Потери напора вычисляются по формуле
,
где i – гидравлический уклон;
l – длина участка, м;
Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
V – скорость воды, м/с.
Гидравлический уклон определяется по формуле
,
где λ – коэффициент сопротивления труб по длине
или
Для пластмассовых труб А1 = 0,011, m = 0,19; С = 3,51 (для температуры 10 0С).
Для чугунных труб при скорости V < 1,2 м/с, А1 = 0,0179, m = 0,3, С = 0,867; при скорости V = 1,2 м/с А1= 0,021, m= 0,3, C = 0.
При определении потерь напора для воды с другой температурой t1, коэффициент Сt вычисляется по формуле
,
где nt, n10 – коэффициенты кинематической вязкости воды при соответст-
вующей температуре.
При подготовке сети к гидравлической увязке определяют коэффициент λ для каждого участка, затем после вычисления исправленных расходов на участках значения λ уточняются.
С учетом выражения для скорости 
формулу для определения потерь напора можно представить в виде
или 
,
где S – сопротивление участка; l – длина, м.
Сумму коэффициентов местных сопротивлений при предварительных расчетах принимают в пределах Σξ = 2…5. В примере расчета вычислены значения λ для чугунных труб на участке 3-4:
λ = 0,0210/0,30440,3 = 0,030.
Сопротивление на этом участке равно
Сопротивление S определено для расхода, выраженного в м3/с; для расхода в л/с S=0,0005606 c2/л5.
На участке 4-10 для пластмассовых труб получают:
;
или S= 0,002688 с2/л5.
Пример гидравлической увязки сети по методу Лобачева-Кросса приведен в табл. 10. Участки в таблице сгруппированы по кольцам. При вычислении потерь напора рекомендуется выражать величины потерь для участков, направленных в кольце по часовой стрелке – со знаком «+», против часовой стрелки – со знаком «-». Невязка в кольце вычисляется как алгебраическая сумма потерь напора. Чтобы уменьшить величину невязки, необходимо ввести поправки в величины расходов. Поправочный расход вычисляется по формуле
|
|
Dq = ‑Dh/ (2SSQ),
где Dh – невязка в кольце; величина суммы SSQ, вычисляется для каждого кольца. Для участков, направленных по часовой стрелке, поправка вводится со своим знаком, а для участков, направленных в другую сторону – с противоположным знаком. Если участок находится на границе двух колец, в поправочный расход вносится также поправка из соседнего кольца (но с тем же знаком, что в соседнем кольце!). Может оказаться необходимым провести несколько туров увязки так, чтобы невязка в каждом кольце не превышала допустимой величины. В студенческих проектах допускается величина Dh = 0,5 м.
В конце расчета вычисляются скорости потока воды на участках и уточняются значения коэффициентов шероховатости l и сопротивления участков. После этого может потребоваться проведение дополнительных туров увязки. Необходимо также проверить, чтобы невязка по внешнему контуру сети не превышала 1 м.
Правильность расчета проверяется расчетом балансов расходов в узлах (табл. 11).
По результатам гидравлического расчета определяют необходимый напор в точке питания и напора в узлах сети (табл. 12).
Отметки верха трубы принимают равными отметкам земли за вычетом глубины заложения труб. Глубина заложения – не менее глубины промерзания грунта в данной местности.
Необходимый напор в узлах определяется этажностью зданий; если, например, в узле 5-6-этажные здания, то необходимый напор равен
|
|
Н=10+(Е-1)·4=10+(6-1)·4=30 м,
где Е – число этажей. Необходимый пьезометр равен необходимому
напору плюс отметка верха трубы.
Условный пьезометр необходимо задать в одном из узлов (в любом). В примере (табл.11) условный пьезометр задан в узле 1, равном необходимому. Чтобы найти условный пьезометр в соседнем узле, необходимо отнять потери напора на участке, если двигаться по движению воды, и прибавить потери при движении против потока. В примере на участке 1-2 потери напора (см. табл.10) равны 4,3м, и поэтому условный пьезометр в точке 2 79-4,30=74,70; в точке 3: 74,70 - h2-3 = 74,70 - 2,54 = 72,16 и т.д.
Затем все значения условных параметров надо поднять на величину максимального дефицита напора (в примере – на 18,42). Напор в узле равен
Н = Пg - z,
где Пg – действительный пьезометр, z – отметка земли.
На плане города указывают значения напоров в узлах и путем интерполяции наносят изолинии равных напоров (рис. 3). В примере необходимый напор в узле питания равен 36,42 м, что позволяет подобрать соответствующее насосное оборудование.
Таблица 10