-zbiornik wody czystej, pompownia przewody tranzytowe, przewody magistralne (od węzła), przewody rozdzielcze, p.t, zbiornik wyrównawczy końcowy. Wady - zalety. -sieć promienista. Przewody magistralne takiej sieci zwykle wymagają dużych średnic. Straty ciśnienia na długości tych przewodów stwarzają niebezpieczeństwo powstania przy rozbiorach minimalnych wysokich ciśnień statycznych, czasem wyższych od dopuszczalnych. W razie awarii na przewodzie magistralnym duży obszar może być pozbawiony wody. Stosowana przy niesprzyjającym układzie terenu (wysokościowo). -sieć pierścieniowa. Na skutek wzajemnego powiązania przewodów pozwala na oszczędne i ekonomiczne zaprojektowanie średnic rurociągów, a tym samym na obniżenie kosztów sieci. Stosowane przy mało zróżnicowanym wysokościowo terenie. Dane - obliczenia. Qp przepływ od pompowni, Qzb przepływ od zbiornika, Qc całkowity rozbiór. Ustalanie danych wyjściowych: -ustalanie rozbiorów odcinkowych - rozbiory odcinkowe dla poszczególnych przewodów ustala się na podstawie planu sytuacyjno - warstwicowego oraz planu zagospodarowania przestrzennego miasta -ustalenie średnic przewodów - ustalenie średnic przeprowadza się na podstawie obliczonych i zsumowanych przepływów wody przez poszczególne odcinki w sposób przybliżony, a następnie sprawdza przeprowadzając szczegółowe obliczenia -obliczenie hydrauliczne przewodów i sieci - powinny uwzględniać podstawowe zadanie: dostarczenie odbiorcom wody o odpowiedniej ilości i pod odpowiednim ciśnieniem. Jednocześnie obliczenia powinny rozwiązać zagadnienie dostawy wody pod względem technicznym i ekonomicznym: ciśnienia minimalne i maksymalne w sieci powinny się mieścić w założonych granicach (20 - 60 mH2O), ciśnienia pożarowe powinny zapewniać możność czerpania z sieci wody na cele pożarowe (min 10 mH2O) oraz opory przepływu nie powinny powodować nieekonomicznej pracy pomp i nadmiernego zurzycia energii elektrycznej. Uzbrojenie sieci i przewodów wodociągowych Uzbrojenie, czyli armatura, sieci wodociągowej pozwala na korzystanie z niej zgodnie z przeznaczeniem, na jej właściwą obsługę, kontrolę i eksploatację. Elementy uzbrojenia dzieli się na regulujące przepływ wody (zasuwy, klapy zwrotne), czerpalne (hydranty, zdroje), zabezpieczające (odpowietrzniki, wydłużki, zawory regulacyjne, zawory przeciwuderzeniowe) i pomiarowe (wodomierze, manometry) Metoda Crossa - zasada obliczania sieci pierścieniowej oparta na metodzie kolejnych przybliżeń Schemat obliczeniowy (postępowanie) W punkcie A dopływa do sieci woda w ilości Q. Z punktu C odpływa taka sama ilość wody dalej. Między punktem A i C woda przepływa dwiema drogami A-B-C o średnicy d1 i A-D-C o średnicy d2. Q=Q1+Q2. Suma strat ciśnienia w zamkniętej sieci rurociągów jest równa zeru czyli Δh1=Δh2. Oba te równania muszą być spełnione, bowiem dopływ wody do sieci równy jest odpływowi, a ciśnienia w punkcie A i C są w obu ramionach jednakowe. Ponieważ na początku obliczeń zakłada się średnice rurociągów oraz wielkości przepływów w poszczególnych rurociągach, w pierwszej fazie równania się nie spełnią. Więc Δh=KnQ^2 gdzie Kn=Cml. W pierwszej fazie obliczeń Δh1-Δh2≠0 więc należy wprowadzić poprawkę do obliczeń ΔQ krórą odejmuje się od Q2 i dodaje do Q1 (lub odwrotnie zależy od znaku ΔQ). Zatem nowe przepływy będą następujące w A-B-C Q1+ΔQ a w A-D-C Q2-ΔQ. Po podstawieniu otrzymujemy Kn1(Q1+ΔQ)^2-Kn2(Q2-ΔQ)^2=0 rozwijając dwumian otrzymujemy Kn1(Q1^2+2Q1ΔQ+ ΔQ^2)-Kn2(Q2^2-2Q2ΔQ+ ΔQ^2)=0 Ponieważ ΔQ jest bardzo małe w porównaniu z Q1 iQ2 można opuścić wyrazy ΔQ^2 więc 2ΔQ (Kn1Q1+Kn2Q2)=Kn2Q2^2- Kn1Q1^2 Skąd A ogólnie przy czym tworząc sumę w liczniku należy uwzględnić kierunki przepływu (znak+-). Parametry - ciśnienia Ciśnienia minimalne i maksymalne powinny się mieścić w granicach 20 - 60 mH2O. Ciśnienia p poż minimum 10 mH2O Prędkości przepływu powinny się mieścić w granicach 0,5 - 0,8 m/s w przewodach o F do 300 mm oraz 0,9 - 1,5 m/s w przewodach o F powyżej 300 mm. Prędkości poniżej 0,5 m/s są niekorzystne dla utrzymania przewodu w czystości (powstawanie osadów), a prędkości powyżej 1,5 m/s mogą wywołać duże spadki ciśnień oraz niebezpieczne uderzenia hydrauliczne. Minimalna średnica przewodu rozdzielczego 100 mm.

