Науково-технічний збірник 103

Transcription

1 Науково-техічий збірик с. 7.Пателят Г.С., Никули С.Е. Исследоваие и разработка овых типов сооружеий для очистки сточых вод и итесификации стабилизациоой обработки воды // Методы удалеия твердых примесей из промышлеых сточых вод: Тез. докл. Челябиск: Уральский ДНТП, С ОРД Указаия по проектироваию объектов эергохозяйства металлургических предприятий. Очистые сооружеия и защита водоёмов. Т.14. М.: Мичермет СССР, Нікулі С.Ю., Прокопеко А.В. Обґрутувая загальої методики досліджеь, досліджувальих параметрів модерізоваого гідроциклоого апарату // Науковий вісик будівицтва: Зб. аук. праць. Вип.63. Харків: ХДТУБА, С Никули С.Е., Прокопеко А.В. Обосоваие общей методики исследоваий и параметров модеризироваого гидроциклоа // Комуалье господарство міст: Науктех. зб. Вип.99. Серія: Техічі ауки та архітектура. Харків: ХНАМГ, С Никули С.Е., Прокопеко А.В. Исследоваие влияия параметров а количество отложеий при итесивом перемешиваии сточых вод с гидратой и гидрокарбоатой щелочостью // Науковий вісик будівицтва: Зб. аук. праць. Вип.67. Харків: ХДТУБА, С Получео УДК О.С.НОВИЦЬКА, кад. тех. аук Націоальий уіверситет водого господарства та природокористувая, м. Ріве СПРОЩЕННЯ ГІДРАВЛІЧНИХ РОЗРАХУНКІВ ПРИ РІЗНИХ РЕЖИМАХ РОЗБОРУ ВОДИ Наведео залежості коефіцієтів регресії для різих режимів водоспоживая залежо від ічого розбору води для спрощея викоая гідравлічих розрахуків водопровідих мереж систем подачі та розподілея води. Показаы зависимости коэффициетов регрессии для разых режимов водопотреблеия в зависимости от очого разбора воды для упрощеия выполеия гидравлических расчетов водопроводых сетей систем подачи и распределеия воды. The relationships of regression coeficients for different regimes of water using as a function of night water using are shown for simplified fulfillment of water network hydraulic calculations of water transmission and distribution systems. Ключові слова: системи подачі та розподілея води, водопровіді мережі, гідравлічі розрахуки, вузлові відбори, вільі апори, еобхідий апір, режим водоспоживая. Втрати води в системах подачі та розподілея води (СПРВ) складають 40-50%. Більша частка втрат води припадає а житловий сектор. Одією з осових причи формувая втрат води є апори у водопровідих мережах [1, 2]. Від величи вільих апорів залежать: епродуктиві витрати, що формуються у процесі розбору води споживачем; витоки у споживача, які самовільо виливаються з саітаро-техічих 234

2 Комуалье господарство міст приладів; витоки із зовішіх трубопроводів водопровідих мереж. Кожа з цих величи впливає а формувая загалього розбору води із водопровідих мереж. Врахувая впливу вільих апорів а величии витрат води при гідравлічих розрахуках водопровідих мереж дозволяє провести комплексу оціку загальої картии розбору води в СПРВ та визачити ефективі еергозберігаючі заходи а осові реальих умов подачі, розподілу та розбору води споживачами [3]. Для врахувая втрат води при гідравлічих розрахуках СПРВ розроблео модель [4], а осові якої встаовлео залежості витрат води, що відбираються у вузлах водопровідих мереж, від величи вільих апорів q=f(h): H q = q = k q, (1) H де q витрата води при апорі рівому еобхідому Н=Н ; k коефіцієт, що визачає частку загалього відбору води, яка залежить від співвідошея вільих апорів Н до еобхідих Н (k=1 при Н=Н ; k >1 при Н > Н ; k <1 при Н <Н ); χ показик степея, який залежить від співвідошея загальих втрат води до сумарого водовідбору α та часток втрат води у споживачів γ до загальих. Якщо вузлові відбори е залежать від вільих апорів у вузлах, то приймають χ = 0. Зачея коефіцієтів α та γ заходяться в межах від 0 до 1. Для житлових будиків зачея його дорівює 1. У випадку аявості витоків тільки із зовішіх водопровідих мереж γ =0. Величии частки γ в умовах експлуатації СПРВ варіюються від 0,4 до 0,8. Зачея показика χ, які заходяться в діапазоі 0,5 2,5, і можуть визачатись експериметальо або за формулами [4]: при апорах меших за еобхідий Н < Н χ =,18 k ; (2) 1 м при апорах більших за еобхідий Н > Н χ =,95 К, (3) 0 м де k м та К м коефіцієти регресії відповідо для апорів меших та більших за ормативий, які залежать від режиму розбору води. В ісуючих методах розрахуків водопровідих мереж СПРВ (що е враховують залежості витрат води від величи вільих апорів) коефіцієти регресії k м та К м дорівюють улю. В реальих умовах розбо- χ 235

