Projektiranje Vodoopskrbnih Sustava - Za Web

Projektiranje vodoopskrbnih sustavaNajprije je potrebno provesti analizu potronje vode, koja se odnosi na definiranje potrebnih koliina vode pojedinih kategorija potroaa (za stanovnitvo i industrijske potrebe, te za gaenje poara). POTRONJA VODE ZA STANOVNITVO Odreuje se na osnovu specifine potronje vode i broja stanovnika. Specifina potronja vode qsp ( l/st/d) definira se kao utroak vode po jednom stanovniku po danu. Odreuje se prvenstveno na osnovi iskustva dok u nekim zemljama postoje zakonski propisi u skladu s veliinom naselja i opremljenosti domainstava sanitarnotehnikim ureajima. Broj stanovnika Mk ovisi o lokalnim i opim socijalno ekonomskim faktorima, te vremenski nije stalan. Definira se na temelju doneenog prostornog plana za usvojeno projektno razdoblje ( 20 50 godina). Srednja dnevna potronja Qsr,dn (l/d) vode za stanovnitvo odreuje se pomou izraza:

Qsr ,dn = q sp M kKod hidraulikog dimenzioniranja mjerodavne su sljedee koliine vode: vodoopskrbnih objekata

a) Maksimalna dnevna potronja Qmax,dn (l/d) dobije se kao umnoak srednje dnevne potronje i koeficijenta neravnomjernosti najvee dnevne potronje:

Qmax,dn = K d Q sr , dn

Maksimalna dnevna potronja, hidrauliko dimenzioniranje:

Qmax,dn,

je

mjerodavna

za

vodozahvata crpnih stanica (za sve vodoopskrbne sustave osim potisnih) ureaja za kondicioniranje vode vodosprema glavnih dovodnih cjevovoda koji povezuju ove objekte b) Maksimalna satna potronja qmax,h (l/h) u odnosu na Qmax,dn izraava se koeficijentom neravnomjernosti najvee satne potronje:

q max,h =

K h Qmax,dn 24

=

K h K d Q sr , dn 24

Maksimalna satna potronja, qmax,h , je mjerodavna za hidrauliko dimenzioniranje: crpnih stanica (kod potisnih stanica) glavnih dovodno opskrbnih cjevovoda razdjelnih mrea Koeficijenti neravnomjernosti potronjke vode, Kd i Kh, su u funkciji veliine naselja, odnosno broja stanovnika i u Tablici 1. su prikazani kao iskustvene vrijednosti.Veliina naselja (potroaa) Ljetovalita i toplice Sela i manja naselja Gradovi ispod 25 000 stanovnika Gradovi od 25 000 do 50 000 stanovnika Gradovi od 50 000 do 100 000 stanovnoka Gradovi preko 100 000 stanovnika Koeficijenti neravnomjernosti Kd 1.6 do 1.7 1.5 do 1.6 1.4 do 1.3 1.3 do 1.4 1.3 1.2 Kh 2.5 2.0 1.6 1.4 1.3 1.2

Tablica 1. Vrijednosti koeficijenata neravnomjernosti potronje vode

POTRONJA VODE ZA INDUSTRIJU Ovisi o vrsti procesu. industrije te o primijenjenom tehnolokom

Najpreciznije odreivanje provodi se anketnim ispitivanjem kod proizvodnih tehnologa. Potronja vode za industriju iskazuje se kao imbenik srednje dnevne potronje po stanovniku ili odvojeno kao industrijska potronja, Qind.

POTRONJA VODE ZA GAENJE POARA

Karakter opreme zgrade sanitarno-tehnikim ureajima

Specifina potronja qsp

Naselja sa zgradama koje nisu opremljene vodovodom i kanalizacijom Naselja sa zgradama opremljenim unutarnjim vodovodom i kanalizacijom bez kupaonice Naselja sa zgradama opremljenim vodovodom, kanalizacijom i kupaonicom Naselja sa zgradama opremljenim unutarnjim vodovodom, kanalizacijom i sistemom centralne opskrbe toplom vodom

30 do 50 125 do 150 150 do 230 250 do 400

Tablica 3.

Specifina potronja vode

Tablica 4.

Srednja dnevna potronja vode u nekim europskim dravama

Primjer 1: Za naselje s procijenjenim brojem stanovnika (za plansko razdoblje do 2030. godine) od 50 000 stanovnika, treba odrediti potronju vode po pojedinim kategorijama potroaa pretpostavljajui: specifinu potronju vode za kuanske potrebe qsp = 200 l/st/d konstantnu industrijsku potronju qIND,6-14h = 20 l/s qIND,14-22h = 15 l/s qIND,22-6h = 10 l/s Potronja vode za stanovnitvo

Qsr ,dn = q sp M k

Qsr ,dn = 200 / 1000 50000 = 10000 m 3 / dQmax,dn = K d Q sr , dn

Qmax,dn = 1,3 10000 = 13000 m 3 / d

q max,h = q max,h

K h Qmax,dn

24 24 3 = 758,33 m / h = 210,65 l / s

=

K h K d Q sr , dn

=

1,4 1,3 10000 24

Potronja vode za gaenje poara Prema tablici 1.3::III ukupna potronja vode za gaenje poara iznosi: Qpo = 10 l/s (minimalna koliina) Potronja vode u industriji qIND,6-14h = 20 3600/1000 = 72,0 m3/h qIND,14-22h = 15 3600/1000 = 54,0 m3/h qIND,22-6h = 10 3600/1000 = 36,0 m3/h Ukupna dnevna potronja industrije: QIND,DN = (72,0+54,0+36,0) 8 = 1296,0 m3/d

DIMENZIONIRANJE SUSTAVARazmotrit emo gravitacijski i kombinirani sustav opskrbe vodom s obzirom na njihovo dimenzioniranje:

Gravitacijski sustav opskrbe vodomObiljeava ga gravitacijski dovod i gravitacijska raspodjela opskrbnih koliina (Slika 1).

Slika 1. Gravitacijski sustav opskrbe vodom

Kombinirani sustav opskrbe vodomVodosprema ispred mjesta potronje

Slika 2. Kombinirani sustav opskrbe vodom vodosprema ispred mjesta potronje

Koliina Qmax,dn koja protjee tlanim cijevnim vodom ovisi o radnom vremenu crpne stanice Tcr .Radno vrijeme crpne stanice Tsati 8 sati Protok Q (l/s)

Q1 =Q2 =Q3 =

Qmax, dn 8 3 600h

===

Qmax, dn 28 800Q max, dn 57 600Qmax, dn 86 400

16 sati

Q max, dn 16 h 3 600Qmax, dn 24 h 3 600

24 sata

Vodosprema iza mjesta potronje Varijanta I.

Slika 3. Kombinirani sustav opskrbe vodom vodosprema iza mjesta potronje

dionica 1: od zahvata do poetka mjesta potronje cjevovod djeluje kao tlani pa je dimenzioniranje usklaeno s protokom:Q1 = Q max, dn Tcr

dionica 2: odnosi se na cijevni vod koji povezuje opskrbni sustav s vodospremom. Mjerodavni protok dionice odnosi se na: koliinu crpljenja Q1 (l/s) ili

maksimalnu satnu potronju Qmax,h (l/h) dionica 3: obiljeava dionicu tlanog cjevovoda na prolazu kroz naselje i to je cjevovod sustava raspodjele. Mjerodavni protok jednak je Qmax,h dok se razlika izmeu maksimalne satne potronje Qmax,h i koliine crpljene koliine Q1 nadoknauje dotokom iz vodospreme.

Varijanta II.

