Спосіб підйому води у водопровідних мережах

Спосіб підйому води у водопровідних мере Впровадження зонування водопровідних мереж [Абрамов Н Н Водоснабжение М Стройиз (О ю о (О 60546 отримана енергія спрямовується водопідйомниками на підвищення напорів в другій частині потоку В результаті напори в кожній точці мережі будуть достатніми і максимально наближеними до необхідних Це дозволить зменшити витоки води та витрати електроенергії на її підйом, а також спростити експлуатацію всієї системи водопостачання Спосіб здійснюється таким чином Насосні станції, що живлять мережу, створюють попередньо визначені напори, які перевищують необхідні для одних споживачів, але є недостатніми для інших (високо розташованих) В точках підключення цих споживачів до магістральних ЛІНІЙ потоки поділяються на дві частини Одна частина потоку, що транспортується далі по магістралі, має надлишковий вільний напір, а значить і надлишкову потенційну енергію Інша, що подається до високо розташованих споживачів, має недостатній напір Встановлені в таких точках розподілу потоків водопідйомники перерозподіляють їх потенційну енергію, підвищуючи її в підключеннях за рахунок зниження в магістралях В результаті, напори в магістралях після ВОДОПІДЙОМНИКІВ знижуються до необхідних величин, а отримана енергія направляється тими ж водопідйомниками на подачу води в підключення до споживачів з недостатніми напорами Такий спосіб подачі води призводить до створення у водопровідній мережі мінімальних але достатніх напорів, максимально наближених до необхідних для кожної групи споживачів Переваги способу в частині економи енергії на підйом води і ДОЦІЛЬНІСТЬ його застосування розглянуто в прикладі (варіант 2) На фіг 1 зображена схема п'єзометричних ЛІНІЙ при подачі води по магістралі А-В і підключенні до неї С-Б із забезпеченням необхідних напорів у кожного споживача насосною станцією, що живить мережу і встановлена в точці А На фіг 2 зображена така ж схема із забезпеченням необхідних напорів водопідйомниками, встановленими в точках підключення до магістральних ЛІНІЙ високо розташованих споживачів Приклад Визначити раціональні умови енергетичних витрат при забезпеченні подачі води з точки А в точки Б і В, показаних на фіг 1 Позначка вільного напору в згаданих точках ВІДПОВІДНО складають ZA, ZB І ZB При чому ZB>ZB Магістральна ділянка водоводу А-В Відбір води з водоводу перед точкою Б здійснюється з точки С, що розташована в середній частині ділянки А-В Витрати води на ділянках водоводу ВІДПОВІДНО складають qAc-qi qcB-q2, qcB-q3 Вільний напір в згаданих точках водоводу складає ВІДПОВІДНО hA=hj, hc=h4, riB=h3, riB=h2 Варіанти технічного рішення Варіант 1 Насосна станція в точці А розвиває напір достатній для того щоб забезпечити вільний напір в точці Б В цьому випадку ЛІНІЯ ВІЛЬНИХ напорів підніметься на величину Аги (фиг 1) Напір в кожній точці забезпечено Енергетичні витрати при цьому складатимуть = k1q1(h1+Ah1), О) при A hi=«- hi, (2) a a Ni=kiqi(hi+ hi)=kiqihi(1+ ) (3) Варіант 2 Насосна станція в точці А розвиває напір A h4 достатній для того щоб забезпечити вільний напір в точках СІВ Вода в точку Б подається за допомогою водопідйомника встановленого в точці С (фіг 2) Напір в кожній точці забезпечено а b А п4= А п4 + A h4 , (4) a де A h 4 - напір, на який потрібно подавати воду витратами qi в точці А для того щоб змусити 6 працювати водопідйомник в точці С, A h 4 - напір на який можна буде підняти воду витратами q 2 при витраті енергії зумовленої збільшенням напору в точці А Витрати енергії, необхідні для того щоб працював водопідйомник N c =k 3 q 3 Ah 4 a (6) Витрати енергії при роботі насоса N c =k i q 2 (Ah 4 -Ah 4 a ), (7) Очевидно, витрати енергії повинні бути рівними k 3 q 3 A h a 4 =kiq 2 (A h4-A h a 4 )=kiq 2 A h4-kiq2A h a 4 (8) (9) q3=qi(1-P), k 3 q,(1-P)AhVk, Pq,Ah34=k, P q, A h4=k, Pq, a h , , при ki=k 3 (узагалі то k 3 % 1,1 ki), (11) Ah4a=aPhi, (12) Загальні витрати енергії за цим варіантом складатимуть Ni=kiqihi+kiqi A h 4 a =kiqihi(1+ а р) (13) З отриманих виразів втікає, при а ^ 1 І р ^ 1 величина параметра д h 4 a ^ h i Тобто напір в точці А зростає ВДВІЧІ Витрати електричної енергії зростають також ВДВІЧІ Величина співвідношення витрат енергії по першому і другому варіанту у рішень що розглядаються залежить від значень параметрів а і р Так, із зростанням параметра р до 1 величина параметра у ^ 1 , що може спостерігатися при q3=0 Тобто витрати енергії по першому і по другому варіантах однакові В разі зменшення параметра р ^ 0,1 величина параметра у -> 2 , що може спостерігатися при q 3 ^ q i Тобто витрати енергії по першому майже ВДВІЧІ більші ніж це має місце по другому варіанту Із формули 13 отримаємо у= N 1(1) N1(2) 1+ a k1q1h1(1 + oc.p) 1 + сф (14) 60546 Значення У для різних значень а ір Р\ а 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1 01 , 0,2 0,3 0,4 0,5 06 , 0,7 0,8 09 , 1 1, 09 1, 08 1, 07 1, 06 1, 05 1, 04 1, 03 1, 02 1, 01 1, 00 1,18 1,15 1,13 1,11 1, 09 1, 07 1, 05 1, 03 1, 02 1, 00 1, 26 1, 23 1,19 1,16 1,13 1,10 1, 07 1, 05 1, 02 1, 00 1, 35 1, ЗО 1, 25 1, 21 1 17 1,13 1, 09 1, 06 1, 03 1, 00 1, 43 1, 36 1, ЗО 1, 25 1, 20 1,15 1,11 1, 07 1, 03 1, 00 1, 51 1, 43 1, 36 1, 29 1, 23 1,18 1,13 1, 08 1, 04 1, 00 1, 59 1, 49 1, 40 1, 33 1, 26 1, 20 1,14 1, 09 1, 04 1, 00 1, 67 1, 55 1, 45 1, 36 1, 29 1, 22 1,15 1,10 1, 05 1, 00 1, 74 1, 61 1, 50 1, 40 1, 31 1, 23 1,17 1,10 1, 05 1, 00 1 82 1 67 1 54 1 43 1 33 1 25 1 18 1 11 1 05 1 00 З наведеного витікає, що при малих значеннях витрат води високо розташованими споживачами q2 і великих значеннях додаткової висоти и підйому гі2 застосування запропонованого способу під Комп'ютерна верстка А Ярославцева йому води в водопровідних мережах дозволяє майже ВДВІЧІ зменшити витрати електричної енер гії Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119