3 Науково-техічий збірик 103 ру води їхі зачея залежать від коефіцієтів α та γ і заходяться в межах k м = 0,55 1,65 та К м = 0,26 6,62 та визачаються за формулами [1]: k = 1,1 α ( γ 0,5) + 1,1, (4) м K = 6,36 α γ + 0,26. (5) м Зачея коефіцієтів К м [1]: для максималього водоспоживая від 0,26 до 1,53 (α =0 0,2), середього від 0,26 до 2,8 (α =0 0,4), міімалього від 0,26 до 4,08 (α =0 0,6) та ічого від 0,26 до 6,62 (α =0 1). В результаті експериметальих досліджеь у житлових будиках для різих годи доби [5], отримао залежості q=f(h) та зачея коефіцієтів регресії k м.і та К м.і (рисуок). Коефіцієти регресії К м.і зростають із змешеям розбору води, а k м.і авпаки змешуються за величиою. Рисуок демострує, що залежість ічого водоспоживая перетиає (при Н > Н ) залежості в іші годии розбору води: міімалього, середього та максималього. Експериметальі залежості витрат води q від величи вільих апорів H для різих режимів розбору води (n пов=9) при Н<Н та Н>Н : 1, 2, 3, 4 залежості відповідо для максималього, середього, міімалього та ічого водоспоживая. Для спрощея викоая розрахуків при різих режимах роботи СПРВ можа виразити коефіцієти регресії k м та К м через коефіцієти 236

4 Комуалье господарство міст регресії в ічі годии розбору води k м.іч та К м.іч. В точці перетиу ліій ічого водоспоживая та і-го режиму розбору води Н=H 1 =H 2 та q=q 1 =q 2. Тоді за формулою (1) χіч χі H i H і іч q H = H..і. (6) q Введемо додаткові коефіцієти: q.іч Ні k q. і = ; kн. і q =.і Н. (7) Тоді χі kh χі χіч kq. і = = k χ H, (8) іч kh прологарифмувавши, отримаємо lgk q. і = ( χі χіч ) lgkh. і. (9) Враховуючи формули (2), (3), (7) і (9), залежості коефіцієтів регресії і-го та ічого водоспоживая визачаються за формулами: при апорах меших за еобхідий Н і < Н.і k м.i = k м.іч lgk + 1,18lg k q. i H. i = k м.іч lgq.іч lgq.і ; (10) 1,18(lg H lg H ) при апорах більших за еобхідий Н і > Н.і lgk lg lg q. i q.іч q.і Kм.і = Kм.іч + = Kм.іч. (11) 0,95lg k 0,95(lg H lg H ) H. i Отже, коефіцієти регресії для іших режимів розбору води залежать від коефіцієтів регресії k м.іч та К м.іч, визачеих упродовж ічого розбору води, співвідошеь витрат води при еобхідому апорі k q.і та величи апорів до еобхідого k H.і. Зачея коефіцієтів k q.і можа визачити експериметальо для різих режимів водоспоживая. Проаалізувавши даі проведеих досліджеь у житлових будиках та асосих стаціях, величии коефіцієтів k q складають: для максималього водоспоживая k q.макс = q.іч /q.макс = 0,4 0,5; середього k q.сер = q.іч /q сер = 0,5 0,6; міімалього k q.мі = q.іч /q мі = 0,7 0,8. Коефіцієт k H.і залежить від величии апору Н і в точці перетиу залежостей q=f(h) при різих режимах водоспоживая. Припустивши, що всі ліії залежостей q=f(h) при апорах меших за еобхідий Н і < Н.і перетиаються в точці міімальо допусти- і і 237