Slika 4. Kombinirani sustav opskrbe vodom vodosprema iza mjesta potronje

dionica 1: povezuje crpilite s vodospremom i djeluje iskljuivo kao tlani dovodni cjevovod. Mjerodavni protok iznosi:Q1 = Q max, dn Tcr

dionica 2: cjevovod vodosprema opskrbno podruje djeluje kao glavni opskrbni vod pa je mjerodavni protok: maksimalna satna potronja Qmax,h (l/h) dionica 3: sastavni je dio opskrbnog sustava u mjestu potronje pa se njegove dimenzije odreuju u skladu s njegovom ulogom u sustavu raspodjele vode.

Sustav opskrbe vodom naselja u ravniarskom kraju Varijanta I.

Slika 5. Opskrba vodom naselja u ravniarskom kraju

Varijanta II.

Slika 6. Opskrba vodom naselja u ravniarskom kraju

Varijanta III.

Slika 7.Obskrba vodom naselja u ravniarskom kraju : vodosprema podno vodotornja

Kondicioniranje vode u sklopu sustava opskrbe

Slika 8. Shematski prikaz sustava opskrbe vodom uz primjenu kondicioniranja vode

Viezonska opskrba vodom

Slika 9. Viezonski sustav opskrbe vodom - gravitacijski

Slika 10. Viezonski sustav opskrbe vodom kombinirani

Primjer 2: Naselje 'A' opskrbljuje se vodom iz izvorita 'I1' iz kojeg se voda preko crpne stanice i cjevovoda 'I1-R' dovodi do vodospreme 'R' te dalje gravitacijski raspodjeljuje unutar naselja. Za plansko razdoblje do 2025. godine procjenjuje se da e naselje imati 24000 stanovnika sa specifinom potronjom vode od qsp = 340 l/st/d. Takoer je pretpostavljena stalna potronja vode u industriji u iznosu qind = 25 l/s. Uz uvjet da brzina teenja u oba cjevovoda ne bude vea od 1,5 m/s te vrijeme crpljenja od Tcr =16 h/d , potrebno je dimenzionirati cjevovode 'I1-R' i glavni opskrbni cjevovod 'R - 1'. Specifino poarno optereenje za sve objekte iznosi 500-1000 MJm-2, s tlocrtnom povrinom objekata u rangu 501-1000 m2. Dnevne i satne koeficijente neravnomjernosti potronje uzeti iz tablice 1.

Potronja vode za stanovnitvo:

Qmax,dn = K d q sp M k

Q max,dn = 1,3 340 / 1000 24000 = 10608 m 3 / d = 122,77 l / s q max,h = q max,h 1,6 10608 24 24 = 707,20 m 3 / h = 196,44 l / s = K h Qmax,dn

Potronja vode u industriji:

Qind , dn = 25 l / s = 25

86400 = 2419,2 m 3 / d 1000

Potronja vode za gaenje poara prema tablici 2. ukupna potronja vode za gaenje poara iznosi: Qpo = 2 qpo = 2 15 l/s = 30 l/s

Najvea ukupna dnevna potronja vode:

Qmax,dn ,uk = Qmax,dn + Qind , dn = 10608 + 2419,2 = 13027,2 m 3 / dNajvea ukupna satna potronja vode

q max,h ,uk = q max,h + q ind + q po = 196,44 + 25 + 30 = 251,44 l / sCjevovod 'I1-R' se dimenzionira na protok:

Q' I 1 R ' =

Q max, dn ,uk Tcr

=

Q max, dn ,uk 16 h 3600

=

13027 ,2 1000 = 226,16 l / s 57600

Za uvjet da brzina vode unutar cjevovoda nesmije prijei iznos od 1,5 m/s vrijedi:

D' I 1 R '

4Q' I 1 R ' 4 0,22616 = = 0,438 m v 1,5

USVOJENO: 'I2-R' 450mm

Glavni opskrbni cjevovod 'R-1' dimenzionira se na protok qmax,h,uk :

D' R 1'

4q max,h ,uk

v

=

4 0,25144 = 0,462 m 1,5

USVOJENO: 'R-1' 500mm

Obiljeja cjevovoda

Promjer cijevi D (mm) 100 < D < 300 400 < D < 600 D = 700

Brzina protjecanja v (m/s) 0,60 v 1,00 1,00 v 1,30 1,50 v 2,00 1,00 < v < 2,00

Gravitacijski Tlani

Tablica 6. Ekonomske brzine u postupku dimenzioniranja cjevovoda

Hidrauliki proraun teenja pod tlakomTeenje pod tlakom moe (gravitacijsko-potisno). biti gravitacijsko i kombinirano

Hidrauliki proraun vodovodne mree pod tlakom najee se provodi pod pretpostavkom stacionarnog teenja dionicom konstantne protjecajne povrine, odnosno unutarnjeg promjera. Kod prorauna se primjenjuje Bernoullijeva jednadba uz napomenu da se, kao posljedica znatne duljine vodovodne mree, lokalni gubici zanemaruju. Hidrauliki gubici, odnosno linijski gubici definirani su DarcyWeisbachovom jednadbom:

L v2 H tr = D 2ggdje su: ................... L ................... v ................... D .................. g ................... koeficijent trenja duljina dionice (m) srednja brzina strujanja (m/s) unutarnji promjer cjevovoda (m) ubrzanje uslijed sile tee (m/s2)

( m)

Zakljuuje se da je otpor strujanju tekuine cjevovodom: neovisan o tlaku kojim tekuina struji proporcionalan duini cjevovoda obrnuto proporcionalan unutarnjem promjeru cijevi proporcionalan brzini strujanja

Dijeljenjem hidraulikih gubitaka na odreenoj dionici, Htr, s duljonom te dionice, L, dobijemo hidrauliki pad, IE :

H tr v 2 I= = L D 2g

Zakljuak: Hidrauliki proraun promatrane dionice vodovodne mree poznate duljine i vrste cijevi svodi se na odreivanje sljedea tri parametra: za zadani protok, Q, i unutarnji promjer cjevovoda, D, treba odrediti hidrauliki pad, I za zadani hidrauliki pad, I, i unutarnji promjer cjevovoda, D, treba odrediti protok, Q za zadani hidrauliki pad, I, i protok, Q, treba odrediti unutarnji promjer cjevovoda, D

Primjer 3: Odrediti najniu razinu vode, hA (m.n.m.), na izlazu iz ureaja za kondicioniranje vode (A), da bi se do vodotornja (B) s najviom razinom vode, hB = 135 m.n.m, moglo ljevanoeljeznim gravitacijskim cjevovodom ( = 0,1 mm), duljine L = 6000 m i unutarnjeg promjera, D=450 mm, transportirati Q=240 l/s. Pretpostavka je da nema usputne potronje vode.

h A = hB + H tr

(m.n.m.)

Problem se svodi na proraun linijskih gubitaka na datoj dionici. Linijski gubici e se proraunati prema Darcy-Weisbachovoj jednadbi, gdje su poznate sve veliine osim koeficijenta , koji je u funkciji Reynolsovog broja, Re, i relativne hrapavosti, /D :

v=

Q 4Q 4 0,24 = 2 = = 1,51 A D 0,45 2 3,14 vD = 1,51 0,45 = 5,19 10 5 6 1,31 10

(m / s)

Re =

Za temperaturu vode T=10 C vrijednost kinematskog koeficijenta viskoznosti iznosi = 1,3110-6 m2/s.

D

=

0,1 = 2,2 10 4 450

Iz Moodyevog dijagrama se oita: = 0,0156 Slijedi:

L v2 6000 1,512 H tr = = 0,0156 24 m D 2g 0,45 2 9,81

I=

H tr 24 = 0,004 = 4 %o L 6000

azina vode, hA , na izlazu iz ureaja za kondicioniranje treba biti: hA = 135 + 24 = 159 m.n.m.

