Đối với mạng lưới cấp nước cụt, hay còn gọi là mạng lưới hở, bài toán đặt ra là:
- Biết áp lực tự do cần thiết ở điểm cuối của mạng.
- Biết lưu lượng nước lấy ra ở các nút.
Yêu cầu xác định đường kính ống của từng đoạn mạch áp lực cần thiết ở điểm đầu, để từ đó tính được áp lực công tác của máy bơm hay chọn độ cao đài nước.
Đề minh họa ta làm một ví dụ sau:
Tính toán mạng lưới cấp nước cụt, với các số liệu cho trên hình 62.
Biết rằng mặt bằng công trường xây dựng là phẳng có độ cao đường đồng mức là 110.1
Bước 1: Bằng phương trình qnli, = 0 xác định lưu lượng nước tính toán Qij cho từng đoạn ống.
Lưu lượng nước trong mỗi đoạn mạch ông chính, được tính bằng cách cộng các lưu lượng của những đoạn mạch phía sau (so với chiều dòng nước) và lưu lượng các điểm tiêu thụ trên chính đoạn mạch đó.
Bước 2: Dựa vào lưu lượng Qi; vừa tính được, tra bảng thủy lực của F. A.Sêvêlép để tìm Dy, V và 1000l tương ứng.
Bước 3: Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn đường Ống bằng công thức h = il (m), cho toàn bộ mạng lưới đường ống (m).
Bước 4: Xác định áp lực tự do ở điểm đầu N là nguồn cung cấp nước cho mạng lưới, để tính toán chọn máy bơm hoặc chọn chiều cao đài nước.
Kết quả tính toán trình bày trong bảng 6.4.
Giả sử cần chọn độ cao tháp nước, ta sẽ tính theo cong thức:
Hth = Znlì- zth + Hmax + htd + Ih, (6.9)
trong đó:
= zth = 110 vì ở đây vì giả thiết mặt bằng công trường là phẳng nên cao trình nhà và cao trình chân tháp bằng cốt tự nhiên.
- áp lực tự do cần thiết của điểm lây nước bất lợi nhất của mạng cấp nước, htd = 2m.
HmaJt – chiều cao lốn nhất của điểm cần lấy nước.
Giả sử cần phải đưa nước lên tầng 3 của ngôi nhà đang xây dựng, là điểm cao nhất trong công trường cần nước.
Ta có Hm„ = 12m;
£h – tổng tổn thất áp lực trên toàn mạng, ở ví dụ này 2h = 13,54m.
Khi này thay các sô’ liệu vào, ta tính được chiều cao của tháp nước:
Hth = 110 – 110 + 12 + 2 + 13,5 = 29,54m,
lấy tròn Hth = 30m.
Với chiều cao này, tháp nước đảm bảo cung cấp nước liên tục, tới tất cả các điểm cần nước trên công trường.
Ở những công trường nhỏ hoặc công trường trong thành phố’, để hợp lí thường không dùng tháp nước, mà thay vào đó là các máy bơm.
Khi này nguồn cấp nước từ các đường ông có sẵn sẽ tự chảy vào bể dự trữ, và từ đây nước được bơm vào mạng lưới cấp nước công trường.
- Tính toán mang lưới vòng
Tính toán mạng lưới cấp nước theo sơ đồ mạng lưới vòng thường khó khăn và phải tính nhiều lần, theo phương pháp đúng dẩn, vì trong mạng lưới vòng nước có thể chảy theo nhiều hướng khác nhau, do đó có thể có nhiều phương án phân phối nước trên toàn mạng lưới, có nghĩa là lưu lượng nước trong từng đoạn ống có thể thay đổi và do đó đường kính ống cũng thay đổi theo.
Muốn giải bài toán này trước hết phải xác định hướng nước chảy trên các đoạn ống.
Thông thường sau khi phân bố lưu lượng sơ bộ lần đầu cho từng đoạn ống vói điều kiện Zqnút = 0 thì điều kiện cân bằng về áp lực chưa đảm bảo, nghĩa là có một sai số tổn thất áp lực Ih nào đó. Để đảm bảo điều kiện cân bằng áp lực Zh = 0 ta phải tiến hành điều chỉnh lưu lượng trên mỗi nhánh của vòng, trên nhánh tải nhẹ được tăng thêm lưu lượng Q, trên nhánh tải nặng sẽ được giảm lưu lượng Q để vẫn đảm bảo điều kiện cân bằng nút £qnút = 0. Lưu lượng nước điều chỉnh có thể xác định theo công thức sau:
Dấu của Sij trong mạng vòng tính toán lấy theo quy ước: thuận chiều kim đồng hồ lấy dấu dương (+) và ngược chiều kim đồng hồ lấy dấu âm (-).
Trên thực tế tính toán, để đạt được £h = 0 là rất khó, nên khi £h < ± 0,5ml có thể xem như đạt yêu cầu vói một sai số cho phép.
- 3.3. CẤU TẠO MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
Mạng lưới cấp nước được cấu tạo từ các đường ông cấp nước, các thiết bị và các công trình trên mạng lưới.
- Ống nước và các bộ phận nối ống
Mạng cấp nước tạm thường sử dụng các loại ông gang, ông thép, Ống bêtông cốt thép và ống nhựa. Ở các trục câp nước chính có thể dùng các loại ống gang, ống nhựa có đường kính lớn D = 300; 400; 500…
Còn các đường ống nhánh, thường dùng loại ông thép hoặc ông nhựa để dễ thi công, mối nối đơn giản. Các đường kính định hình như sau:
D115; 20; 25; 32; 40; 50; 70; 80; 100; 125…, mm.
Đường ống nước tạm ở công trường thường đi nổi trên mặt đất, đặt dọc các mép đường giao thông, chạy phía trước các công trình và nhà tạm thời, rồi từ mạng lưới chính này, có các Ống nhánh đưa nước đến các điểm tiêu thụ. Các đoạn ống đi qua đường giao thông sẽ được đi chìm dưới đất ở độ sâu 30 5 50cm.
Ở những địa điểm có khả năng cháy, phải có đường ống cấp nước chạy ở phía trước và bố trí ít nhất hai họng nước chữa cháy.
Để giải quyết các chỗ thay đổi hướng nước chảy, đặt nhánh lấy nước, lắp đặt van khóa, thay đổi đường kính ống… người ta dùng các bộ phận nối ống hay còn gọi là các phụ tùng cấp nước như: cút, tê, thập, ống ngắn, ống lồng, côn… được chế tạo sẵn và liên kết với các đoạn ống bằng ren đối với ống thép, hoặc bằng keo dán đối vối ống nhựa.