5 Науково-техічий збірик 103 мого апору води Н min.доп =10м.вод.ст. та, зробивши певі спрощея, можа залежість (10) записати у вигляді: lgk 2 q.і k м.i = kм.іч. (12) 1,18(lg H 1) Ця залежість адеквато корелює зачея коефіцієтів k м.і, які для зачеь Н =34 м, k q.макс =0,5, k q.сер =0,58, k q.мі =0,74 та k м.іч =0,9 (рисуок) відповідо складають: k м.макс =1,13, k м.сер =1,09, k м.мі =0,98. Погрішості отримаих результатів за формулою (12) стаовлять до 5% (рисуок). При апорах більших за еобхідий Н і > Н.і для кожого режиму розбору води можа визачити міімалье зачея коефіцієта k H.min, виходячи з того, що К м.і К м.іч, відповідо χ м.і χ м.іч (формула (9)). Тоді lg k q. i іч =. (13) k. min 10 χ H За формулою (13) міімальий апір Н і.min, в точці якого можливий перети залежостей q=f(h) в різі режими водоспоживая: Н і H lg k q. i іч =. (14). min 10 χ Визачео міімальі зачея k H.min залежо від величи коефіцієтів k q.і та К м.іч за формулою (13) для житлових будиків (табл.1) та для розбору води із водопровідих мереж (табл.2). В умовах реалього розбору води враховао, що коефіцієт α (формула (5)) для режиму ічого водоспоживая заходиться в межах від 0,6 до 1, а коефіцієт γ для житлових будиків дорівює 1, для вузлів водопровідих мереж 0,4. Таблиця 1 Міімальі зачея коефіцієтів k H залежо від величи k q та α для житлових будиків (γ=1) Зачея коефіцієтів k H.min для різих величи α (γ=1) k q 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,1 2,64 2,42 2,26 2,13 2,03 0,2 1,97 1,86 1,77 1,70 1,64 0,3 1,66 1,59 1,53 1,49 1,45 0,4 1,47 1,42 1,38 1,35 1,33 0,5 1,34 1,31 1,28 1,26 1,24 0,6 1,24 1,22 1,20 1,18 1,17 0,7 1,16 1,15 1,13 1,12 1,12 0,8 1,10 1,09 1,08 1,08 1,07 0,9 1,05 1,04 1,04 1,04 1,03 238

