Спосіб визначення характеристики водопровідної мережі

Винахід відноситься до водопровідних мереж і техніки контролю водопровідних мереж і може бути використаний для визначення фактичної характеристики водопровідної мережі, оцінки оптимальності підбору насосів для насосної станції, що працює на мережу, та оцінки зміни стану мережі. Відомий спосіб визначення характеристики водопровідної мережі Нм, який полягає у її розрахунку через статичний напір Нcт, питомий опір К та продуктивність Q труб, що входять в мережу, по формулі: Hм=S(Hст+KQ2) При цьому питомий опір К розраховують за відомими формулами або вибирають із таблиць залежно від нових або не нових труб [2]. Недостатками відомого способу є те, що він занадто складний для визначення характеристик мережі, тому що потребує розрахунку витрат напору по всім ділянках труб мережі, які мають різну довжину, діаметри, стан, продуктивність, не враховує наявність шляхових водорозборів і вплив їх на питомий опір, і не точний, тому що враховує не фактичні дані продуктивності Q, статичного напору Нcт, а розрахункові. При цьому питомий опір К задається формулою або в таблицях залежно від нових або не нових труб, причому, поняття „не нові" прийнято умовно для труб із шорсткістю, яка еквівалентна шорсткості, що утворена нанесенням на стінки нових труб піску зернистістю 1мм [2]. На справді стан труб у мережі не визначений і, більш того, питомий опір залежить не тільки від шорсткості труб, а і від стану їх заростання, що не ураховується у величинах питомого опору К, які розраховують по формулам або вибирають із таблиць. Крім цього питомий опір К мережі залежить також від шляхових водорозборів споживачами і змінюється протягом доби залежно від них, що було експериментальне підтверджено нами на реальній мережі з насосною станцією №25А у м. Харкові. А з забудовою района розташування мережі більш високими будівлями змінюється також і Нст. Тому цей відомий спосіб можна вважати попереднім і користуватися ним тільки при проектуванні мережі для попередньої оцінки через нього її характеристики і первинного підбору насосів для насосної станції. В основу винаходу поставлено задачу: спосіб визначення характеристики водопровідної мережі шляхом його визначення через заміри фактичних величин складових його формули суттєво спростити його здійснення і підвищити його точність. Указана мета досягається тим, що визначення характеристики водопровідної мережі, що полягає у її розрахунку через статичний напір Нст, питомий опір К та продуктивність Q труб мережі виконують по формулі: Hм=Hcт фм+К фмQм2 через заміряний манометром або нівеліром фактичний статичний напір мережі Нст.фм, продуктивність мережі QМ та фактичний питомий опір мережі Кфм, який у свою чергу розраховують по формулі: Нфм - Нст.фм K фм = Q фм 2 через заміряні на початку мережі у будь-якому режимі на даний час відповідними приладами (манометром, нівеліром та витратоміром) фактичні напір Нфм, статичний напір Нст. фм та продуктивність Qфм мережі. Тому що продуктивність Q по довжині труб мережі через водорозбір споживачами із неї постійно змінюється, то змінюються і характеристики Нм мережі, тому доцільно визначити складові формули характеристики Нм для випадків максимального і мінімального водоспоживання, наприклад, в денний і нічний час, і таким чином одержати фактичні межові характеристики мережі, які є межами робочого поля робочих характеристик Нм мережі для теперішнього її стану. А якщо на це поле накласти межові характеристики сумісної роботи насосів насосної станції, яка працює на цю мережу з урахуванням їх регулювання в нічний та денний час, то по точкам їх пересікання з фактичними межами робочого поля характеристик мережі можна визначити фактичну робочу область насосів насосної станції і по ній, а також по розташуванню в ній оптимуму коефіцієнтів корисної дії (ККД) насосів уточнити оптимальність підбору насосів або підібрати більш оптимальні нові насоси для заміни установлених на насосній станції. Ця сукупність відомої суттєвої ознаки, що полягає у визначенні характеристики водопровідної мережі через продуктивність, статичний напір та питомий опір труб мережі, у взаємодії з новою суттєвою ознакою, що полягає у її визначенні через їх фактично заміряні відповідні величини всієї мережі суттєво спрощує здійснення способу, підвищує його точність, а також більш оптимізує підбір насосів і відповідність їх робочій зоні характеристики мережі. На фігурі, як приклад, зображене робоче поле характеристик мережі із накладеним на нього робочим полем характеристик сумісної роботи насосів насосної станції № 25А в м. Харкові. Криві 1 та 2 - межові характеристики мережі відповідно в нічний та денний час, криві 3 та 4 - межові характеристики сумісної роботи насосів на мережу теж у нічний та денний час, крива 5 - коефіцієнт корисної дії (ККД) насосів. Точки пересікання цих характеристик визначають лінію А - Б спільної робочої зони мережі і насосів протягом доби. Спосіб здійснюють наступним чином. По манометру, який установлений на початку мережі після засувки на виході із насосної станції, при повністю закритій засувці або по різниці показань нівеліра, що відповідають найвищім і найнижчім геодезичним точкам мережі, визначають фактичний статичний напір мережі Нcт фм. При максимальній продуктивності насосної станції і мережі в денний час і при мінімальній в нічний час заміряють витратоміром фактичні продуктивності мережі Qфм і фактичні напори мережі Нфм. Після цього по приведеній вище формулі для К фм, підставляючи в неї заміряні величини, розраховують його фактичну величину для денного і нічного часу роботи мережі, а потім, підставляючи у формулу для Нм величини Нст. фм та К фм і, задаючись через інтервали величинами Qм, будують дві характеристики мережі, які обмежують фактичне робоче поле характеристик мережі. Побудовані таким чином характеристики мережі повністю відповідають стану мережі на даний час і тому вони точні. Якщо ж на одержані таким чином характеристики мережі накласти характеристики сумісної роботи насосів, то крім визначення сумісної робочої зони мережі і насосів легко по попаданню оптимуму коефіцієнта корисної дії (ККД) насосів у цю робочу зону уточнити вибір насосів, які оптимально відповідають мережі. Завдяки простоті цього способу можна періодично через задані інтервали часу повторювати визначення характеристик мережі і тим самим по їх зміщенню на полі Q - Н здійснювати моніторинг за зміною її стану і через неї оцінювати його. Джерела інформації: 1. В.Я. Карелин. Насосы и насосные станции для водоснабжения и орошения. Издательство литературы по строительству. Москва. 1966. с. 61..,66. 2. Ф.А. Шевелев. Таблицы для гидравлических расчётов стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. Москва. Стройиздат. 1973. с. 3...8.