Slika 11. Nomogram hidraulikih parametara za okrugle cijevi

Primjer 4: Zadan je uzduni profil gravitacijskog cjevovoda (Slika) kroz koji treba transportirati Qmax,dn = 30 l/s od izvora do vodospreme. Apsolutna hrapavost cjevovoda je 0,15 mm. Treba dimenzionirati cjevovod tako da se za transport Qmax,dn iskoristi pad kojim se raspolae uz uvjet da je minimalna tlana visina u cjevovodu 2,0m. Piezometarska kota na mjestu izvora iznosi 160,0 m.n.m.

S obzirom na izgled uzdunog profila potrebno je da pri maksimalnom protoku Qmax,dn tlana visina u stacionai 6+000 km bude vea od 2,0 m. Minimalna doputena kota piezometarske linije u stacionai 6+000 km je:

K min,6 + 000 km = 148,0 + 2,0 = 150 m.n.mtako da je raspoloivi nagib piezometarske linije na dionici od izvora do 6+000 km:

I max =

H tr 160 150 = = 1,666 10 3 = 1,6 %o L 6000

Promjer cjevovoda odreuje se postupkom iteracije. To znai da e se za pretpostavljeni promjer cijevi, D, odreivati nagib piezometarske linije uz zadani protok od Qmax,dn = 30 l/s. Za dionicu od 0+000 km do 6+000 km pretpostavlja se: 200 mm v = 0,955 m/s ; = 0,0212 ; I = 4,98 %o 250 mm v = 0,611 m/s ; = 0,0210 ; I = 1,61 %o usvaja se cijev 250 mm

v2 = 0,02 m 2g

moe se zanemariti zajedno s lokalnim gubicima

ukupni gubici na dionici od 0+000 km do 6+000 km iznose:

H tr = I L = 0,00161 6000 = 9,66 mkota piezometarske linije u stacionai 6+000 km iznosi:

K 6 + 000 km = 160,0 9,66 = 150,34 m.n.m.Promatra se dionica 6+000 km do 12+500 km: raspoloivi nagib piezometarske linije na dionici od 6+000 km do 12+500 km

I max =

H tr 150,34 110,00 = = 6,21%o L 6500

Za dionicu od 0+000 km do 6+000 km pretpostavlja se: 200 mm v = 0,955 m/s ; = 0,0212 ; I = 4,98 %o 150 mm v = 1,700 m/s ; = 0,0214 ; I = 21,0 %o usvaja se cijev 200 mm kota piezometarske linije u stacionai 12+500 km iznosi:

K12 + 500 km = 150,34 6500 0,00498 = 117,97 m.n.m.

Hidrauliki proraun vodovodne mree: Hidrauliki proraun vodovodne mree uvjetovan je sustavom raspodjele vode koji moe biti: granati prstenasti

Slika 12. Osnovni sustavi raspodjele vodea) granati sustav; b) prstenasti sustav V vodosprema; 1glavni opskrbni cjevovod; 2 razdjelna mrea; - oznaka vora

Granati sustav raspodjele vode karakterizira teenje samo u jednom smjeru, od vodospreme prema potroaima. Prstenasti sustav raspodjele vode karakterizira meusobna povezanost cjevovoda gdje do jednog mjesta potronje voda dotjee iz najmanje dva smjera Hidrauliki proraun vodovodnih mrea obino se svodi na dimenzioniranje cjevovoda te odreivanje raspoloivih tlakova za dionice kojima je poznata duljina i protok. Kod hidraulikog prorauna vodovodnih mrea potrebno je voditi rauna o minimalno i maksimalno dozvoljenim tlakovima u mrei. Minimalni tlak treba osigurati u satu najvee potronje na najviim izljevnim mjestima u zgradama, dok se maksimalni tlak odnosi na najveu dozvoljenu vrijednost hidrostatskog tlaka u najniim tokama vodovodne mree.

Granati sustavKod prorauna granatog sustava raspodjele vode mjerodavne su dvije veliine u odnosu na protok: qmax,h i Qpo Koliina vode potrebna za gaenje poara je mjerodavna u sluajevima kad je: Qpo qmax,h Mjerodavni protok za dimenzioniranje mree, moe se izraunati za svaku dionicu mree na vie naina: poznavanjem vrste i broja potroaa uz svaku dionicu (najtoniji pristup) linearnim uprosjeivanjem potronje na jedinici duljine vodoopskrbne mree uprosjeivanjem potronje po udjelu pripadne naseljene povrine uz dionicu Uglavnom se koristi pristup linearnog uprosjeivanja potronje. Mjerodavni protok (qmax,h ili Qpo) dijeli se linearno na cijelu vodoopskrbnu mreu i ta vrijednost predstavlja specifini protok na metar duine cjevovoda:

q0 =gdje je:

Qmjerodavno li

(l / s / m' )

li ....................... duljine dionica na kojima se troi voda Vlastiti protok dionice duine li iznosi:

qi = q0 li

(l / s )

Protoci koji se troe koncentrirano (industrija i gaenje poara) tretiraju se kao tranzitni protoci do mjesta potronje. Mjerodavni protoci za dimenzioniranje pojedinih dionica odreuju se na temelju vlastitog protoka uveanog za tranzitne protoke nizvodnih dionica.

DIMENZIONIRANJE CIJEVI Cijevi se dimenzioniraju na mjerodavni protok. Za odabranu vrstu cijevnog materijala odreuje se pogonska hrapavost i mjerodavna temperatura za odabir kinematikog koeficijenta viskoznosti. Popreni presjek cijevi odreuje se na temelju prihvaenog kriterija ekonominih brzina strujanja (v = 1-2 m/s). Za odabrani profil cijevi, mjerodavni protok, hrapavost i kinematiki koeficijent viskoznosti, iz tablica, prema Darcy-WeisbachColebrook-White-u odreuje se pad piezometarske linije.

Primjer 5: Potrebno je u satu najvee potronje dimenzionirati cjevovode i odrediti tlakove u ljevanoeljeznoj granastoj mrei kojom se naselje iz vodospreme (V), s najniom razinom vode, hv = 240,0 m.n.m. gravitacijski opskrbljuje vodom. Minimalni tlak u mrei treba iznositi 2,0 bara, a maksimalni 6,0 bara. Maksimalna satna potronja vode iznosi qmax,h = 200 l/s, ukljuujui i potroae s koncentriranom potronjom u vorovima 1, 3 i 4. Visinske kote vorova su takoer poznate.

Slika 13. Ulazni podaci za hidrauliki proraun vodovodne mree

Specifini protok na metar duine cjevovoda iznosi:

q0 =

Qmjerodavno li

=

qmax,h qk ,ii =1

3

li

=

200 25 = 0,05 3500

(l/s/m')

Vlastiti protok pojedine dionice rauna se prema:

qi = q0 li

(l / s )

Mjerodavni protok za proraun pojedine dionice dobije se kao zbroj vlastitog i tranzitnog protoka.

Qmjer = qi + qtranz

(l / s)

Zatim se pretpostavi unutranji promjer cijevi, D, za pojedinu dionicu. Na osnovi pretpostavljenog D, izrauna se ukupni gubitak tlaka, odnosno raspoloivi tlak za tu istu dionicu. Vrijednosti Reynoldsovog broja, Re, dobivene su uz pretpostavku da je temperatura vode T = 10C za koju je vrijednost kinematskog koeficijenta viskoznosti = 1,3110-6 m2/s. Apsolutna hrapavost za ljevanoeljezne cijevi je uzeta kao vrijednost = 0,1 mm. Hidrostatika tlana visina (kad nema potronje) u promatranoj toki dobije se kao razlika najnie razine vode u vodospremi i visinske kote te toke, pa se na osnovu te veliine izrauna vrijednost hidrostatikog tlaka. Vrijednost hidrodinamike tlane visine u promatranoj toki dobije se primjenom izraza:

H td = hV ht H tri =1

k

( m)

gdje je Htr suma linijskih gubitaka od vodospreme do promatrane toke. Na osnovu proraunate hidrodinamike tlane visine odreuje se ukupni raspoloivi tlak u promatranoj toki.