Ujęcie wód powierzchniowych - zespół urządzeń służących do poboru wody opadowej lub ze zbiorników wód płynących i stojących, konstrukcja zależna od rodzaju wody i od wielkości ujęcia (małe, średnie, duże). Usytuowanie ujęcia dla wód płynących - w sposób zapewniający pobór wody możliwie czystej, a więc powyżej miasta, na brzegu wklęsłym, głębokość nurtu i prędkość wody → czystość koryta, wlot ujęcia zabezpieczony przed śryżem oraz lodem powierzchniowym i dennym, umieszczony 1-1,5 m pod zwierciadłem niskiej wody i 1-1,5 [m] nad dnem, wlot usytuowany równolegle do strug płynącej wody lub skierowany ku dolnej nigdy ku górnej wodzie, wlot zabezpieczony kratami rzadkimi o prześwicie 50-250 [mm] i kratami gęstymi 10-25 [mm], prędkości wlotowe 0,1-0,2 [m/s] (przeszkodzić w napływie piasku i tworzeniu się lodu dennego). Podział ujęć wody płynącej: brzegowe, zatokowe, nurtowe, jazowe, progowe, studzienne, denne, poddenne, drenażowe i wieżowe. Progowe - na potokach górskich i małych ciekach nizinnych, szerokość koryta 10-15 m, składa się z progu betonowego lub żelbetowego założonego w poprzek koryta o wysokości 1 [m] nad dnem (spiętrzanie wody i zatrzymywanie rumowiska) woda przepływa przez koronę na której jest wlot przykryty kratą ( prześwit 6-15 [mm] )→ komora zbiorcza (piaskownik + komora czerpalna)→ dalej grawitacyjnie lub pompy. Poddenne - podobne do progowego, lecz korona progu znajduje się na poziome dna cieku, całe ujęci zagłębione w teren, ruszt narażony na zatykanie wleczonym materiałem, powyżej ujęcia należy założyć „łapacze rumowiska” (wymagają one stałego czyszczenia). Drenażowe - rury perforowane (dreny) założone pod dnem cieku poprzecznie do jego osi oraz komora zbiorcza na jednym z brzegów. Ujęcie wykonane równo z dnem cieku, dreny obsypane żwirem. Każdy dren może być umieszczony w osobnym korytku, ujęcie łatwo się zamula → zmniejszenie wydajności, jeżeli w pobliżu jest pompownia → możliwość czyszczenia drenów wodą wsteczną. Zastosowanie: gdy woda potoku stosunkowo czysta, materiał denny grubo ziarnisty i przepuszczalny. Brzegowe - umiejscowione na brzegu cieku, gdy głębokość wody przy brzegu jest wystarczająca, usytuowane na brzegach wklęsłych gdzie nurt zbliża się najbardziej do brzegu; Ujęcie brzegowe otwarte - składa się z kanału lub przewodu wlotowego, przez który woda przepływa grawitacyjnie do studni zbiorczej lub rozdzielczej na brzegu Ujęcie brzegowo-komorowe - (1.otwory wlotowe 2.kraty rzadkie 3.zamknięcia 4.komora wlotowa 5.krata gęsta 6.komora czerpalna 7.przewód ssawny 8.pompownia 9.pompa wirowa 10.silnik 11.przewód tłoczny 12.ścianka szczelna 13.platforma kontrolna.) Pobór wody wprost do komory zbiorczej przez otwory wlotowe w ścianie czołowej komory wysuniętej w koryto rzeki, stosowane dla wodociągów o wydajności q ≤ 200 dm^3/s , wloty ujęć zabezpieczone kratą (prześwit 50-200 mm), poza kanałem lub komorą wlotową umieszczona krata gęsta (prześwit 10-25 mm) - czasem może być zastąpiona sitami, czyszczenie krat - ręcznie lub mechanicznie, komora wlotowa zaopatrzona w zamknięcia, wodę z komory czerpalnej czerpie się przewodem grawitacyjnym lub ssawnym. Czasem otwory wlotowe na kilku wysokościach, najniższe 0,5-1 m nad dnem rzeki, najwyższe 1-1,25 m poniżej najwyższego poziomu wody, prędkość dopływowa≤0,2m/s. Lód denny - powstaje przy przechłodzeniu wody podczas jej burzliwego przepływu do temp poniżej 0°C, w pewnych warunkach przechładzana jest cała masa wody, powstają drobne kryształki lodu a następnie gruba warstwa lodu. Inne kryształki zbijają się w większe grudki, wypływają na powierzchnię tworząc śryż. Środki zaradcze - niedopuszczanie do napływu śryżu i lodu za pomocą pływających przegród umieszczonych od strony napływu wody, utrzymanie prędkości w otworach i kanałach wlotowych < 0,2 m/s, zrzuty ciepłej wody do rzeki z zakładów przemysłowych, ogrzewanie krat wlotowych, pokrycie prętów krat gumą, bakelitem, bitumitami, zastosowanie drewnianych krat wlotowych. Nurtowe - gdy głębokość przy brzegu wody jest zbyt mała, dla q≤200 dm^3/s, składa się z: wlotów (czerpni) w nurcie rzeki, przewodu doprowadzającego wodę (grawitacyjny lub lewarowy), komory zbiorczej, czerpnia wyposażona w kratę (duże ujęcia) lub kosz ssawny (małe), prędkość wlotowa < 0,2 m/s, woda z czerpni do komory zbiorczej dwoma przewodami (prędkość 0,7-0,9 m/s) Wieżowe - duże głębokości ujmowanej wody (duże rzeki, jeziora, zbiorniki retencyjne), usytuowane w pewnym oddaleniu od brzegu. Skład: komora zbiorcza z otworami wlotowymi zaopatrzonymi w kratę rzadką, pompownia, ujęcia kosztowne stosowane wyjątkowo gdy brak innych rozwiązań Zatokowe - ujęcie wody z dużych rzek, gdzie prędkość przepływu > 0,3 m/s, występuje dużo zanieczyszczeń, lub tworzy się śryż i lód denny. Skład: zatoka uformowana przy brzegu (z reguły wklęsłym), czerpnia (przeważnie typu brzegowego) zlokalizowana na końcu zatoki przeciwległym do wlotu. Rodzaje : - podprądowe (wlot od strony wody górnej), - zaprądowe (od strony wody dolnej), - poręczowe (od górnej i dolnej). Prędkość w kanale wlotowym < 0,2 m/s oraz >25% prędkości wody w rzece (ograniczenie zapiaszczenia zatoki), głębokość zatoki większa o 0,5 - 1 m od głębokości rzeki (gromadzenie zawiesin i piasków), prędkość wody w zatoce 0,05-0,1 m/s (mniejsza od prędkości wody w rzece w okresie tworzenia się śryżu) strefy ochronne ujęć i źródeł wody strefa ochronna - obszar poddany zakazom i ograniczeniu w użytkowaniu gruntów i korzystaniu z wody, obejmujący ujęcie wody, zbiornik wodny lub jego część stanowiącą źródło poboru oraz tereny przylegające do ujęcia i zbiornika. Przy określeniu granic uwzględniamy budowę geologiczną, głębokość warstw wodonośnych, głębokość zwierciadła wody, kierunki i prędkości przepływu w warstwie wodonośnej i zasięg depresji. Podział: -tereny ochrony bezpośredniej → dozwolone użytkowanie gruntów tylko do celów związanych z eksploatacją urządzeń do ujmowania i poboru wody, powinny być ogrodzone, zasięg terenu w zależności od ujęć: studnie wiercone 8-10 [m], studnie kopane 10-15 [m], kopane z filtrami 15-20 [m], studnie zbiorcze poziomych systemów drenowych 8-15 [m], ujęcia wód źródlanych 15-20 [m], powierzchniowych 15-25 [m] obejmują: część zbiornika wodnego w miejscu poboru wody, obiekty budowlane i urządzenia bezpośrednio związane z poborem wody, związane pośrednio w razie usytuowania na terenie ujęć, część terenu przylegającego bezpośrednio do nich -tereny ochrony pośredniej → mogą być objęte ograniczeniami użytkowania gruntów i korzystania z wód, jeżeli może ono spowodować pogorszenie jakości wód, warunków zdrowotnych lub wydajności ujęcia. Ograniczenia te mogą dotyczyć: wydobywania materiałów i lodu i wycinania roślin z wód powierzchniowych, pojenia bydła i trzody chlewnej, prania bielizny i kąpieli, rolniczego wykorzystania ścieków, grzebania zwierząt, urządzania obozowisk, postoju obiektów pływających i lokalizacji zbiorników i rurociągów do olejów i mat. łatwopalnych. Zasięg: studnie wiercone wg tabel, ujęcia drenażowe 20 m od sączków drenarskich, dla pozostałych odległość od terenu ochrony bezpośredniej 70-100 m

