Следовательно, источник 4 пригоден для использования его в системе централизованного водоснабжения. Расчетные значения минимальной продолжительности непрерывной работы водоподъемных машин показывает, что для централизованной системы водоснабжения принимается равным 16 часов работы в сутки, т.е. две смены по 8 часов.

           Кроме того, предусматривается в выбранных системах водоснабжения использование водонапорных башен. В животноводстве используют шатровые и бесшатровые водонапорные башни. Наиболее широкое распространение получили сборно-блочные металлические бесшатровые башни-колонны марки БР, которые промышленность  выпускает трех типоразмеров с вместимостью бака 15, 25 и 50 м³ при высоте от дна бака до уровня земли 8...30 м. Колонна (ствол) башни также заполняется водой, в результате чего общая ее вместимость становится значительно больше паспортной вместимости одного бака. 

2.2. Выбор схемы внешней водопроводной сети 

     Для подачи воды от водоисточников к потребителям служит водопровод. Различают наружную (внешнюю) сеть, прокладываемую вне зданий и внутреннюю сеть сооружений.

      Внутреннюю распределительную водопроводную сеть выполняют из стальных труб разного диаметра. Для отключения отдельных участков в ней устанавливают арматуру (задвижки, вентили и т.д.) Схема разводки труб и номенклатура водозаборного оборудования, устанавливаемого на внутренней водопроводной сети, зависят от технологических процессов, на которые расходуется вода. В дальнейшем расчет ведется только наружной сети

     Наружная  водопроводная сеть может быть тупиковым или кольцевым. Тупиковой называется такая сеть, в которой от главной магистрали отходят в разные стороны не связанные между собой ветви. В них вода движется только в одном направлении. В кольцевой сети вода к любому потребителю может поступать с двух сторон, т.к. трубопровод представляет собой замкнутый контур. Каждая из этих схем имеет преимущества и недостатки. К преимуществам тупиковой схемы относится то, что она имеет малую протяженность, поэтому затрачивается при прокладке меньше капитальных вложений, а недостатком является то, что в случае аварии или ремонта приходится отключать всех потребителей, расположенных за местом аварии по направлению движения воды.

      К преимуществам кольцевой схемы относится то, что она позволяет отключать поврежденные участки сети, не прекращая подачу воды к другим потребителям,  в ней создается более равномерный напор по всей длине трубопровода, исключается замерзание воды в трубах, а к недостаткам относится большая протяженность сети, и вызванная с этим большие капитальные затраты.

      Исходя из вышесказанного, с учетом минимальных капитальных затрат на строительство, эксплуатацию выбирается тупиковая схема внешней водопроводной сети. Эта схема вычерчивается на топографическом плане местности, учитывая при этом следующие соображения: протяженность трассы должна быть наименьшей; число узлов разветвления должно быть минимальным.

      При расчете тупиковой водопроводной сети важно уяснить, что по всем участкам, кроме конечных, идут два потока с путевым расходом, идущим для удовлетворения потребителей, расположенных на рассматриваемом участке, и с транзитным расходом, предназначенным для потребителей, расположенных по ходу потока за рассматриваемым участком. Поэтому расход воды в начале любого участка сети равен сумме путевого и транзитного расходов. 
 

2.3. Гидравлический расчет водопроводной сети 

      Гидравлический расчет внешней водопроводной сети осуществляют с целью определения диаметров труб и потерь напора на преодоление сопротивления в трубах на расчетных участках при пропуске по ним расчетного количества воды. Значение потерь напора на расчетных участках необходимо знать также для расчета высоты водонапорной башни и для выбора водоподъемной машины с требуемым напором. Для удобства введения гидравлического расчета внешней водопроводной сети разбивают ее на расчетные участки.

      Расчетные участки - это такие участки внешней водопроводной сети, по которым будет течь отличающееся от соседнего  участка  количество воды в единицу времени. Границу таких расчетных участков нумеруется строчными буквами русского алфавита.

      Для определения диаметров труб и потерь напора на участках необходимо вычислить в них секундный расход воды:

g_n= a × m × k₁ × k₂/(3600 × 24),                

      где k₂- коэффициент часовой неравномерности,  равный для животноводческих объектов с автопоилками - 2,5, а без - 4,0.

      Эти коэффициенты для других объектов даны в приложении 2.

      Расчет секундного расхода воды начинают с конца тупика против движения  воды, учитывая при этом то, что на каждом последующем участке секундный расход воды увеличивается на величину предыдущего участка.