Tablica 7.

Rezultati hidraulikog prorauna granaste vodovodne mree

Crpna stanicaCrpna stanica je graevina s pripadnom elektrostrojarskom opremom, kojom se voda crpi i podie (potiskuje) na tlanu visinu potrebnu za osiguranje zahtijevane raspodjele vode potroaima. Mjerodavni protok za dimenzioniranje crpki iznosi Qmax,dn , dok koliina crpljenja ovisi o reimu rada crpki, odnosno trajanju crpljenja:

Qcr =gdje su:

Qmax,dn Tcr

Qcr ................................ koliina crpljenja Qmax,dn ........................... maksimalna dnevna potronja vode (m3/d) Tcr ................................. vrijeme crpljenja (sati/dan) Vrijeme crpljenja je kod prorauna crpnih stanica vrlo znaajan ekonomski faktor.

Manometarska visina dizanja vode S obzirom na osovinu crpnog agregata, razlikuju se dvije strane odnosno dvije razine dizanja vode: usisna strana crpnog postrojenja i obiljeava ju manometarska usisna visina Hman,us tlana strana obiljeava ju manometarska tlana visina Hman,tl

H man = H man,us + H man,tlUsisna manometarska visina:

H man,us = H g ,us + H usgdje su:

( m)

Hg,us ...........geodetska visinska razlika zmeu razina vode u vodospremi (zahvatu) i osovini crpke (m) H us ukupni gubitak energije u usisnom cjevovodu (m)

Tlana manometarska visina:

H man,tl = H g ,tlgdje su:

2 vtl + H tl + 2g

( m)

Hg,tl ............geodetska visinska razlika izmeu razine (preljevne) u opskrbnoj vodospremi i osovine crpke (m) 2 v tl .brzina istjecanja vode u tlanom cjevovodu (m/s)

H tl .ukupni gubitak energije u tlanom cjevovoduProraun crpne stanice

(m)

P= P=gdje su:

gQH 9,81 Q H

(W ) (kW )

Q ................ protok (koliina crpljenja) (m3/s) Hman .. manometarska visina dizanja (m) ................ koeficijent korisnog djelovanja crpke

Slika 14. Definicijska shema manometarske visine dizanja

Primjer 6: Za sustav sa slike potrebno je odrediti snagu crpke ako je poznato: Q = 80 l/s ............ koliina vode koja se crpi iz bazena = 0.1 mm .......... apsolutna hrapavost ljevanoeljezne usisne cijevi uk = 3,5 ............... koeficijent lokalnog gubitka usisne koare zk = 0,2 ............... koeficijent lokalnog gubitka koljena pod 90 = 0,7 ................ koeficijent korisnog djelovanja crpke = 1,3110-6 m-2/s . kinematski koeficijent viskoznosti

Slika 15. Parametri crpnog sustava

Potrebno je odrediti manometarsku visinu dizanja Hman :

H man = H man,us + H man,tl

H man = H g ,us + H us + H g ,tlgeodetska usisna visina:

2 vtl + H tl + 2g

H g ,us = 117,0 111,0

( m)

hidrauliki gubici u usisnom cjevovodu:

H us = H lin ,us + H lok ,usi =1

m

2 2 2 Lus vus vus vus = us + uk + zk Dus 2 g 2g 2g

da bi se odredili gubici na usisnoj cijevi potrebno je poznavati brzinu vus i koeficijent trenja .

vus =

Q 4Q 4 0,080 = 2 = = 0,83 Aus Dus 0,35 2 3,14= 0,83 0,35 = 2,22 10 5 6 1,31 10

(m / s)

Re =

vus Dus

D

=

0,1 = 2,86 10 4 350

iz Moodyjevog dijagrama se oita:

us = 0,0176slijedi:

H us

12,0 0,83 2 = (0,0176 + 3,5 + 0,2) = 0,15 m 0,35 2 9,81

hidrauliki gubici u tlanom cjevovodu:

H tl = H lin ,tl

2 Ltl vtl = tl Dtl 2 g

Dtl = Dus v tl = v ts = 0,83 m / s

tl = us = 0,01761600 0,83 2 H tl = 0,0176 = 2,83 m 0,35 2 9,81geodetska tlana visina:

H g ,us = 178,0 117,0 = 61,0

( m)

brzinska visina:

0,83 2 = = 0,035 m 2 g 2 9,81manometarska visina dizanja:

v2 tl

H man = H g ,us + H us + H g ,tl

2 vtl + H tl + = 6,0 + 0,15 + 61,0 + 2,83 + 0,035 = 70,0 m 2g

snaga crpke:

P=

9,81 Q H

=

9,81 0,08 70,0 = 78,48 0,7

(kW )

VodospremaVodosprema je graevina koja posreduje izmeu postojane dobave vode (izvorita) i opskrbnog podruja, potroaa promjenjive potronje. Njezina uloga u sustavu opskrbe je vieznana: izjednauje dnevnu potronju koju obiljeava minimalna i maksimalna satna potronja qmin,h i qmax,h osigurava i ravnomjerno raspodjeljuje zahtijevani pogonski tlak du opskrbnog podruja osigurava koliinu vode potrebnu za sluaj poara osigurava odreenu koliinu vode za sluaj nepredvienih zbivanja du sustava opskrbe (prekid napajanja strujom, oteenja na cijevnim vodovima i sl.)

Hidrauliki proraun volumena vodospreme Volumen vodospreme proraunava se analitiki i grafiki ovisno o odnosu promjenjive potronje u tijeku pojedinih sati dana i naina dotoka opskrbnih koliina. Dotok vode u vodospremu moe biti gravitacijski i tlani (posredstvom crpki). Kod gravitacijskog dotoka vode u vodospremu pretpostavlja se stalni dotok u tijeku dana (24h), dok dobavne koliine crpljenjem ovise o reimu rada crpki. Ukupni potrebni volumen vodospreme, Vuk , se sastoji od: operativne rezerve, VOR (m3) protupoarne rezerve, VPR (m3) sigurnosne rezerve, VSR (m3)

Vuk = VOR + VPR + VSR

(m3)

Operativne rezerve Odreivanje operativne rezerve, VOR , odnosi se na proraun volumena vodospreme kojim se osigurava izravnanje oscilacija u potronji vode za kuanske i industrijske potrebe. Potronja se u tijeku dana iskazuje u postocima (%) maksimalne dnevne potronje (% Qmax,dn) u pojedinim satima.

Protupoarne rezerve Odreivanje protupoarne rezerve, VPR, provodi se prema Pravilniku o tehnikim normativima za hidrantsku mreu za gaenje poara (Tablica 2.).

