Спосіб оцінки стану водопровідної труби

Винахід відноситься до водопостачання ,зокрема до водопровідних мереж для питної води і господарських потреб, міських або подібних їм водопровідних мереж та техніки їх контролю і може бути використаний для оцінки їх стану при експлуатації і передбачитись при проектуванні.

Відомий спосіб оцінки стану водопровідної труби ,що полягає у визначенні характеризуючого його фактичного коефіцієнта опору тертя при експлуатації за перетвореною формулою Дарсі-Вейсбаха l=HLхd/Lx2g/V2 по заміряним фактичним величинам втрат напору HL та швидкості руху води у водопровідній трубі V. [1].

Недостатком цього відомого способу є його неточність, яка обумовлена тим, що у формулу підставляють величину внутрішнього діаметра нової труби без урахування його зменшення внаслідок її заростання, що фактично має місце при експлуатації і має істотне значення для труб невеликого діаметра .

Відомий також спосіб визначення внутрішнього діаметра водопровідної труби з урахуванням її заростання, що полягає у безпосередньому замірюванні вимірювальним інструментом її внутрішнього діаметра на вирізаних із неї відрізках або елементах стінок. [2].

Недостатком цього відомого способу є його складність, яка обумовлена необхідністю відключення водопровідної труби, зливання із неї води, вирізки її відрізків або елементів стінок, їх обмірювання, встановлення назад або заміни новими і заварювання .

В основу винаходу поставлено задачу спосіб оцінки стану водопровідної труби по фактичному коефіцієнту опору тертя шляхом визначення його також по фактичному внутрішньому діаметру водопровідної труби з урахуванням її заростання визначення його посередньо та по додатковій оцінці стану по товщині шару заростання зробити його більш точнішим та простішим.

Указана мета досягається тим, що у способі оцінки стану водопровідної труби, що полягає у визначенні для його оцінки її фактичного коефіцієнта опору тертя l по перетвореній формулі Дарсі -Вейсбаха l=HLхd/Lх2g/V2 через заміряну датчиками натиску витрату напору HL на довжині L відрізка та заміряну витратоміром швидкість руху води V у ньому , фактичний коефіцієнт опору l визначають також по фактично заміряному на даний час вимірювальними приладами внутрішньому діаметру труби з урахуванням її заростання по формулі l=HLхdзар/Lх2g/V2,

де: l коефіцієнт опору тертя ;

HL - втрата напору по довжині відрізка водопровідної труби ,яку визначають як різницю п'єзометричних напорів на його кінцях;

dзар та L- внутрішній діаметр з урахуванням заростання та довжина відрізка водопровідної труби;

V - швидкість руху води у трубі, що оцінюють ;

g - прискорення вільного падіння .

Для запобігання відключення водопровідної труби та вирізки із неї відрізків елементів стінок для обмірювання внутрішній діаметр її з урахуванням заростання dзap визначають через, заміряні витратомірами витрату води Q у відрізку допоміжної не зарослої труби, який для цього сполучають паралельно з трубою, що оцінюють , передбачаючи на ній місця сполучення і пропускаючи через нього весь потік води, та швидкість руху води V у трубі, що оцінюють, по формулі  де:

dзap - внутрішній діаметр водопровідної труби з урахуванням її заростання;

Q - витрата води у допоміжному відрізку труби ;

V - швидкість руху води у трубі, що оцінюють;

p - математична константа відношення довжини кола до його діаметра, що дорівнює 3,14 .

Для підвищення достовірної оцінки стану водопровідної труби по діаметру нової труби d та по діаметру з урахуванням її заростання на даний час dзар визначають товщину шару заростання dзар=(d-dзap)/2 і по ньому додатково до l оцінюють її стан .

Ця сукупність нових суттєвих ознак, полягаючих у визначенні фактичного коефіцієнта опору тертя також по фактично заміряному на даний час діаметру водопровідної труби з урахуванням її заростання, який визначають посередньо, та у визначенні фактичної товщини шару її заростання у взаємодії з відомою ознакою, яка полягає у визначенні фактичного коефіцієнта опору тертя по замірам величин втрат напору та швидкості руху води у водопровідній трубі підвищує достовірність способу оцінки стану та значно спрощує його здійснення, а також дозволяє постійно спостерігати за ним без відключення водопроводу та своєчасно планувати його заміну .

На фігурі зображена схема здійснення способу. На водопровідній трубі 1 вже при проектуванні і прокладці мережі або при її експлуатації у колодязі 2 передбачають засувку 3 та місця 4 і 5 сполучення допоміжного відрізка труби 6 із засувками або вентилями 7 та 8 . Відрізок труби 6 може знаходитись постійно у колодязі і тоді перед замірами його слід знімати і прочищати , або краще його ставити перед замірами, зберігаючи постійно чистим усередині. Засувка 3 при експлуатації труби 1 постійно відкрита ,а засувки 4 та 5 - закриті . При здійсненні способу вибирають відрізок водопровідної труби, довжиною L, на його кінцях монтують (якщо вони не були змонтовані при запуску у експлуатацію труби ) датчики 9 та 10, а у колодязі 2 - витратомір 11 із накладними датчиками, наприклад ультразвуковий, і заміряють витрату напору HL на довжині відрізка L та швидкість руху води V у трубі . Після цього закривають засувки 4 та 5 і витратоміром 11 заміряють знову швидкість руху води у трубі 1 і таким же витратоміром 12 - витрату води у відрізку зйомної нової або зачищеної постійної допоміжної труби 6 . Виходячи із рівності витрат води у водопровідній 1 та допоміжній 6 трубах за формулою  розраховують фактичний внутрішній діаметр водопровідної труби з урахуванням її заростання і , підставляючи його у відому перетворену формулу Дарсі-Вейсбаха , отримують більш точну величину l і за нею оцінюють стан труби. Для підвищення достовірності оцінки стану водопровідної труби по діаметру нової труби d і діаметру з урахуванням її заростання на даний час dзар визначають товщину шару заростання і по ньому додатково більш точно оцінюють стан труби.

Джерела інформації:

1. Патент України на винахід №46376A, кл.F16L7/02, F17D5/02, 15.05.2002р.

2. В.А. Петросов. Зміна гідравлічного опору магістральних водоводів з часом. Автореферат на здобування ступені кандидата технічних наук , Харків. 1971. с.5.