Các trường hợp tính toán mạng lưới

Mục đích chính của việc tính toán mạng lưới cấp nước là xác định lưu lượng tính toán của các đoạn ống, trên cơ sở đó chọn đường kính ống hợp lí và kinh tế, xác định tổn thất áp lực trên các đoạn ống và trên tuyến bất lợi để xác định chiều cao xây dựng đài nước và áp lực công tác của máy bơm.

Khi tính toán mạng lưới cấp nước thường phải tính cho các trường hợp cơ bản sau đây:

  • Trường hợp giờ dùng nước lớn nhất
  • Trường hợp có cháy trong giờ dùng nước lớn nhất
  • Đối với mạng lưới có đài đối diện (đài nước ở cuối mạng lưới) còn phải tính toán kiểm tra cho trường hợp vận chuyển nước lớn nhất – tức là trường hợp tiêu thụ ít, mạng lưới có thêm chức năng vận chuyển nước lên đài.

Một số giả thiết để tính toán

Trong giai đoạn tính toán, việc xác định chính xác số điểm lấy nước trên các đoạn ống, khoảng cách giữa các điểm lấy nước và lượng nước lấy ra tại từng điểm là rất khó.

Hơn nữa, nếu cố định được các số liệu đó thì sơ đồ tính toán lại quá phức tạp; do đó, để đơn giản hóa bài toán, người ta đưa ra một số giả thiết sau:

  • Các hộ tiêu thụ nước lớn như: Các xí nghiệp công nghiệp, bể bơi… được coi là các điểm lấy nước tập trung, và các điểm đó được gọi là các điểm nút.
  • Các hộ tiêu thụ nước nhỏ, lấy nước sinh hoạt vào nhà coi như lấy nước đều dọc tuyến ống.
  • Đoạn ống nào chỉ có lưu lượng tập trung ở cuối đoạn ống thì lưu lượng của đoạn ống đó không đổi.
  • Đoạn ống nào chỉ có lưu lượng phân phối dọc tuyến thì giả thiết là được phân phối đều.

Trên cơ sở đó, người ta thành lập các công thức tính sau đây:

  • Lưu lượng dọc đường của toàn mạng lưới
    Q = Q – ∑qt.tr
    Trong đó:

    • Q : Lưu lượng dọc đường của toàn mạng lưới (l/s)
    • Q : Tổng lưu lượng vào mạng lưới ứng với trường hợp tính toán (l/s)
    • ∑qt.tr : Tổng lưu lượng tập trung của toàn mạng lưới (l/s)
  • Lưu lượng dọc đường đơn vị
    qđv = Q / ∑ltt
    Trong đó:

    • qđv : Lưu lượng dọc đường đơn vị (l/s/m)
    • ∑ltt : Tổng chiều dài tính toán, tức là tổng chiều dài các đoạn ống có phân phối nước dọc đường của mạng lưới (tính bằng m)
  • Lưu lượng dọc đường của các đoạn
    q = qđv . ltt
    Trong đó:

    • q : Lưu lượng dọc đường của đoạn (l/s)
    • ltt : Chiều dài tính toán của đoạn (m)
  • Để dễ dàng trong tính toán, người ta thường đưa lưu lượng dọc đường về các nút tức là về các điểm đầu và điểm cuối của đoạn ống.
    Lưu lượng nút bằng nửa tổng số lưu lượng dọc đường của các đoạn ống và nút đó
    Qnút= Σqđv.ltt/2
    Trong đó:

    • ltt : Chiều dài tính toán của các đoạn ống liên hệ với nút
  • Sau khi đã có giá trị lưu lượng nút, ta tính được lưu lượng tính toán của các đoạn ống bằng phương trình ∑qnút = 0, tức là lưu lượng nước đi vào một nút phải bằng tổng lưu lượng ra khỏi nút đó.