Sigurnosne rezerve Sigurnosna rezerva, VSR , se predvia za sluaj prekida dotoka u vodospremu, za vrijeme dok se ne otkloni uzrok prekida (kvar, oteenje, prekid napajanja strujom). Preporuka je da se ova rezerva uzme kao vrijednost od 25% zbroja operativne i protupoarne rezerve:

V SR = 0,25 (VOR + V PR )

Ukupan volumen vodospreme Ukupan volumen vodospreme odreuje se prema izrazu:

Vuk = VOR + V PR + V SR = 1,25 (VOR + V PR )

Primjer 7: Proraun treba provesti za grad od 50 000 stanovnika i maksimalnu dnevnu potronju od Qmax,dn=300 l/stan-dan, analitiki i grafiki uz pretpostavku gravitacijske ili tlane dobavne opskrbne koliine vode. U tablici 6. proraun operativne rezerve je proveden za pretpostavljenu raspodjelu potronje u pojedinim satima tijekom dana i gravitacijski dotok u koliini od 4,17% Qmax,dn . U tablici 7. proraun operativne rezerve je proveden za raspodjelu potronje u danu za vremena crpljenja T1=8h i T2=16h. Na temelju predviene varijacije potronje u koraku od jednog sata i konstantnog crpljenja, proraunati su vikovi i manjkovi vode u pojedinim vremenskim odsjecima. Sumiranjem vikova i manjkova proraunat je volumen vode u vodospremi. Pri tom su dobivene pozitivne i negativne vrijednosti volumena. Dobivene su negativne vrijednosti jer proraun tee od pretpostavke potpuno prazne vodospreme. Operativna rezerva dobije se zbrajanjem apsolutnih vrijednosti najveeg vika i manjka vode u vodospremi. Pri proraunu prozupoarne rezerve uzeti da je vrijednost specifinog poarnog optereenja jednaka 1500 MJm2-, a maksimalna veliina tlocrtne povrine objekata 1500 m2. Prema trajanju crpljenja, specifino optereenje crpnog postrojenja s obzirom na Qmax,dn iznosi, kako pokazuje tablica 5:

Trajanje rada crpnog postrojenja T (h) 8 sati 16 sati 24 sata

Specifino optereenje % Qmax,dn 12,50 6,25 4,17

Tablica 8. Specifini dotok u odnosu na vrijeme crpljenja

Gravitacijski dotok

Tablica 9. Proraun operativne rezerve gravitacijski dotok

Prema podacima iz tablice 5., operativna rezerva iznosi:

18,15 + ( 6,47 ) = 24,62% = 25,00 % Qmax, dn VOR = 0,25 50000 300 = 3750 m 3

Dotok crpljenjem

Tablica 10. Proraun operativne rezerve dotok uz crpljenje vode T1=8h i T2=16h

U sluaju crpljenja vode u trajanju od 8h u toku dana operativna rezerva iznosi:

( 7,0) + 48,0 = 55,00 % Q max, dn VOR = 0,55 15000 = 8250 m 3

Produenjem vremena crpljenja na 16h operativna rezerva iznosi:

( 7,25) + 3,0 = 10,25 % Qmax, dn VOR = 0,1025 15000 = 1538 m 3

Tonost analitikih postupkom:

rjeenja

moe

se

provjeriti

grafikim

Slika 16. Dijagrami za proraun obujma vodospreme uz stalni dotok

Slika 17. Dijagrami za proraun operativne rezerve uz crpljenje vode 8 I 16 sati

Proraun protupoarne rezerve Prema Pravilniku o tehnikim normativima za hidrantsku mreu za gaenje poara (Tablica 2.) slijedi: Za naselje od 50 000 stanovnika uzima se da se mogu istodobno pojaviti 2 poara, a potronja vode po jednom poaru iznosi qpo=25 l/s. Vrijeme gaenja poara iznosi 2h. Iz navedenog proizlazi da je za gaenje poara potrebno osigurati:

V PR = q po 2 h

3600 = 25 2 3,6 1000

V PR = 180,0 m 3Proraun sigurnosne rezerve Proraun se provodi prema jednadbi:

V SR = 0,25 (VOR + V PR )Ukupan volumen vodospremeVolumen vodospreme u % Qmax,dn 25,0 55 10,25 VOR (m3) 3750 8250 1538 VPR (m3) 180 180 180 VSR (m3) 1028 2153 475 Total (m3) 4958 10583 2193

Dotok opskrbne koliine

Gravitacijski 24 h Crpljenje 8h 16 h

Tablica 11. Odnos volumena vodospreme u odnosu na dotok

Oito je kako se usklaivanjem vremena crpljenja s razdobljem najveih potronji u tijeku dana moe postii minimalan volumen vodospreme.

HARDY CROSS-ova METODA PRORAUNA PRSTENASTE MREE

Gubitak energije u bilo kojem elementu vodoopskrbnog sustava moe se izraunati iz: Jedn. 1 x hi = k iQ i gdje je: hi Qi ki x gubitak energije u elementu i protok u elementu konstanta koja ovisi o promjeru cijevi, duljini, vrsti i stanju 1,5 2, ovisno o jednadbi koja se koristi

Za bilo koju cijev u prstenu, stvarni se protok razlikuje od prvog pretpostavljenog za vrijednost : Jedn. 2 Q i = Q i0 + gdje je: Qi Qi0 stvarni protok u cijevi pretpostavljeni protok potrebna korekcija protoka Jedn. 3

Ako se uvrsti Jedn.2 u Jedn.1 dobije se:

k i Q = k i Q + xQx i x i0

[

( x 1) i0

+ ...

]

Ostali lanovi izraza iz Jedn.3 mogu se zanemariti ako je mali u usporedbi s Qi. Za bilo koji prsten suma gubitaka tlaka oko prstena mora bit jednaka nuli. Ova tvrdnja je matematiki ekvivalentna tvrdnji da u jednoj toki moe postojati samo jedan tlak. Dakle za svaki prsten vrijedi: Jedn. 4n n n

k Qi 1

x i

x = k i Q ix0 + xk i Q (i0 1) = 0 1 1

Jedn. 4 moe se rijeiti po : Jedn. 5

=

k Qi 1

n

x i0

xk Qi 1

n

=

h1

n

i

( x 1) i0

x h i Q i0

Postupak prorauna je slijedei:

1. Rasporedi se protok po razliitim nainima raspodjele (povrine, duljina mree, ili neki drugi kriterij), 2. Razdijeljeni protoci se koncentriraju u vorove sustava 3. Odabere se poetni promjer cijevi po kriteriju preporuenih brzina 4. Pretpostavi se suvisla unutarnja raspodjela protoka. Suma protoka koji ulaze i izlaze iz vorova mora bit nula 5. Izrauna se gubitak tlaka za svaki element sustava. Prema dogovoru protoci u smjeru kazaljke na satu su pozitivni. 6. Uz potovanje predznaka, izrauna se ukupni gubitak tlaka oko svakog prstena:

hi = k iQ ix01 1

n

n

7. Izrauna se, bez obzira na predznak, suma:

k Qi 1

n

( x 1) i0

8. Izrauna se korekcijska vrijednost za svaki prsten pomou Jedn. 5 i korigira svaka cijev u prstenu. Cijev koja je zajednika za dva prstena korigira se vrijednostima za oba prstena uz potivanje predznaka. 9. Postupak se ponavlja sve dok korekcija u koraku 8 bude manja od zadanog maksimuma. 10. Usporede se tlakovi i brzine u uravnoteenoj mrei s kriterijima minimalnih i maksimalnih brzina. Promjeri cijevi se prilagode ako je potrebno, i ponovno se provede postupak prorauna.