6 Комуалье господарство міст Таблиця 2 Міімальі зачея коефіцієтів k H залежо від величи k q та α з урахуваям витоків води із зовішіх водопровідих мереж k q Зачея коефіцієтів k H.min для різих величи α (γ=0,4) 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,1 5,27 4,59 4,11 3,74 3,46 0,2 3,20 2,90 2,68 2,51 2,38 0,3 2,38 2,22 2,09 1,99 1,91 0,4 1,94 1,83 1,75 1,69 1,64 0,5 1,65 1,58 1,53 1,49 1,45 0,6 1,45 1,40 1,37 1,34 1,32 0,7 1,29 1,27 1,24 1,23 1,21 0,8 1,17 1,16 1,15 1,14 1,13 0,9 1,08 1,07 1,07 1,06 1,06 Зачея коефіцієтів k q.і зростають із змешеям розбору води, а k Н.і авпаки змешуються за величиою (рисуок, табл.1, 2). При розборі води з урахувая витоків із зовішіх водопровідих мереж зачея коефіцієтів k H.і є більшими (табл.2) порівяо з величиами для житлових будиків (табл.1). Для зачеь коефіцієтів k q.макс =0,5, k q.сер =0,58, k q.мі =0,74 та K м.іч =4,5 (α=0,67) (рисуок) k Н.і може заходитись в межах відповідо (табл.1): k H.макс 1,31, k H.сер =1,24 1,31, k H.мі =1,12 1,24. Визачеі за рисуком зачея k Н.і в точках перетиу залежостей ічого водоспоживая та іших режимів розбору води складають: k H.макс =1,35, k H.сер =1,26, k H.мі =1,19 (для апорів Н =34 м, Н макс =46 м, Н сер =43 м, Н мі =40,5 м). Зачея коефіцієтів k H.і, встаовлеих експериметальим шляхом для 9-поверхового будику заходяться в межах величи, визачеих за формулою (13). Відповідо зачея К м.і, визачеі за формулою (11) для діапазоів k H.і, заходяться в межах, встаовлеих експериметальим шляхом (рисуок). Таким чиом, визачивши коефіцієти регресії в годии ічого розбору води k м.іч та К м.іч, можа встаовити коефіцієти регресії k м.і та К м.і для іших режимів водоспоживая за формулами (11) і (12). Отримаі залежості корелюються з результатами експериметальих досліджеь, які було проведео в житлових будиках і а асосих стаціях. 1.Новицька О.С. Вплив вільих апорів і втрат води а величии відборів води із водопровідих мереж // Вісик НУВГП: Зб. аук. праць. Вип.1(37). Ріве, С Desan Obradovi. Modelling of demand and losses in real-life water distribution systems // Urban Water, June 2000, Volume 2, Issue 2 P Новицька О.С., Ткачук О.А. Удоскоалея методів розрахуків водопровідих мереж із урахуваям змі вільих апорів // Вісик НУВГП: Зб. аук. праць. Вип.4 (40). Ріве, Ч.2. С Ткачук О.А., Новицька О.С., Калача С.В., Шевчук А.Ю. Моделювая вузлових відборів води для викоая гідравлічих розрахуків водопровідих мереж // Науковий 239

7 Науково-техічий збірик 103 вісик будівицтва. Вип. 60. Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, С Новицька О.С., Ткачук О.А. Особливості розбору води із водопровідих мереж при різих режимах водоспоживая // Гідромеліорація та гідротехіче будівицтво: Зб. аук. праць. Вип.31. Ріве, С Отримао УДК Н.Ю.КОЛЕСНИК, кад. тех. аук, Н.М.ЯКОВЕНКО, В.М.БЕЛЯЕВА Харьковская ациоальая академия городского хозяйства МЕТОДЫ САНАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ Рассматриваются совремеые методы саации трубопроводов систем водосабжеия, аализируются их едостатки и преимущества. Предлагаются аиболее прогрессивые методы саации. Розглядаються сучасі методи саації трубопроводів систем водопостачая, аалізуються їх едоліки та переваги. Пропоуються айбільш прогресиві методи саації. Modern methods of sanitation of water supply pipelines systems has been considered, their disadvantages and advantages had been analyzed. The most progressive methods of sanitation are offered. Ключевые слова: саация, бестрашейая техология, методы «пакерого» ремота, «чулка», «труба в трубе». В астоящее время в системах водосабжеия Украиы еотложой задачей является ведреие разработок по восстаовлеию (саации) повреждеых участков трубопроводов, так как большая часть водопроводых сетей (их протяжеость свыше 70 тыс. км) проложеа с примееием стальых труб. Большим едостатком этих труб являются склоость к коррозии, а следовательо, ебольшой срок эксплуатации (10-15 лет). В результате коррозии появляются свищи в стеках труб, через которые происходят утечки воды. С течеием времеи количество свищей прогрессиво возрастает, а прочость стеок водоводов поижается. По оцекам специалистов [1, 2] из 70 с лишим тыс. км трубопроводов водопроводых сетей 55% требуют срочой замеы и ремота, а каждые 100 км трубопроводов за оди год в средем приходится 45 аварий, причём с каждым годом положеие всё ухудшается. При таком состояии водопроводых сетей, с учетом прогрессирующего коррозиоого разрушеия и при систематической подкачке, увеличивающей агрузку а ослаблеые стеки труб, в ближайшие 5-7 лет ачутся массовые разрушеия водоводов с катастрофическими последствиями для экоомики Украиы. Восстаовлеие (ремот) трубопроводов может производиться как бестрашейым, так и трашейым способом [4] и позволяет возобо- 240