Współpraca pompowni, współpraca pomp z rurociągami Punkt pracy P to miejsce przecięcia się charakterystyki przepływu pompy H= f(Q) z charakterystyką rurociągu Δh=f(Q). Powinien odpowiadać optymalnej pracy pompy , czyli przy najwyższej sprawności. Przedstawia jaką wydajność ma pompa przy całkowitej wysokości podnoszenia Hp. Współpraca pomp: współpraca może być równoległa (zwiększamy wydajność) lub szeregowa (zwiększamy wysokość podnoszenia). Przy połączeniu równoległym krzywą sumaryczną otrzymamy jako sumę odcinków poziomych (odciętych), odpowiadających wszystkim podłączonym pompą- podwajamy odcinki odpowiadające takiej samej wysokości podnoszenia. Wydajność dwóch jednakowych pomp pracujących równolegle jest mniejsza niż jednej, ponieważ zwiększamy straty hydrauliczne, proporcjonalnie do kwadratu natężenia przepływu. Współpraca pomp z rurociągami: Polega na doprowadzeniu wody ze źródła lub zbiornika czerpalnego do pomp, a następnie doprowadzenie jej do rurociągów przesyłowych, zbiornika lub miejsca przeznaczenia. Rurociąg ssawny: rurociąg w którym przepływ następuje na wskutek występowania ciśnienia niższego niż atmosferyczne w zbiorniku czerpalnym. Rurociągi ssawne powinny być szczelne, aby nie doszło do zasysania powietrza co obniżyć może sprawność pompy i wzrost strat energetycznych a nawet przerwanie jej pracy. Są to rury stalowe łączone spawem lub kołnierzowe tam gdzie instalujemy armaturę. W celu zapewnienia łagodnego wpłynięcia wody do rurociągu stosuje się słoikowe poszerzenie, a gdy woda zawiera zanieczyszczenia pompę chronimy koszem ssawnym ( jest to rura perforowana obciągnięta spiralnie nawojem z drutu, na którym umieszcza się siatkę ochronną).Wznios rurociągu ssawnego ku pompie >5^o/oo - odpowietrzenie. Długość rurociągu ssawnego max 30m. Średnica króćca ssawnego ma mniejszą średnicę niż rurociąg ssawny, dlatego daje się konfuzor asymetryczny ze skosem u dołu. Rurociągi powinny być poniżej strefy przemarzania, często w kanałach żelbetowych. Nadmierna prędkość zwiększa możliwość kawitacji (niszczenie wirników i obudowy pomp). Prędkości: (<∅250mm vs=0,8÷1,2)(∅250÷800 vs=1,0÷1,5) ((>∅800 vs=1,5÷2,0). Jeżeli mamy pompę niezatopioną to nie dajemy zaworów odcinających na rurociągu ssawnym, jeżeli mamy pompę zatopioną to umieszczenie tych zaworów jest niezbędne. Każda przerwa w dostawie wody powoduje opróżnienie rurociągu ssawnego i aby zapobiec wyciekowi wody stosuje się klapy zwrotne. Rurociąg tłoczny: panuje w nim ciśnienie większe od atmosferycznego, max 60 mH2O.Aby zmniejszyć gabaryty przewodów tłocznych stosuje się większe prędkości: (<∅250mm vs=1,0÷1,5)(∅250÷800 vs=1,5÷2,0) ((>∅800 vs=2,0÷2,5). Rurociągi te wychodzą na zewnątrz, gdzie umieszczone są urządzenia do pomiaru wydajności oraz budynek zbiorników wodno- powietrznych, oraz inne urządzenia przeciwuderzeniowe. Klapy zwrotne, mają na celu zabezpieczyć przed powrotem wody (zniszczenie pompy). Układ jednorzędowy w którym osie zespołów są równoległe. Układ ten jest korzystny przy pompach z wylotem osiowym. Odznacza się zwartością wymaga niewielkiej szerokości budynku, niewielkiej rozpiętości dachu oraz suwnicy. Jest on szeroko stosowany do małych i dużych zespołów. Układ szeregowy w którym osie zespołów znajdują się na jednej linii. Układ ten jest korzystny ze wzg. na prostotę, wymaga jeszcze mniej miejsca, niekorzystny przy dużych zespołach) Układ dwurzędowy jest stosowany do większej liczby zespołów. Szerokość hali jest duża, większa rozpiętość dachu i suwnicy, komplikuje się układ rurociągów Układ na przemian legły lub w szachownicę jest bardziej zwarty; powierzchnia hali pomp jest mniejsza. Upraszcza się układ rurociągów, gdy pompy ustawione są z różnym zwrotem. Układ nadaje się przy większej liczbie dużych zespołów Układ ukośny pozwala na oszczędność powierzchni hali, a przy wspólnym rurociągu tłocznym połączenia pomp z rurociągiem są bardziej korzystne pod wzg. hydraulicznym. Układ specjalny ma miejsce wówczas, gdy pompownia mieści się w cylindrycznym pomieszczeniu ( pod - lub nadziemnym) np. nad studnią zbiorczą. Układ nadaje się do pomp o osiach poziomych lub pionowych, zależnie od rodzaju pomp.

Zbiorniki wodociągowe - podział, lokalizacja, funkcje, położenie wysokościowe. Zbiorniki umożliwiają magazynowanie wody, w okresie jej nadmiaru, a następnie uzupełnianie wody w okresach zwiększonego zapotrzebowania na nią. Budowane są na ujęciach wody, na początku, na końcu lub na wewnątrz obszaru zasilania, jako zbiorniki dolne lub górne (nisko i wysoko położone). Podstawowe zadania zbiorników wodociągowych: -wyrównywanie dostawy wody, -wyrównywanie ciśnień, -gromadzenie zapasu wody. Wyrównywanie dostawy wody w czasie zmiennych jej rozbiorów, gdy dostawa wody jest mnij więcej równomierna. Wyrównywanie ciśnień w obszarze zasilania, w zależności od rozbioru wody. Gromadzenie zapasu wody na wypadek pożaru, na wypadek awarii. Rodzaje zbiorników wodociągowych: w zależności od roli jaką mają spełniać, usytuowania w systemie wodociągowym, wysokości posadowienia, kształtu, konstrukcji itp.: -ujęciowe związane z ujęciem wody powierzchniowej lub podziemnej, -technologiczne związane z procesem oczyszczania i uzdatniania wody, -sieciowe, związane z siecią wodociągową i jej funkcjonalnością. ZBIORNIKI UJĘCIOWE -służą do gromadzenia dopływającej wody(powierzchniowej, źródlanej, podziemnej). Zbiorniki ujęciowe wody powierzchniowej, służą do wyrównania dopływu i stworzenia zapasu wody do dalszego jej zużycia, są to zb. retencyjne gromadzą wodę na czas wstrzymania dopływu wody. Zbiorniki ujęciowe wody źródlanej: źródło nizinne (zb. dolny), źródło stokowe (zb. górny). Dopływ wody do zbiornika