Primjer 8:

Na slici je prikazan pojednostavljeni sustav vodoopskrbne mree. Protoci su raspodijeljeni u vorove, a u voru G je dodan protok za gaenje poara. Voda ulazi u sustav u voru A. Promjeri cijevi temelje se preporuenim brzinama protjecanja. Korekcije su provode sve dok je razlika protoka vea od 0,2 m3/min. Vodoopskrbna mrea podijeljena je u tri prstena: ABHI, BEFGH i BCDE. Mogua je i bilo koja druga podjela, na pr.: ABCDEFGHI, ABHI i BCDE, uz uvjet da je svaka cijev ukljuena u barem jedan prsten. Pad piezometarske linije izraunat je prema Hazen-Williams-ovoj jednadbi s C=100. i oznaen s "s" u petom stupcu proraunske tablice. U svakoj cijevi izraunat je pad tlaka mnoenjem duljine cijevi s padom piezometarske linije "s" s predznakom koji odreuje smjer teenja. Stupci 6 i 7 su na kraju zbrojeni, a pomou njih izraunata korekcija . Protoci koji su u cjevovodima koji ulaze u dva prstena su u jednom prstenu pozitivni, a u drugom negativni. Izraunata korekcija protoka raspodijeljena je na sve protoke u prstenu, uz uvaavanje predznaka. Cijevima koje su istodobno u dva prstena dodaju se obje korekcije. Korekcije protoka unose se u slijedei krug iteracije.Hazen Villiams-ova jednadba:V = 0,849 C R 0,63 S 0,54

gdje je: C R S faktor ovisan o relativnoj hrapavosti hidrauliki radijus, za okrugle cijevi R = D/4 nagib energetske linije

Nagib energetske linije moe se izraunati iz:V S= 0,63 0,849 C R1,85

Darcy Wisbach - (Colebrook-white)-ova jednadba:I= v2 D 2g

1

k /D 2,51 = 2 log 3,71 + Re

Chezy Manning-ova jednadba:

Chezy-eva jedn. v = C RS

Manning-ov C za Chezy-evu jedn. 1 C = R 1/ 6 n

Manning-ova jedn.

v=

1 2 / 3 1/ 2 R S n

Usporedne hrapavosti po Manning-u, Hazen-Williams-u i Darcy-Weisbach (Colebrook-White-u): Vrsta cijevnog materijala Azbest-cement Mjed Opeka Lijevano-elejezo, nova cijev Beton elina oplata Drvena oplata Centrifugirane cijevi Bakar Naborani metal Galvanizirani elik Staklo Olovo PVC elik Obloga od smola Nove bez obloge Sa zakoviastim spojem Wood stave Manning-ov n 0.011 0.011 0.015 0.012 0.011 0.015 0.013 0.011 0.022 0.016 0.011 0.011 0.009 0.010 0.011 0.019 0.012 HazenWilliams-ov C 140 135 100 130 140 120 135 135 120 140 135 150 148 145 110 120 Hrapavost po D-W (mm) 0.0015 0.0015 0.6 0.26 0.18 0.6 0.36 0.0015 45 0.15 0.0015 0.0015 0.0015 0.0048 0.045 0.9 0.18

2,2 m 3 /min I 300 mm

A

Dotok 25 m 3 /min

1000 m

300 mm

1000 m

400 mm

2,5 m 3 /min

H 25 0

1250 m

I

mm m

0,5 m 3/min B 200 mm

1100

C

500 m 350 mm

400 m

III 200 mm

300 mm

1250 m

II

E

D

500 m 1,5 m 3 /min 350 mm

G 14 m /min3

300 mm

F

600 m

2,3 m 3 /min

1000 m

400 m

2,0 m /min

3

200 mm

Prva iteracija

Prsten I Cijev AB BH HI IA

Protok (m3/min) 13 2 -9,8 -12

Promjer (m) 0,40 0,25 0,30 0,30

Duljina (m) 1250 1100 1000 1000

s 0,0110 0,0033 -0,0260 -0,0380 SUMA:

h (m) 13,75 3,63 -26,00 -37,80 -46,42

h/Q m/(m3 min) 1,058 1,815 2,653 3,150 8,676

I =

46,42 = 2,9 185(8,676 ) ,

Prsten II Cijev BE EF FG GH HB

Protok (m3/min) 7,5 7,0 4,7 -9,3 -2,0

Promjer (m) 0,35 0,35 0,30 0,30 0,25

Duljina (m) 400 600 1000 1250 1100

s 0,0075 0,0066 0,0067 -0,0236 -0,0033 SUMA:

h (m) 3,00 3,96 6,68 -29,54 -3,63 -19,53

h/Q m/(m3 min) 0,400 0,566 1,423 3,177 1,815 7,381

II =

19,53 = 1,4 185(7,381) ,

Prsten III Cijev BC CD DE EB

Protok (m3/min) 1,5 1,0 -0,5 -7,5

Promjer (m) 0,20 0,20 0,20 0,35

Duljina (m) 500 400 500 400

s 0,0058 0,0028 -0,0008 -0,0075 SUMA:

h (m) 2,91 1,10 -0,38 -3,00 0,63

h/Q m/(m3 min) 1,937 1,110 0,762 0,400 4,209

III =

0,63 = 0,1 1,85( 4,209 )

Druga iteracija


Protok (m3/min) 15,9 3,5 -6,9 -9,1

Promjer (m) 0,40 0,25 0,30 0,30

Duljina (m) 1250 1100 1000 1000

s 0,0157 0,0094 -0,0136 -0,0227 SUMA:

h (m) 19,65 10,34 -13,60 -22,70 -6,31

h/Q m/(m3 min) 1,236 2,954 1,971 2,495 8,656

I =

6,31 = 0,4 185(8,656 ) ,


Protok (m3/min) 9,0 8,4 6,1 -7,9 -3,5

Promjer (m) 0,35 0,35 0,30 0,30 0,25

Duljina (m) 400 600 1000 1250 1100

s 0,0105 0,0093 0,0108 -0,0175 -0,0094 SUMA:

h (m) 4,20 5,58 10,80 -21,88 -10,34 -11,64

h/Q m/(m3 min) 0,467 0,664 1,770 2,769 2,954 8,624

II =

11,64 = 0,7 185(8,624 ) ,


Protok (m3/min) 1,4 0,9 -0,6 -9,0

Promjer (m) 0,20 0,20 0,20 0,35

Duljina (m) 500 400 500 400

s 0,0051 0,0023 -0,0011 -0,0105 SUMA:

h (m) 2,55 0,92 -0,55 -4,20 -1,28

h/Q m/(m3 min) 1,821 1,022 0,917 0,467 4,227

III =

, 1 28 = 0,2 1,85( 4,227 )

Trea iteracija


Protok (m3/min) 16,9 3,2 -6,5 -8,7

Promjer (m) 0,40 0,25 0,30 0,30

Duljina (m) 1250 1100 1000 1000

s 0,0165 0,0080 -0,0122 -0,0209 SUMA:

h (m) 20,63 8,80 -12,20 -20,90 -3,67

h/Q m/(m3 min) 1,265 2,750 1,877 2,402 8,294

I =

3,67 = 0,2 185(8,294 ) ,


Protok (m3/min) 9,5 9,1 6,8 -7,2 -3,2

Promjer (m) 0,35 0,35 0,30 0,30 0,25

Duljina (m) 400 600 1000 1250 1100

s 0,0116 0,0107 0,0132 -0,0147 -0,0080 SUMA:

h (m) 4,64 6,42 13,20 -18,38 -8,80 -2,92

h/Q m/(m3 min) 0,488 0,705 1,941 2,552 2,750 8,436

II =

2,92 = 0,2 185(8,436 ) ,


Protok (m3/min) 1,6 1,1 -0,4 -9,5

Promjer (m) 0,20 0,20 0,20 0,35

Duljina (m) 500 400 500 400

s 0,0066 0,0033 -0,0005 -0,0116 SUMA:

h (m) 3,30 1,32 -0,25 -4,64 -0,27

h/Q m/(m3 min) 2,063 1,200 0,625 0,488 4,376

III =

0,27 = 0,03 1,85( 4,376 )

2,2 m 3/min I 12 (1) 9,1 (2) 8,7 (3) 8,5 (4) A Dotok 25 m 3 /min

2,5 m 3 /min

9,8 6,9 6,5 6,3

I

H

2 ,0 (1 ) 3 ,5 (2 ) 3 ,2 (3 ) 3 ,2 (4 )

B 2,0 m 3/min

(1) (2) (3) (4)

13 (1) 15,9 (2) 16,3 (3) 16,5 (4) 1,5 1,4 1,6 1,6 (1) (2) 0,5 m 3/min (3) (4) C

(1) (2) (3) (4)

IIIE 0,5 0,6 0,4 0,4

7,5 9,0 9,5 9,7

(1) (2) (3) (4)