     С учетом этого, секундный расход воды на участках вычисляются:

g_а-б =100×25×1,5×2,5/3600×24 + 100×80×1,5×2,5/3600×24=

0,11+0,35=0,46 л/с;

g_б-в  = 0,46+(100×25×1,5×2,5/86400)+(100×80×1,5×2,5/86400)=

0,46+0,11+0,35=0,92 л/с;

g_в-г = 0,92+(100×25×1,5×2,5/86400)+(12000×5×1,5×4/3600×24)=

0,92+0,11+4,17=5,2 л/с;

g_г-д = 5,2 + (12000×2×1,5×4/3600×24)+ (100×80×1,5×2,5/3600×24)=

5,2+1,67+0,35=7.22 л/с;

g_д-м = 7,22 +(100×50×1,5×2,5/3600×24)+ (100×80×1,5×2,5/3600×24)=

7,22+ 0,22+0,35=7,79 л/с;

g_л-к= (800×20×1,5×2,5/3600×24)+( 40×60×1,5×2,5/3600×24)=

0,69+0,1=0,79л/с;

g_к-е =0,79+ (800×20×1,5×2,5/3600×24)+(40×60 ×1,5×2,5/3600×24)=

0,79+0,69+0,1=1,58 л/с;

g_е-д= 1,58+(800×20×1,5×2,5/3600×24)+( 10000×2×1,5×4/3600×24)=

1,58+ 0,69+1,39=3,66л/с; 

      Все данные секундного расхода воды по участкам заносятся в таблицу 4.1, куда кроме этого, пользуясь таблицей академика. Н. Н. Павловского (см. приложение 4), записывают величины скорости движения воды V, диаметра условного прохода или диаметра труб d, удельных потерь напора в трубах 100·i, а также вычисленные по топографическому плану местности значения длины каждого участка L, стандартной длины одной трубы l, количество использованных на расчетных участках труб n и потери напора h на расчетных участках при использовании выбранных труб. 

      При выборе диаметров труб по таблице  академика Н. Н. Павловского необходимо руководствоваться следующими соображениями:

     - при скорости движения воды в трубах менее чем 0,40 м/с поток воды имеет ламинарный характер и взвешенные частицы, которые оказываются в воде, могут оседать внутри трубы, уменьшая при этом живое сечение, что влечет за собой периодическую их промывку, что является трудоемкой работой в производственных условиях;

    -при  скорости движения воды в трубах  более чем 1,25 м/с может возникнуть 

    гидравлический удар при резком закрытии вентилей или задвижек, давление

    воды  внутри трубопровода при этом может  достичь десятка атмосфер и при оп-

    ределенных  условиях может разорвать трубопровод. Поэтому наиболее  целее-

    сообразными  считаются скорости движения воды трубах, которые приведен-

    ные в табл. 4.2. 

                                                                                  Таблица 4.1

Результаты  гидравлического расчета

 

H = 100 i × L/100

Таким образом, по значениям вычисленного секундного расхода воды на расчетных участках и с учетом вышеуказанных оптимальных скоростей движения воды в трубопроводах, подбирают диаметры трубопроводов на этих расчетных участках.

Таблица 4.2

Оптимальные скорости движения воды в тубах 

 

    При этом необходимо иметь в виду, что  обычно условный проход или диаметр

      труб 

    выражаются  в дюймах, а один дюйм равняется 25,4 мм.  

2.4. Расчет высоты водонапорной башни 

     Как выше было указано, что принимается башенная система водоснабжения, и при этом возникает необходимость определения ее высоты, которая должна быть такой, чтобы обеспечить статическим давлением подачу воды к потребителям, когда водоподъемная машина не работает.

      Для расчета высоты водонапорной башни воспользуются выражением:

                                                Z = H_св.н + H_см +(-) H_гд,                                         

      где H_св.н - свободный напор воды, равный для одноэтажных зданий 10 м, для двухэтажных-14 м, а для трехэтажных – 18 м; H_см- сумма потерь напора от водонапорной башни до предполагаемой диктующей точки водопроводной сети, м; H_гд - геодезическая разница уровней месторасположения водонапорной башни и диктующей точки водопроводной сети, м.

      Если диктующая точка системы расположена выше по уровню на топографическом плане местности по отношению к водонапорной башне, то знак H_гд принимается положительным, а если ниже, то - отрицательным.