ujęciowego wody źródlanej odpowiada wydajności źródła. Pojemność użytkową zbiornika można określić gdy: -minimalny godzinowy dopływ wody z ujęcia Q u min ≥ od największego rozbioru wody Q h max ,wówczas zbiornik jest jako zb. wyrównawczy, zapasowy, lub zapasowo-pożarowym -gdy dopływ wody ujęcia jest < od średniego rozbioru w dobie największego zapotrzebowania Qumin<Qhśr=Qdmax/24, wówczas pojemność użytkowa zb. powinna być tak duża, aby mogła wyrównać braki w dostawie wody w okresie dłuższym niż jedna doba, -gdy Qhśr < Qumin <Qhmax, pojemność użytkową zbiornika Vu, można określić orientacyjnie wg. tablic za pomocą Z -wielkość w %, Z=[(Qumin-Qhśr)/Qhśr]*100%. Zbiorniki ujęciowe wody podziemnej. Mają zwykle charakter przepływowy, a ich zadaniem jest gromadzenie wody dostarczanej z ujęć za pomocą ciągów lewarowych lub pompowych. Pojemność zbiornika oblicza się podobnie jak poprzednio. ZBIORNIKI TECHNOLOGICZNE, są to zbiorniki zapasowo-wyrównawcze budowane na zakończeniu procesu technologicznego i gromadzące po procesie uzdatniania wodę czystą przeznaczoną do picia i na cele gospodarcze lub produkcyjne. Pojemność tych zbiorników jest obliczana na podstawie różnic w dopływie i odpływie, może też być zgromadzony zapas wody awaryjnej, przeciw pożarowej. ZBIORNIKI SIECIOWE, są to zb. współpracujące z siecią wodociągową rozdzielczą oraz pompownią lub grawitacyjnym zasilaniem. Gromadzą w godz. małego rozbioru wodę, oddają ją w godz. dużego rozbioru. Zapewniają także wymagane ciśnienia w sieci przez wysokie położenie zb, gromadzą zapasy wody na wypadek awarii, pożaru itp. Rodzaje: -początkowe (położone na początku układu wodociągowego przed obszarem zasilania siecią rozdzielczą, mogą być: przepływowe lub boczne w zależności od położenia w stosunku do przewodu doprowadzającego wodę), -końcowe (położone na końcu zasilania po przeciwnej stronie sieci rozdzielczej niż ujęcie), -centralne (położone w centrum obszaru zasilania jako zb. terenowe zagłębione w ziemi lub wieżowe, dostawa wody odbywa się na krótszej drodze zwykle ze zb. wieżowego). Zbiorniki terenowe sa budowane bezpośrednio na terenie, mogą być zb. dolnymi, zb. przed pompowniami, zb. przed hydroforami, lub zb. górnymi wyrównującymi ciśnienie w sieci. Metody obliczenia zbiorników. Obliczenie pojemności zb. polega na obliczaniu pojemności użytkowej Vu, oraz pojemności zapasowej Vz (przeciw pożarowej Vp, Vawaryjnej). Obliczenie pojemności użytkowej polega na ustaleniu, na podstawie analizy rozbioru i dostawy ilości wody niezbędnej do wyrównania niedoborów dostawy ujęcia w godz. szczytowego rozbioru ,zostaje wyznaczona na podstawie ustalenia różnicy między dopływem wody do zbiornika a odpływem ze zb. Pojemność zapasowa zb. powinna zapewnić pokrycie zapotrzebowania nagłego: -awaryjna, -przeciw pożarowa. Zbiornik wyrównawczy wyrównuje nierównomierność rozbioru jedynie w ciągu doby, w dobie największego rozbioru (Qdmax). Różnice w rozbiorach godzinowych są tym większe im mniejsze i mniej uprzemysłowione jest miasto lub osiedle. Qhśr=(100%*Qdmax)/24, wspólczynnik nierównomierności godzinowej: Nh=Qhmax/Qhśr. Pojemność przeciw pożarowa zbiornika powinna wystarczać do zapewnienia pełnego zapasu pożarowego z uwzględnieniem chronienia zapasu pożarowego przed rozbiorem na cele nie pożarowe. Pojemność użytkową zb. wyrównawczego można obliczyć analitycznie lub graficznie. Całe zapotrzebowanie na wodę pokrywane jest w przyjętych godz. dostawy wody równomiernie, za pomocą pomp o jednakowej pojemności. Pojemność przeciw pożarowa zb. Vppoż, ustala się na podstawie tablic w zależności od wielkości osady, oraz równoczesności czasu trwania pożaru. Objętość ta powinna być w miarę możliwości chroniona przed rozbiorem na cele nie pożarowe z jednoczesnym zapewnieniem dostatecznej wymiany całego zapasu wody. Analityczne obliczanie pojemności użytkowej, przeprowadza się tabelarycznie. Dla każdej godz. doby wpisuje się rozbiór godzinowy w % rozbioru dobowego, w następnej rubryce godzinową dostawę wody, również w % dostawy dobowej, różnica tych dwóch rubryk daje w poszczególnych godz. wielkości dopływu wody do zb. lub odpływu wody ze zb. Czas pracy pomp jeśli nie wynosi 24 h, powinien obejmować godz. największych rozbiorów wody, gdyż pojemność użytkowa zb. będzie najmniejsza. W ostatniej rubryce zsumowano wyniki obliczeń, dopływy wody do zb. i odpływy wody ze zb. Zastosowanie zmiennej wydajności pompowni, pozwala na znaczne zmniejszenie pojemności użytkowej zb., a w skrajnym wypadku na zrezygnowanie z niego. Pojemność zb. powinna być taka by cała ilość dopływającej lub od[pływającej bez przerwy wody mogła się w zb. zmieścić lub ze zb. zasilić sieć rozdzielczą. Dobierając zespół pomp o maxymalnej sumarycznej wydajności większej od największego rozbioru godz. nie będziemy potrzebowali zb. Metoda Graficzna -Słupkowa. Polega ona na przedstawieniu rozbioru oraz dostawy wody w poszczególnych godz. doby w postaci wykresu przyczym powierzchnia wykresu ograniczona osiami oraz linią godz. rozbioru jest równa całodobowemu rozbiorowi. METODA GRAFICZNA -SUMOWA(CAŁKOWA). Polega ona na wykreślnym przedstawieniu sumarycznego wzrostu rozbioru wody w ciągu doby i porównaniu z wykresem sumowej linii jej dostawy. Maxymalna różnica rzędnych określa minimalną pojemność użytkowa zb. krzywa konsumpcyjna (sumowa) rozbioru wody przedstawia wzrost rozbioru wody w ciągu doby. Linia sumowa pompowania (dostawy) przedstawia wzrost dostawy wody w ciągu doby. Należy wykreślić linię pompowania 2 o odpowiednim nachyleniu tak, by w ciągu 24 h suma pompowania osiągnęła 100% dostawy Qd, a następnie przesunąć ją tak (2'), by przybrała położenie styczne do krzywej konsumpcyjnej i nie przecinała jej w żadnym miejscu. Największa różnica rzędnych obu lini określi najmniejszą konieczną pojemność użytkową zb. Pojemność całkowita zb. wodociągowego powinna się równać sumie pojemności użytkowej i pożarowej. Dla zb. terenowych , tańszych w budowie niż wieżowe, przyjmuje się poj. większą od minimalnej, a więc około 20÷30%. 16. Rodzaje i kształty zbiorników. Zbiorniki terenowe mogą być i kształtu : prostokątne lub okrągłe, jedno lub wielokomorowe. Zb. ma wydzieloną komorę zasuw, w której jest zgrupowane uzbrojenie rurociągów, stanowiących wyposażenie zb. Zbiorniki jednokomorowe mogą być (w rzucie poziomym prostokątne lub okrągłe stosowane do br. młych urządzeń i małych pojemności).