9,3 7,9 7,2 7,0

II

G 14 m /min3

7,0 8,4 9,1 9,3

(1) (2) 1,5 m 3 /min (3) (4)

(1) (2) (3) (4)

F 4,7 6,1 6,8 7,0 (1) (2) (3) (4)

2,3 m 3 /min

1,0 0,9 1,1 1,1 D

(1) (2) (3) (4)

Zadatak: Potrebno je projektirati vodoopskrbni sustav za novo naselje shematski prikazano na Sl.1. Naselje je smjeteno na vrlo blago nagnutoj rijenoj dolini u ijem se zaleu uzdie brdo. Istraivanjima je utvren postojani silazni izvor kvalitetne podzemne pitke vode u blizini naselja. Procijenjeni broj stanovnika za plansko razdoblje do 2020.god je: Mk = 55000 st Specifina potronja procjenjuje se na: qsp = 180 l/st/d Anketnim upitnikom ustanovljeno je da e industrija u navedenom planskom razdoblju vodu troiti na slijedei nain: qIND,6-14h = 22 l/s qIND,14-22h = 16 l/s qIND,22-6h = 10 l/s qIND,6-14h = 22 3600/1000 = 79,20 m3/h qIND,14-22h = 16 3600/1000 = 57,60 m3/h qIND,22-6h = 10 3600/1000 = 36,00 m3/h vode za navedeno plansko razdoblje

Istraivanjima je utvreno da je najmanja izdanost zahvata oko 200 l/s pitke vode. Vjerojatnost istovremene pojave jednog poara u naselju. Gaenje poara u dvije faze: 1. 2. Faza: Lokalizacija poara u trajanju od jednog sata sa dva hidranta Faza: Likvidacija poara u trajanju od dva sata s jednim hidrantom

Nazivni promjer hidranta je 80 mm Izdanost hidranta na mlaznici vatrogasnog crijeva je 3l/s Najmanji dinamiki tlak na hidrantu je 2,5 bara. Za ljevano-eljezne cijevi odabrana je pogonska hrapavost k=0,4 mm i koeficijent kinematike viskoznosti za 10 C, = 1,3110-6 m2/s.

1.1

2.1KRITINO MJESTO POTRONJE KT =110 mnm H6 = 135 mnm

3.1VODOSPREMA

00

2

00

2

650 m

650

1 50

1100 m 500GLAVNI OPSKRBNI CJEVOVOD

1 15 0

50 0m

250 m

600 m

500

2

300 m 150

m

30

0

500 m

20

0

4

m

INDUSTRIJSKA ZONA

1.2

2.2

VODOZAHVAT SA CRPNOM STANICOM

Sl.1 SHEMATSKI PRIKAZ RAZGRANATE VODOOPSKRBNE MREE

600

250

700

350 m

400 m 400

3

5

12

m

5

6

250 m 125

5.1

TLA JE NI C VOV OD

m 1800

DINAMIKA POTRONJE VODE8 7 6 Potronja (%) 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Vrije m e (h)

Sl.2 Dinamika potronje vode za stanovnitvo

Potrebno je: a) odrediti koliine mjerodavne za dimenzioniranje sustava b) odrediti korisni volumen vodospreme (analitiki i grafiki) c) odrediti najniu kotu vode u vodospremi i nacrtati uzduni profil piezometarske linije od vodospreme do vora s najveim gubitkom tlaka

1. POTRONJA VODE ZA STANOVNITVO Procijenjeni broj stanovnika za plansko razdoblje do 2020.god je: Mk = 55000 st Specifina potronja procjenjuje se na: qSPEC = 180 l/st/d Iz navedenog proizlazi da je srednja dnevna potronja za cijelo naselje: QSR;DN = MkqSPEC QSR;DN = 55000 180/1000 = 9900 m3/d Procjenjuje se najvee dnevno odstupanje u potronji od 50% pa je: QMAX,DN = 1,5 QSR;DN QMAX,DN = 1,5 9900 = 14850 m3/d Potronja vode tijekom dana varira prema predloku karakteristinom za naselje od 55000 stanovnika i prikazana je dijagramom na Sl.2. Iz dijagrama je vidljivo da je najvea satna potronja vode izmeu 13 i 15 sati i iznosi 7% od najvee dnevne potronje. qMAX,h = 0,07 14850 = 1039,50 m3/h qMAX,h = 1039,5 1000/3600 = 288,75 l/s vode za navedeno plansko razdoblje

2. POTRONJA VODE U INDUSTRIJI Anketnim upitnikom ustanovljeno je da e industrija u navedenom planskom razdoblju vodu troiti na slijedei nain: qIND,6-14h = 22 l/s qIND,14-22h = 16 l/s qIND,22-6h = 10 l/s qIND,6-14h = 22 3600/1000 = 79,20 m3/h = qIND,14-22h = 16 3600/1000 = 57,60 m3/h qIND,22-6h = 10 3600/1000 = 36,00 m3/h

Ukupna dnevna potronja industrije: QIND,DN = (79,20+57,60+36,00) 8 = 1382,4 m3/d 3. NAJVEA UKUPNA DNEVNA POTRONJA VODE QMAX,DN,UK = 14850 + 1382,4 = 16232,4 m3/d Srednji protok vode za dan s najveom potronjom je: qSR = 16232,4 1000/(24 3600) = 187,88 l/s qSR = 16232,4/24 = 676,35 m3/h Ovako proraunatu najveu dnevnu potronju trebalo bi osigurati iz postojeeg zahvata vode. Istraivanjima je utvreno da je najmanja izdanost zahvata oko 200 l/s pitke vode. To znai da je cjelodnevnim crpljenjem mogue zadovoljiti potrebe potroaa u danu najvee potronje. 4. POTREBNE KOLIINE VODE ZA GAENJE POARA Ove su koliine propisne posebnim propisima koji u obzir uzimaju veliinu naselja, nain izgradnje (vrste graevnog materijala) i nain gaenja poara. U konkretnom sluaju propisano je: Vjerojatnost istovremene pojave jednog poara u naselju.

Gaenje poara u dvije faze: 1. Faza: Lokalizacija poara u trajanju od jednog sata sa dva hidranta 2. Faza: Likvidacija poara u trajanju od dva sata s jednim hidrantom Nazivni promjer hidranta je 80 mm Izdanost hidranta na mlaznici vatrogasnog crijeva je 3l/s Najmanji dinamiki tlak na hidrantu je 2,5 bara. Iz navedenog proizlazi da je za gaenje poara, pored vode koja se troi za potrebe stanovnitva i industrije, potrebno osigurati: 1. Faza: 2 3 1 3600/1000 = 21,6 m3 2. Faza: 1 3 2 3600/1000 = 21,6 m3 Ukupno: 43,2 m3 Ova koliina vode mora se drati spremnom u sluaju pojave poara, kao dio korisnog volumena vodospreme. 5. PRORAUN KORISNOG VOLUMENA VODOSPREME Korisni volumen vodospreme odreen je dinamikom crpljenja vode u spremnik, dinamikom troenja, te dijelom volumena vode koji se dri u priuvi. U konkretnom sluaju je izdanost izvora vode takva da je vodu potrebno crpiti cijeli dan. U sluaju kada je izdanost izvora mnogo vea od srednje satne potronje mogue je ostvariti razliite reime crpljenja vode (s prekidima u crpljenju), sve u cilju rada u povoljnim tarifnim reimima potronje elektrine energije. U Tabl.1 je prikazan proraun korisnog volumena vodospreme. Na temelju predviene varijacije potronje u koraku od jednog sata i konstantnog crpljenja, proraunati su vikovi i manjkovi vode u pojedinim vremenskim odsjecima. Sumiranjem vikova i manjkova proraunat je volumen vode u vodospremi. Pri tom su dobivene pozitivne i negativne vrijednosti volumena. Dobivene su negativne vrijednosti jer proraun tee od pretpostavke potpuno prazne vodospreme. Volumen vodospreme dobije se zbrajanjem apsolutnih vrijednosti najveeg vika i manjka vode u vodospremi.