Tính toán thủy lực mạng lưới cụt cấp nước

  • Xác định tổng lưu lượng vào mạng lưới theo các trường hợp cần tính
  • Quy hoạch mạng lưới và chia mạng lưới thành các đoạn tính toán, ghi trị số chiều dài các đoạn ống, ghi các lưu lượng tập trung và đánh số các điểm nút lên sơ đồ. Đoạn ống tính toán là đoạn ống nằm giữa hai giao điểm của đường ống hay giữa giao điểm đó với một nút lấy nước tập trung, và trên đoạn đó đường kính ống không đổi.
  • Xác đinh tổng chiều dài tính toán của mạng lưới Σltt
  • Xác định lưu lượng dọc đường đơn vị, lưu lượng dọc đường của các đoạn và đưa về lưu lượng nút. Ghi kết quả tính lưu lượng nút lên sơ đồ mạng lưới.
    Tính Toán Mạng Lưới Cấp Nước
  • Xác đinh lưu lượng tính toán của đoạn ống
    Lưu lượng tính toán của một đoạn ống thuộc mạng lưới cụt bằng tổng số lưu lượng chảy xuyên qua nó và một nửa lưu lượng dọc đường của bản thân đoạn ống đó. Tức bằng tổng các lưu lượng nút kể từ nút cuối đoạn ống đó trở đi.
  • Chọn tuyến chính để tính thủy lực trước:
    Tuyến chính là tuyến dài nhất và có điểm cuối ở cốt cao nhất so với điểm đầu mạng lưới
  • Lập bảng tổng hợp kết quả tính qtt – D – V – i – h của các đoạn thuộc tuyến chính.
    Trong đó:

    • qtt : Lưu lượng tính toán của đoạn ống (l/s)
    • D: Đường kính ống (mm)
    • V : Vận tốc nước chảy trong ống (m/s)
    • i : Tổn thấp áp lực trên 1m chiều dài đường ống (m) – tổn thấp áp lực đơn vị
    • h : Tổn thất áp lực trên đoạn ống (m)
  • Cách tra bảng xác định đường kính ống hợp lý
    • Biết vật liệu làm ống, lưu lượng tính toán của đoạn ống, dùng bảng tính toán thủy lực dùng cho mạng lưới cấp nước của ΦA.Xê-vê-rép để tìm đường kính ống sao cho vận tốc nước chảy trong ống nằm trong giới hạn vận tốc kinh tế (Vkt)
    • Giá trị Vkt có thể tham khảo bảng sau:Các tra bảng xác định đường kính ống hợp lý
    • Lưu ý: Khi tính toán kiểm tra MLCN trong từng trường hợp có cháy trong giờ dùng nước lớn nhất thì vận tốc lên đến gần giới hạn trên quy định cho từng loại ống.
      • Ống gang V ≤ 2÷3 m/s
      • Ống thép V ≤ 3÷4 m/s
  • Khi đã chọn được D hợp lí. Bảng này cũng cho biết luôn giá trị của V vài (ghi dưới dạng 1000i)
  • Tính h = i.l
    Mẫu bảng ghi kết quả tính qtt - D - V - i - h của các đoạn thuộc tuyến chính
    Một số cán bộ đầu ngành có kinh nghiệm trong lĩnh vực cấp nước ở Việt Nam đã đưa ra một giải pháp chọn đường kính ống trên cơ sở vận tốc thiết kế và khống chế tổn thất áp lực trên 1km đường ống
  • Tính cốt áp lực (cốt mực nước) (Hz), áp lực tự do (Htd) tại các nút của tuyến chính
    • Chọn đúng điểm bất lợi nhất (BLN)
    • Tại điểm BLN, áp lực tự do lấy theo chiều cao tầng nhà
    • Tính cốt áp lực tại điểm BLN : HBLNz
      HBLNz = HBLNtd + ZBLN
      Trong đó:

      • HBLNtd : Áp lực tự do tại điểm bất lợi nhất (m)
      • ZBLN : Cốt mặt đất tại điểm bất lợi nhất (m)
    • Biết cốt áp lực tại điểm bất lợi nhất, tổn thất áp lực trên các đoạn ống h, ta lần lượt tính được cốt áp lực tại các đoạn ống khác thuộc tuyến chính
      Hnút trướcz = Hnút sau kề nóz + hđoạn nối giữa hai nút
    • Cuối cùng: Áp lực tự do của các nút tính theo công thức
      Htd = Hz – Z

Mẫu bảng ghi kết quả tính Hz , Htd tại các nút thuộc tuyến chính

  • Tính toán thủy lực tuyến nhánh
    • Tổn thất áp lực cho phép của tuyến nhánh là hiệu số giữa cốt áp lực của nút đầu và cốt áp lực nút cuối nhánh: Δh
    • Có lưu lượng tính toán trên các đoạn thuộc tuyến nhánh, dùng “bảng tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước ΦA.Xê-vê-rép” chọn đường kính các đoạn ống, tính tổn thất áp lực trên các đoạn ống và toàn tuyến nhánh ∑htuyến nhánh
    • So sánh Δh và ∑htuyến nhánh
      • Nếu Δh < ∑htuyến nhánh : chấp nhận D đã chọn
      • Nếu Δh > ∑htuyến nhánh : chọn lại D các đoạn ống

Xem thêm: Cấu tạo mạng lưới cấp nước

Tính Toán Mạng Lưới Cấp Nước
5 (100%) 4 votes

Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !