Методы определения требуемого объема регулирующих и запасных емкостей

При  помощи  совмещенных  графиков  водопотребления   и  водоподачи  (т. е. графика работы насосов, подающих   воду   в   сеть)    может быть легко определена расчетная регулирующая емкость бака    водонапорной башни или напорного резервуара.

Покажем это на примере графика, приведенного на П.4, а, при ступенчатой работе насосов. Результаты вычислений сведены в табл. II.3, где значения часовых расходов даны в процентах от суточного расхода. В графах 2 и 3 приведены данные, взятые непосредственно с графика (см. II.4, а). В графах 4 и 5 даны разности значений, приведенных в графах 2 и 3. Эти разности представлены на графике отрезками ординат между кривыми  подачи    и    потребления.

Для заполнения графы 6 следует наметить час, когда бак будет пуст. Этого можно ожидать после периода подачи воды баком в течение более или менее значительного промежутка времени. В нашем случае при ступенчатой работе насосов таким периодом может быгь промежуток от 7 до 12 ч. Предположим, что к 12 ч бак башни будет пуст, т. е. в графе 6 против промежутка 11 —12 ч будет стоять 0. Далее, прибавляя или вычитая соответственно значения, приведенные в графе 4 или 5, будем для каждого часа получать количество воды, остающейся в баке к концу каждого часового промежутка. Наибольшая из цифр графы 6, получившаяся в результате подсчета, даст требуемую регулирующую емкость бака башни.

Если допущена ошибка при назначении часа, к концу которого бак будет пустым, то некоторые из цифр графы 6 получат отрицательные значения. В этом случае нет необходимости в пересчете, так как емкость бака может быть получена как сумма абсолютных значений наибольшей положительной и наибольшей отрицательной цифр в графе 6. В рассмотренном случае регулирующая емкость бака башни Wp при ступенчатой работе насосов получилась равной 2,5% суточного расхода. Если принять равномерную круглосуточную работу насосов, то ступенчатый график подачи получит вид горизонтальной прямой с постоянной ординатой QH= 100/24 = 4,17%.

Этот график дает большие отклонения от графика потребления, чем рассмотренный ступенчатый график работы насосов, а следовательно, объем и стоимость башни при равномерной работе насосов должны возрасти. Действительно, в этих условиях  №р = 6,98%.

Регулирующая емкость водонапорных башен зависит как от графика водопотребления, так и от принятого графика работы насосной станции. Регулирующая емкость бака башни может быть определена также графическим путем при помощи так называемых интегральных графиков. Ординаты интегральных графиков дают суммарное количество воды, израсходованной с начала суток до каждого данного часа.

Следует иметь в виду, что при определении регулирующей емкости бака башни был принят график работы насосов, предполагающий постоянную величину подачи воды данным насосом (или данной группой параллельно работающих насосов) в течение всего намеченного периода их работы. В действительности непрерывное изменение количества воды, забираемой из сети потребителями, и соответствующее изменение потерь напора и давлений в сети будут вызывать также непрерывное изменение подачи воды насосами. Это изменение обусловливается свойством «саморегулирования» центробежных насосов, у которых, как известно, подача и создаваемый напор связаны определенной характеристикой Q—Н. Кроме того, изменение уровня воды в баке башни будет вызывать также изменение требуемой высоты подачи воды,  а следовательно, и количества воды,    подаваемой    насосом.

В силу сказанного действительный график подачи воды насосами будет несколько отличен от первоначально    принятого    при    расчете.

Путем  последовательного приближения  могут быть найдены уточненный график подачи воды насосами и уточненная величина емкости бака башни.

Практика показывает, что регулирующая емкость баков башен в городских водопроводах составляет обычно от 2,5—3 до 5—6% при неравномерной (ступенчатой) работе насосов и 8—15% и более при равномерной круглосуточной работе насосов.

Действующие нормы строительного проектирования требуют, чтобы баки водонапорных башен в поселках сверх их регулирующей емкости вмещали запас воды на тушение одного внутреннего и одного наружного (а для промышленных предприятий одного внутреннего) пожара в течение 10 мин.

Как было сказано, в некоторых случаях рельеф местности позволяет строить вместо водонапорной башни напорный резервуар, располагаемый на возвышенных отметках вблизи территории города. Емкость таких водонапорных разервуаров определяется по тем же принципам, что и емкость баков водонапорных башен. Однако, учитывая меньшую стоимость резервуара, иногда считают целесообразным хранить в них полный пожарный запас воды вместо использования для этих целей резервуара чистой воды (при насосной станции второго подъема).