Konstrukcja zbiorników terenowych Zbiorniki wodociągowe terenowe muszą być szczelne i ze względu na występujące parcie ziemi i wody powinny mieć odpowiednią konstrukcję i kształt. Współcześnie prawie wyłącznie buduje się zbiorniki z żelbetu, dawniej z betonu, jeszcze dawniej z kamienia i cegły. Szczelność zbiorników betonowych i żelbetowych zapewnia się przez użycie do ich budowy betonu o możliwie największej szczelności. Aby uzyskać szczelność betonu krzywa uziarnienia piasku żwiru i pospółki powinna leżeć pomiędzy krzywymi granicznymi, beton powinien zawierać 300-350 kg cementu na 1 m^3 gotowego betonu, beton powinien być konsystencji ciekłej lub półciekłej, zastosowanie wibrowania do zagęszczenia betonu, zwłaszcza w połączeniu z równoczesnym odpowietrzaniem betonu. Szczelność zbiornika zwiększa się wraz z grubością ścian oraz przez pokrycie ich powierzchni tynkiem wodoszczelnym. Płyta denna powinna być dostosowana do warunków miejscowych. Jeżeli zbiornik znajduje się stale nad zwierciadłem wód gruntowych, płyta denna może być cienka oraz może składać się z poszczególnych elementów oddzielonych wzajemnie i od ścian szczelinami dylatacyjnymi. Jeśli zbiornik zanurzony jest w wodzie gruntowej, płyta denna powinna być wykonana jako szczelny monolit wraz ze ścianami. Dno wykonuje się płaskie lub w postaci niecki, o brzegach skośnych, nachylonych do poziomu pod kątem do 30°, przez co uzyskuje się zmniejszenie wysokości ścian bocznych. Płaską płytę dna wykonuje się ze spadkiem 1 ÷ 2% (co najmniej 0,2%) ku studzience zbiorczej, dla łatwiejszego czyszczenia dna i spłukiwania osadów. Ściany zbiorników są zwykle pionowe, o grubości stałej przy małych zbiornikach i zmiennej przy zbiornikach dużych. Ze względu na szczelność normalna grubość ścian żelbetowych wynosi w zbiornikach cylindrycznych górą 15 ÷18 cm, dołem 20 ÷ 25 cm, w zbiorniku prostokątnym górą 25 ÷ 30 cm, dołem 30 ÷ 50 cm, przy zastosowaniu obustronnego zbrojenia. Zmienną grubość ścian uzyskuje się przez pogrubienie jej ku dołowi od zewnątrz - ściana wewnętrzna powinna być pionowa. Ściany łączą się z dnem przegubowo lub monolitycznie. Zamocowanie przegubowe stosuje się w cienkim dnie, zamocowanie monolityczne gdy dno jest grube lub ława fundamentowa szeroka. Ściany zbiorników wodociągowych muszą być zabezpieczone od zewnątrz bitumem, a jedynie w przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych stosuje się izolację ciężką. Stropy zbiorników mają zabezpieczać wodę przed zanieczyszczeniem oraz przed wpływem temperatury zewnętrznej. W zbiornikach terenowych strop musi mieć konstrukcję na tyle mocną, by można było obsypać zbiornik warstwą izolacyjną ziemi. W mało obciążonych przykryciach stosuje się cienkie płyty płaskie na żebrach i lekkie łupiny walcowe, w zbiornikach podziemnych, obsypanych warstwą Ziemi - stropy płytowo-żebrowe, grzybkowe, sklepione, namiotowe. Stropy. powinny być od spodu gładkie dla ułatwienia wymiany powietrza nad zwierciadłem wody. W celu zabezpieczenia płyty stropowej z góry przed wodą opadową stosuje się izolację z 2 warstw papy bitumicznej ułożonej na lepiku i przykrytą 5 [cm] warstwą ochronnej wyprawy. Dla umożliwienia spływu wody górna powierzchnia płyty otrzymuje spadek poprzeczny 2-3-procentowy. Nasyp ziemny nad stropem powinien być również odwodniony za pomocą drenażu, oraz zabezpieczony przed napływem wód opadowych zewnętrznych. Ogólne wytyczne budowlane zbiorników wieżowych Rodzaj i kształt zbiorników zależą od ich przeznaczenia, konstrukcji nośnej i materiału, z którego są wykonywane. Zbiorniki powinny mieć taki kształt, by obciążenie wodą, przy zmiennym jej stanie, przenosić centrycznie na konstrukcję nośną (wieżę), a następnie na grunt. Dlatego najchętniej wykonywane są o przekroju kołowym - zwłaszcza gdy są dwukomorowe. Zbiorniki wieżowe mogą być jedno- lub dwukomorowe. Zbiorniki jednokomorowe mogą być o przekroju kwadratowym lub kołowym, dwukomorowe z reguły o przekroju kołowym, przy czym wzajemny ich układ jest współśrodkowy. Głębokość wody powinna być możliwie duża, by średnica zbiornika i wymiary konstrukcji nośnej były jak najmniejsze. Głębokość wody przyjmuje się zwykle 5 ÷7 m, większe głębokości mogą dawać za duże spadki ciśnienia przy próżnym zbiorniku. Izolacja cieplna powinna być starannie wykonana. Zbiorniki wieżowe są odsłonięte i narażone bezpośrednio na wpływ temperatury zewnętrznej wraz z rurociągami i uzbrojeniem. Aby ochronić wodę w zbiorniku przed zbytnim nagrzaniem w lecie oraz ochłodzeniem w zimie stosuje się obudowę zbiornika lub zakłada się wprost na jego ściany izolację termiczną i przykrywa zbiornik dachem. Obudowa zbiornika może być wykonana z pustaków, pianobetonu itd. lub w postaci konstrukcji drewnianej (rzadko), stalowej lub żelbetowej, ocieplonej materiałami izolacyjnymi. Między obudową a ścianą zewnętrzną zbiornika pozostawia się przestrzeń o szerokości 0,6 ÷ 1,0 m, która umożliwia kontrolę szczelności zbiornika oraz dostęp do jego wnętrza. Konstrukcja zbiorników wieżowych Konstrukcja komór wodnych zależy od rodzaju materiału, użytego do budowy. Najczęściej wykonuje się zbiorniki żelbetowe zwykłe lub sprężone, rzadko stalowe przy mniejszej pojemności lub dla celów przemysłowych. Zbiorniki żelbetowe. mogą być monolitycznie związane z konstrukcją nośną lub mogą stanowić odrębną konstrukcję, postawioną na konstrukcji nośnej i oddzieloną od niej dylatacją. Ten drugi sposób uniezależnia konstrukcję zbiornika od wpływu zmian temperatury i nierównomiernego osiadania wieży. Zbiorniki samodzielnej konstrukcji mają płaskie dno płytowe i ustawiane są na płycie stropowej lub ruszcie żelbetowym konstrukcji nośnej. Zbiorniki związane monolitycznie z konstrukcją mają dno wzmocnione żebrami krzyżującymi się, gdy stoją na kilku słupach lub żebrami ułożonymi promieniście, gdy podparte są trzonem centralnym i koncentrycznie ustawionym szeregiem słupów. Zbiorniki systemu Intze w którym poziome siły są zniesione, a pozostaje tylko siła pionowa, zmniejszają również koszty konstrukcji nośnej, gdyż średnica pierścienia poborowego jest mniejsza od średnicy zbiornika o około 30%. Zbiorniki pierścieniowe mają kształt specjalny, aby je można było umieścić na kominach na specjalnie przygotowanych do tego celu wspornikach. Zbiorniki takie, zwykle o niedużej pojemności, budowane ze stali lub żelbetu, są bardzo ekonomiczne, gdyż odpada wysoki koszt specjalnej konstrukcji nośnej, ale mogą być budowane tylko tam, gdzie są odpowiednio wysokie kominy fabryczne. Konstrukcja nośna wykonana jest normalnie z muru, żelbetu lub stali. Powszechnie w budownictwie komunalnym stosuje się jako materiał do konstrukcji wież żelbet normalny lub wstępnie sprężony. W budownictwie przemysłowym używa się często zbiorników i konstrukcji nośnych stalowych. Wieże murowane są to budowle o przekroju poprzecznym kwadratowym, wielobocznym lub kołowym, na których szczycie spoczywa zbiornik podparty wzdłuż swego obrzeża. Wewnątrz wieży umieszczone są rurociągi, schody i ewentualnie pomieszczenia pomocnicze. Murowane wieże mają duży ciężar i wymagają fundamentu o znacznej powierzchni. Fundament może być pierścieniowy lub stanowić pełne koło, może byt wykonany z cegły, kamienia, betonu lub żelbetu. Słabe grunty wymagają zastosowania pali, a nawet studni. W wieżach murowanych stosuje się przeważnie zbiorniki stalowe lub żelbetowe cylindryczne z dnem płaskim, kopulastym lub systemu Intze. Wieże żelbetowe są podobne do murowanych, mają jednak o wiele mniejsze przekroje, na skutek czego są znacznie lżejsze. Rozróżniamy dwa typy konstrukcji żelbetowych: konstrukcję trzonową o przekroju pierścieniowym, kołowym lub wielobocznym, pionową lub zbieżną, oraz konstrukcję słupową, o pionowych lub lekko ku górze zbieżnych słupach żelbetowych. Jako fundament trzonu pierścień żelbetowy lub pełna tarcza kolista, usztywniona pierścieniem. Słabe grunty wymagają palowania. W konstrukcji wieżowej wydziela się kilka części. Wewnątrz zamkniętej, obudowanej części konstrukcji mieszczą się: klatka schodowa i rurociągi. Ogólne wytyczne budowlane zbiorników terenowych Rodzaje zbiorników - zbiorniki terenowe mogą być różnego rodzaju i kształtu: prostokątne lub okrągłe, jedno- lub wielokomorowe. Tylko bardzo małe, o niewielkim znaczeniu zbiorniki mogą być jednokomorowe - z reguły wykonuje

Kawitacja ( w wirnikach) zjawisko polegające na tworzeniu się w obszarach najniższego ciśnienia, bliskiego ciśnieniu parowania cieczy, pęcherzyków parowo- gazowych, które unoszone przez przepływającą ciecz ulegają tam implozyjnemu zanikaniu. Zanikaniu pęcherzyków w czasie <0,001 s. towarzyszy wzrost ciśnienia napływającej na to miejsce cieczy do około 350 MPa. Ponieważ pęcherzyki działają z wielką częstotliwością następuje niszczenie ciał stałych znajdujących się w sąsiedztwie działania fal ciśnieniowych (korozja, erozja). Kawitacja jest intensywniejsza im (przyczyny): -rozmiary cząstek są mniejsze oraz lepkość cieczy jest mniejsza ( ciecze ruchliwe łatwiej wnikają we wgłębienia ścian metalowych) -ciśnienie jest większe, ponieważ tym głębiej i szybciej ciecz wnika w pory materiału -temperatura cieczy jest wyższa , ponieważ ze wzrostem tmperatuey podnosi się ciśnienie parowania , co przyczynia się do wzmożonego tworzenia się pęcherzyków pary wodnej Kawitacji pomp wirowych sprzyja: -zbyt niskie ciśnienie w stosunku do ciśnienia parowania cieczy przy danej temperaturze, co zachodzi przy zbyt dużej wysokości ssania lub zbyt małej wysokości napływu -przekroczenie normalnej wydajności wskutek wzrostu prędkości przepływu i związanego z tym spadku ciśnienia -raptowne zmiany kierunku przepływu, nagłe rozszerzenia kanałów i nieprawidłowe warunki zasilania łopatek wirnika Zapobieganie: -instalacja pomp tak , by wysokość ssania była możliwie mała -pompować możliwie chłodne ciecze -zapewniać pompie pracę w warunkach nominalnych, odpowiadających najwyższej sprawności Charakterystycznym objawem pojawienia się kawitacji jest gwałtowny spadek wysokości pompowania Hp, poboru mocy Nw i sprawności η po przekroczeniu pewnej wielkości przepływu Q. Jednym z podstawowych zadań projektanta pompowni jest ustalenie położenia zespołów pompowych wzg. poziomu zwierciadła cieczy w zbiorniku dolnym. Położenie to uzależnione jest od zdolności ssania pomp. Pompa zasysa ciecz ze zbiornika dolnego położonego poniżej jej osi dzięki różnicy ciśnienia panującego na poziomie zwierciadła cieczy w tym zbiorniku i ciśnienia panującego w króćcu ssawnym pompy, uzyskanego w skutek pracy wirnika. Wytworzona różnica ciśnienia powinna zapewnić ruch cieczy w rurze ssawnej ze zbiornika dolnego do pompy z prędkością vs przy jednoczesnym pokonaniu różnicy poziomów między pompą a zwierciadłem cieczy w zbiorniku dolnym, oporów przepływu, a także wysokości ciśnienia przy nasyconej, odpowiadającej temperaturze pompowanej cieczy. Maksymalną geometryczną (niwelacyjną) wysokość ssania otrzymamy po podstawieniu do równania Bernoulliego za p1 ciśnienie pary nasyconej pv uproszczona wersja na Hgsmax gdzie: ps - ciśnienie absolutne króćca ssawnego hs - wysokość strat ciśnienia w rurze ssawnej vs - prędkość przepływu króćca ssawnego wzór uwzględniający pewną wartość zapasową gwarantującą pracę pompy bez kawitacji; Hwak.dop. - wakumetryczna dopuszczalna wysokość ssania pompy w m Wartość Hwak.dop. zależy nie tylko od typu pompy i dokładności jej wykonania, ale także od ciśnienia panującego nad poziomem cieczy w zbiorniku dolnym oraz temperatury pompowanej cieczy. Do obliczenia geometrycznej wysokości ssania pompy należy przyjmować następujące warunki: -najniższe zaobserwowane lub przewidywane ciśnienie w zbiorniku dolnym zamkniętym lub najniższe ciśnienie atmosferyczne zaobserwowane w danym rejonie , jeżeli zbiornik jest otwarty -najniższe projektowane położenie zwierciadła wody w zbiorniku dolnym otwartym -najniższą pomierzoną lub przewidywaną temperaturę cieczy i odpowiadającą jej wysokość ciśnienia pary nasyconej -największą pomierzoną lub projektowaną prędkość przepływu w króćcu ssawnym. Układy popmowe Układ złożony z przewodu ssawnego, pompy i przewodu tłocznego nazywamy układem pompowym lub instalacją pompową. Pompa przenosi ciecz ze zbiornika dolnego do zbiornika górnego. W zależności od warunków pracy rozróżniamy następujące układy: -ssąco-tłoczący; -tłocząco-przetłaczający; -lewarowy. W układach tłoczących organ ruchomy pompy (tłok, wirnik) znajduje się pod zwierciadłem cieczy zasysanej, wskutek czego pompa pracuje z napływem cieczy do przestrzeni ssawnej. W układach ssących wysokość geometryczna tłoczenia jest ujemna, a gdy straty hydrauliczne w przewodzie są nieznaczne i jego króciec wylotowy jest odpowiednio ukształtowany, może wystąpić zjawisko ssania po stronie tłocznej, zwiększające wydajność i sprawność pompy w porównaniu z takim samym układem, lecz o swobodnym wypływie. Przenoszenie cieczy ze zbiornika dolnego (ssawnego, czerpalnego) do górnego (tłocznego) wymaga wytworzenia przez pompę ciśnienia Hp zwanego naporem pompy (wysokością użyteczną). Określa się go jako przyrost energii właściwej pompowanej cieczy na odcinku od wlotu, który stanowi koniec króćca tłocznego. Dobierając pompę przy projektowaniu pompowni należy się kierować zasadą, aby jej napór był co najmniej równy wymaganej całkowitej wysokości pompowania Hp, która wynika z geometrii układu oraz zjawisk energetycznych. Całkowita wysokość pompowania Hp oraz wydajność Q, jaką układ osiąga przy tej wysokości, charakteryzują pracę układu pompowego. W obliczeniach naporu pompy wykorzystuje się równanie Bernoulliego, pozwalające na określenie wielkości całkowitej energii właściwej zużywanej na podniesienie jednostkowej masy cieczy na określoną wysokość.

Uzbrojenie zbiorników terenowych. Woda gromadzona w zbiornikach powinna być jak najczęściej i jak najlepiej wymieniana. Zbiornik powinien być zabezpieczony przed przepełnieniem, wymiana powietrza powinna następować bez zakłóceń. Poza tym należy zbiornik zabezpieczyć przed dostępem niepowołanych ludzi, a z drugiej strony musi istnieć możliwość przeprowadzenia kontroli od wewnątrz, oczyszczenia zbiornika, zdezynfekowania go itd. Komora zasuw wraz z systemem rurociągów ma umożliwić wyłączenie w razie potrzeby poszczególnych komór zbiornika, spuszczenie wody z poszczególnych komór itd. Jest to specjalne pomieszczenie, przez które przechodzą wszystkie rurociągi zbiornika i w którym mieści się również armatura zbiornika. Zasadniczo są dwa układy rurociągów i uzbrojenia: zbiornika przepływowego i zbiornika końcowego. Zbiornik centralny podobny jest pod tym względem do końcowego. W zbiorniku przepływowym jeden rurociąg doprowadza wodę z ujęcia do zbiornika, drugi pobiera ją ze zbiornika i odprowadza do sieci rozdzielczej. Poza tym jest rurociąg spustowy, Umożliwiający opróżnienie zbiornika (lub jednej komory) z wody, oraz rurociąg przelewowy, zabezpieczający zbiornik przed nadmiernym napełnieniem. Uzbrojenie składa się z kilku zasuw na. rurociągach doprowadzających, odprowadzających i spustowych; rurociągi przelewowe nie mogą mieć zasuwy, muszą zawsze zapewniać swobodny odpływ wody. W zbiorniku końcowym jest tylko jeden rurociąg doprowadzający i odprowadzający wodę. Rurociąg ten ma dwie odnogi: jedną wpływa woda a drugą odpływa. Poza tym istnieją rurociągi spustowe i przelewowe oraz zasuwy pozwalające na wyłączenie poszczególnych rurociągów (oprócz przelewów). W celu wymiany wody rurociąg doprowadzający ma wylot w jednym końcu komory, a rurociąg czerpalny pobiera wodę w drugim końcu. Ponieważ oba te rurociągi łączą się w jeden wspólny, właściwy kierunek przepływu nimi wody zapewniają klapy zwrotne, umieszczone na rurociągach czerpalnych. Zamykają się one w chwili tłoczenia wody do zbiornika, a woda dopływa wówczas rurociągami dopływowymi. Z chwilą czerpania wody ze zbiornika otwierają się klapy zwrotne na rurociągach czerpalnych i woda swobodnie odpływa do rurociągu odprowadzającego. Rurociągi i ich uzbrojenie mają zapewnić właściwe działanie zbiorników wodociągowych. Wszystkie rurociągi powinny przechodzić przez komorę zasuw. Tam też powinno znajdować się całe uzbrojenie instalacji rurociągów celem zapewnienia kontroli i obsługi centralnej. Rurociągi w zbiorniku powinny być prowadzone na zewnątrz ścian i dna (nie pod dnem). Rurociągi powinny być wprowadzone do komór wodnych w komorze zasuw, aby można było obserwować ewentualnie przecieki w miejscach przebicia muru. Do każdej komory wodnej zbiornika potrzebne są rurociągi: dopływowy, odpływowy (poborowy), spustowy i przelewowy; poza tym w zbiorniku przepływowym stosuje się jeszcze rurociąg awaryjny, umożliwiający bezpośrednie połączenie rurociągu dopływowego z odpływowym, z ominięciem zbiornika. Wyloty rurociągów dopływowych dla umożliwienia cyrkulacji wody w komorze i jej ciągłej wymiany powinny być umieszczone w komorze po stronie przeciwległej niż wloty rurociągów odpływowych (poborowych). W małych i średnich zbiornika wylot znajduje się 0,2 m na poziomem zwierciadła. W dużych natomiast dopływ i odpływ znajduje się po stronie komory zasuw przy zastosowaniu ścinki działowej kierującej. Wylot powyżej zwierciadła. Często stosuje się na wylocie zawór pływakowy, zamykający dopływ wody po napełnieniu zbiornika. Przewody czerpalne mają wloty na poziomie dna zbiornika nad studzienką spustową. Przewody przelewowe powinny odprowadzić całą ilość wody doprowadzonej bez niepożądanego spiętrzenia dlatego wlot do rury przelewowej ukształtowany jest lejowato. Woda odprowadzana jest zwykle niedaleko. Przewód spustowy umieszczony jest na tyle nisko aby można było spuścić grawitacyjnie wodę ze zbiornika. Wlot jest w najniższym punkcie studzienki spustowej. Przewód ten łączy się z przelewowym. Średnice dopływu, odpływu i przelewowego są takie same. W małych zbiornikach stosuje się rury żeliwne kołnieżowe, w dużych stalowe kołnierzowe. Wywietrzniki zakłada się w stropie zbiorników celem umożliwienia stałej wymiany powietrza w zbiornika oraz utrzymania ciśnienia atmosferycznego nad zwierciadłem wody. W zbiornikach gromadzi się powietrze nasycone wilgocią, powodujące powstawanie skroplin: zimą na murach zewnętrznych, drzwiach wejściowych, pokrywach itd., latem na powierzchni rurociągów. Wywietrzniki mają więc usuwać powietrze nasycone wilgocią, a w zamian wprowadzać powietrze świeże. Wywietrzniki mogą być rurowe lub kominowe. Powinny być wyprowadzone ponad nasyp ziemny nad stropem tak wysoko, by w czasie zimy nie zasypał ich śnieg (0,8 ÷ 1,5 m). Urządzenie pomiarowe zainstalowane w zbiorniku mają na celu pomiar ilości dopływającej i odpływającej wody i położenia zwierciadła wody. Małe zbiorniki mogą mieć jedynie wodowskaz połączony z pływakiem celem obserwacji stanu zwierciadła wody. Duże zbiorniki mają dodatkowo zainstalowane urządzenia przelewowe dla pomiaru wody dopływającej, a wodomierze dla pomiaru wody odpływającej (pobieranej). Urządzenia pływakowe do obserwacji położenia zwierciadła wody instaluje się najczęściej w komorze zasuw. W komorze zasuw powinny również być umieszczone zawory czerpalne, umożliwiające pobór wody z poszczególnych komór zbiornika do badania bakteriologicznego. Uzbrojenie zbiorników wieżowych. Rurociągi i uzbrojenie służą do doprowadzenia i odprowadzenia wody, zapewniają wymianę wody w zbiorniku, chronią zbiornik przed przepełnieniem. Rurociąg dopływowy jest zarazem w zbiornikach centralnych i końcowych rurociągiem odpływowym. Woda dopływa do zbiornika wylotem, zakończonym wylewem i zaopatrzonym w zasuwę, a odpływa wlotem, zaopatrzonym w kosz, zawór zwrotny, uniemożliwiający dopływ wody do zbiornika tym przewodem oraz w zasuwę. Gdy wylot znajduje się poniżej najwyższego zwierciadła wody w zbiorniku, rurociąg wylotowy zaopatrzony jest dodatkowo w klapę zwrotną, aby uniemożliwić powrót wody ze zbiornika tym przewodem. W najniższym punkcie dna zbiornika znajduje się spust, zamykany zasuwą, umożliwiający w razie potrzeby opróżnienie zbiornika rurociągiem spustowym. Do rurociągu tego, już poza zasuwą podłączony jest przelew zaopatrzony w wylew, zabezpieczający zbiornik przed przepełnieniem. Aby uniknąć szkodliwych naprężeń w tych rurociągach oraz w konstrukcji dna, zakłada się w ich górnej części kształtki kompensacyjne, umożliwiające zmiany długości rurociągu (np. termiczne). W podziemnej części wieży daje się jeszcze trzy zasuwy: do wyłączenia całego zbiornika, oraz do wyłączenia rurociągów sieciowych. Urządzenia pomiarowe zbiornika wieżowego zwykle ograniczają się do wodowskazu do stałej kontroli stanu wody. Najprostszy wodowskaz składa się z pływaka, pływającego na powierzchni wody, który za pomocą linki stalowej przenosi poziom zwierciadła wody na łatę pomiarową, umieszczoną w dolnej kondygnacji wieży lub na zewnątrz obudowy zbiornika, gdy ma być ona obserwowana od zewnątrz (np. przez obsługę pompowni). Stan zwierciadła wody może być również przeniesiony elektrycznie do hali maszyn lub nawet do mieszkania maszynisty i tam sygnalizowany dzwonkiem. Sygnały powinny być nadawane przez pływak w razie gdyby woda doszła do krawędzi przelewu (by zapobiec odpływowi wody przez przelew) lub gdyby zwierciadło wody opadło do poziomu zapasu przeciwpożarowego.

Uderzenie hydrauliczne jest to nagła zmiana ciśnienia w rurociągu tłocznym, wywołana zmianą prędkości przepływu wody. Powstaje w układzie pompa - rurociąg. Przyczyny: -szybkie zamknięcie zaworu odcinającego na końcu rurociągu -zamknięcie zaworu zwrotnego umieszczonego przy pompie wskutek przerwy w dostawie energii elektrycznej lub z innego powodu -zamknięcie zaworu odcinającego umieszczonego w pompowni lub na rurociągach zewnętrznych -przerwanie ciągłości strumienia w rurociągu wskutek nagromadzenia się powietrza w wzniesionych punktach rurociągu, a następnie szybkiego powrotu ciągłości strumienia Podwyższenie się ciśnienia w rurociągach, zachodzące przy uderzeniu hydraulicznym, może być na tyle duże, że w jego rezultacie może dojść od uszkodzenia armatury. Okres podwyższenia ciśnienia w rurociągu od normalnego ( roboczego) H, do maksymalnego Hr +Hdod, a następnie obniżenie go do normalnego (przy zamknięciu zaworu odcinającego na końcu rurociągu ) lub też okres obniżenia ciśnienia odpowiednio do Hr -Hdodi powrotu do normlnego Hr( przy nagłym przerwaniu pracy pompy) nosi nazwę fazy uderzenia hydraulicznego. gdzie: tf - długość fazy uderzenia hydraulicznego w[ s] L - długość rurociągu [m] a - prędkość przemieszczania się fali uderzeniowej [m/s] Jeżeli czas trwania zamknięcia zaworu odcinającego lub zaworu zwrotnego tz jest mniejszy od tf to występuje tzw. proste uderzenie, przy którym w rurociągu do momentu całkowitego zamknięcia zaworu, zdąży przebiegnąć tylko fala o jednym znaku. Jeżeli do tego momentu przebiegają fale: zarówno podstawowa, jak odbita to to wówczas występuje tzw. uderzenie nieproste Przeciw działania uderzeniu hydraulicznemu: -jeżeli bezpieczna długość rurociągu, jest większa od projektowanej, to ciśnienie w czasie uderzenia hydraulicznego będzie > od ciśnienia roboczego i należy zastosować urządzenia do tłumienia energii uderzeniowej -jeżeli projektowana długość rurociągu przy założeniu v0 oraz d jest znacznie mniejsza od wyznaczonej z wykresu to ciśnienie przy uderzeniu będzie większe od ciśnienia roboczego i w tym przypadku należy zainstalować urządzenie do tłumienia energii -jeżeli długość rurociągu jest bliska długości bezpiecznej lub > od niej to urządzeń do gaszenia energii nie należy stosować (L≥LB). -urządzeń nie daje się na rurociągach metalowych, gdy geometryczna wysokość podnoszenia jest <40÷50m -najbardziej niebezpieczne jest uderzenie hydrauliczne w rurociągach mających średnią długość przy dużej geometrycznej wysokości podnoszenia i dużych średnicach ( rury z innego materiału niż metal) Urządzenia do tłumienia uderzeń: Zbiorniki wodno-powietrzne ( można je instalować bezpośrednio w budynku pompowni lub osobnym budynku za pompownią, poduszka powietrzna tłumi uderzenia hydrauliczne - jeżeli parametry zbiornika i ilość powietrza w nim są wystarczające to działa samoczynnie i zmniejsza uderzenia do granic dopuszczalnych Zawory bezpieczeństwa ( ich zadaniem jest ochrona urządzeń i rurociągów wew. Pompowni przed skutkami nadmiernego wzrostu ciśnienia, mogącymi prowadzić do uszkodzeń; najczęstszymi przyczynami powstawania wysokich ciśnień są uderzenia wodne oraz awarie armatury odcinającej czy urządzeń automatycznej regulacji) -wysokociśnieniowe, których działanie rozpoczyna się na początku fazy dodatneiego uderzenia hydraulicznego -niskociśnieniowe , których działanie rozpoczyna się na początku fazy ujemnego uderzenia hydraulicznego Rodzaje: -zawory ciężarkowe ( siła dociskająca grzybek do gniazda zaworu wywierana jest przez obciążnik ) -dźwigniowe, -bez dźwigniowe; -zawory sprężynowe ( nacisk na grzybek uzyskiwany jest za pomocą zamontowanego wew. zaworu sprężyny) -normalno skokowe; -średnioskokowe ; -wysokoskokowe -zawory zwrotne z obiegiem ( z otworami w klapie, z amortyzatorami, z obejściem wodnym) -koła zamachowe -zawory napowietrzające Uruchamianie pomp: Większość pomp wirowych przed uruchomieniem wymaga całkowitego zalania komory wirnikowej wraz z rurociągiem ssawnym. Stosujemy: -zalanie pompy i rurociągu ssawnego wodą z rurociągu tłocznego -usunięcie powietrza z pompy i rurociągu ssawnego za pomocą pompy próżniowej -usunięcie powietrza z pompy i rurociągu za pomocą pompy strumieniowej -zalanie pompy i rurociągu wodą ze zbiornika -zalanie pompy i rurociągu ssawnego wodą ze zbiornika umieszczonego na rurociągu ssawnym -zainstalowanie przystawki samozasysającej ( przystawka może być też zamontowana fabrycznie) Zalanie pompy może powstać przez: -bezpośrednie wprowadzenie wody do pompy i rurociągu ssawnego co stosowane bywa do rurociągów ssawnych o średnicy nie większej od 250mm -usunięcie powietrza z pompy i ruro0ciągu ssawnego za pomocą pompy próżniowej Regulacja pomp za pomocą: Zawory redukcyjne umożliwiają zmniejszenie ciśnienia za zaworem do ustalonej wartości i utrzymanie jej na stałym poziomie, niezależnie od zmiany ciśnienia przed zaworem. Uzyskuje się to przez dławienie przepływu wody na elemencie dławiącym, którym może być grzybek umieszczony za otworem przelotowym lub iglica znajdująca się bezpośrednio w otworze. Dobór zaworów: -dopuszczalny zakres redukcji ciśnienia -maksymalna temperatura pracy zaworu -maksymalne ciśnienie robocze zaworu -zakres dop. przepływów -współczynnik k, definiowany jako wielkość natężenia przepływu wody o tem 15°C , przepływającej przez urządzenie powodujące spadek ciśnienia o 1 bar Zawory sterujące służą do całkowitego lub częściowego ograniczenia pola przekroju przepływu cieczy w rurociągach wew. pompowni. W zależności od konstrukcji możemy wyróżnić zawory zasuwowe, iglicowe, kulowe Zasuwy stanowią podstawową grupę uzbrojenia każdej pompowni. Podobnie jak zawory umożliwiają one odcięcie urządzeń od rurociągów oraz pozwalają na regulację natężenia przepływu wody. Wew. korpusu zasuwy znajduje się element zamykający, który wykonuje ruch prostoliniowy wzdłuż powierzchni uszczelniających. Zaletą zasuw jest ,że przy pełnym otwarciu występują na nich mniejsze straty ciśnienia niż w zaworach o tych samych średnicach. Zawory kulowe zbudowane z mosiężnego lub stalowego korpusu, wew. którego umieszczony jest element zamykający w kształcie kuli z wykonanym wew. tworem o średnicy wlotu do korpusu. Kula połączona jest z trzpieniem,

---