Sati od-do 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 24 h % 1 1 1 2 3 5 5 6 4 4 4 5 6 7 7 6 4 4 4 5 6 5 3 2 100

P O T R O NJ A Stanovnici Industrija m3/h m3/h 148,50 36,00 148,50 36,00 148,50 36,00 297,00 36,00 445,50 36,00 742,50 36,00 742,50 79,20 891,00 79,20 594,00 79,20 594,00 79,20 594,00 79,20 742,50 79,20 891,00 79,20 1039,50 79,20 1039,50 57,60 891,00 57,60 594,00 57,60 594,00 57,60 594,00 57,60 742,50 57,60 891,00 57,60 742,50 57,60 445,50 36,00 297,00 36,00 14850,00 1382,40

Ukupno m3/h 184,50 184,50 184,50 333,00 481,50 778,50 821,70 970,20 673,20 673,20 673,20 821,70 970,20 1118,70 1097,10 948,60 651,60 651,60 651,60 800,10 948,60 800,10 481,50 333,00 16232,40

Dotok m3 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 676,35 16232,40

Viak dotoka m3 491,85 491,85 491,85 343,35 194,85

Manjak dotoka m3

-102,15 -145,35 -293,85 3,15 3,15 3,15 -145,35 -293,85 -442,35 -420,75 -272,25 24,75 24,75 24,75 -123,75 -272,25 -123,75 194,85 343,35

Volumen vode u vodospremi m3 491,85 983,70 1475,55 1818,90 2013,75 1911,60 1766,25 1472,40 1475,55 1478,70 1481,85 1336,50 1042,65 600,30 179,55 -92,70 -67,95 -43,20 -18,45 -142,20 -414,45 -538,20 -343,35 0,00

Sum.volumen Sum. volumen crpljenja troenja m3 m3 676,35 184,50 1352,70 369,00 2029,05 553,50 2705,40 886,50 3381,75 1368,00 4058,10 2146,50 4734,45 2968,20 5410,80 3938,40 6087,15 4611,60 6763,50 5284,80 7439,85 5958,00 8116,20 6779,70 8792,55 7749,90 9468,90 8868,60 10145,25 9965,70 10821,60 10914,30 11497,95 11565,90 12174,30 12217,50 12850,65 12869,10 13527,00 13669,20 14203,35 14617,80 14879,70 15417,90 15556,05 15899,40 16232,40 16232,40

Tabl.1 Proraun korisnog volumena vodospreme

V = 2013,75 + -538,20 = 2551,95 m3 Ovom volumenu potrebno je dodati priuvni volumen. U ovom sluaju priuvni se volumen odnosi samo na vodu potrebnu za gaenje poaru. VK = 2551,95 + 43,20 = 2595,15 m3 Do istog se rezultata moe doi grafikim putem koji je prikazan na Sl.3. Volumen spremnika predstavlja zbroj apsolutnih vrijednosti najveih odstupanja izmeu linije punjenja vodospreme i troenja vode.

6. PRORAUN VODOOPSKRBNE MREE U konkretnom sluaju predviena je izgradnja granate vodoopskrbne mree. Na Sl.1 prikazana je mrea cjevovoda s pripadnim duljinama. Mjerodavni protoci u mrei definiraju se iz najvee satne potronje stanovnitva i industrije, uz dodatak protupoarnih protoka. Najvei protupoarni protok je 6l/s i predstavlja istovremeni rad dva hidranta svaki izdanosti od 3 l/s. Najvei satni protok za stanovnitvo je: qMAX,h = 288,75 l/s U isto vrijeme je najvei protok za industriju: qMAX,IND = 22 l/s Glavni opskrbnim cjevovodom (V-1), tee u satu najvee potronje: qMAX,V-1 = 288,75+22+6 = 316,75 l/s Ovaj dotok dijeli se prema potroaima kroz vodoopskrbnu mreu. Potronja, odnosno mjerodavni protok za dimenzioniranje mree, moe se izraunati za svaku dionicu mree na vie naina:

poznavanjem vrste i broja potroaa uz svaku dionicu (najtoniji pristup) linearnim uprosjeivanjem potronje na jedinici duljine vodoopskrbne mree uprosjeivanjem potronje po udjelu pripadne naseljene povrine uz dionicu Protoci koji se troe koncentrirano (industrija i gaenje poara) tretiraju se kao tranzitni protoci do mjesta potronje.

Sl.2 GRAFIKI PRIKAZ PRORAUNA VOLUMENA VODOSPREME18000 1600014203

14880

16232

-538

1400012851

13527 14618 15418 12174 13669

Sumarni dotok - troenje (m )

3

1200010822 10145

11498 12218 11566

12869

100008793 8116

9469 9966 8869 7750 6780 5958 5285 4612 3938

10914

80006764 6087

7440

60004734 4058

5411

40002705 2029

3382

2000676

+20142147 1368 887

2968

1353

0 0

185

369

554

2

4

6

8

10

12 Vrijeme (h)

14

16

18

20

22

24

U konkretnom sluaju koristi se pristup linearnog uprosjeivanja potronje. Najvei satni protok dijeli se linearno na cijelu vodoopskrbnu mreu: qLIN = qMAX,h/ Li gdje su Li duljine dionica na kojima se troi voda. Zbroj duljina dionica na kojima se troi voda je u konkretnom sluaju 5450 m, pa je tada: qLIN = 288,75/5450 = 0,0530 l/s/m Proraun vodoopskrbne mree prikazan je u Tabl.2. Mjerodavni protoci za dimenzioniranje zavrnih (slijepih) grana odreuju se iskljuivo na temelju vlastitog protoka. Za ostale dijelove mree, ovisno o smjeru prorauna, mora se vlastitom protoku dodati tranzitni protok uzvodnih ili nizvodnih dionica.

7. DIMENZIONIRANJE CIJEVI Cijevi se dimenzioniraju na mjerodavni protok. Za odabranu vrstu cijevnog materijala odreuje se pogonska hrapavost i mjerodavna temperatura za odabir kinematikog koeficijenta viskoznosti. Popreni presjek cijevi odreuje se na temelju prihvaenog kriterija ekonominih brzina strujanja (v = 1-2 m/s). Za odabrani profil cijevi, mjerodavni protok, hrapavost i kinematiki koeficijent viskoznosti, iz tablica, prema Darcy-Weisbach-Colebrook-White-u odreuje se pad piezometarske linije. Tonije i bre, do istih se podataka moe doi primjenom gotovih raunalnih kalkulatora (Na pr. FLOWMASTER od Haested Metods-a) Za lijevano-eljezne cijevi odabrana je pogonska hrapavost k=0,4 mm i koeficijent kinematike viskoznosti za 10 C, = 1,3110-6 m2/s. 8. ODREIVANJE NAJNIE KOTE VODE U VODOSPREMI

Najugroeniji potroa u vodoopskrbnom sustavu je onaj koji ima najnii raspoloivi dinamiki tlak. Logino je da je to onaj potroa koji je: smjeten na najvioj koti, ili najudaljeniji od spremnika, ili ima posebne zahtjeve na visinu izljevnog tlaka. esto je mogue odmah po nekom od nabrojenih kriterija odabrati najugroenijeg potroaa, a nekad je potrebno napraviti nekoliko pokuaja prorauna. U konkretnom sluaju pretpostavljeno je da je mjesto potronje prilino ravno, s niskim tipom izgradnje (najvie P+2). U tom sluaju najvjerojatnije je najugroeniji potroa onaj koji je najudaljeniji u vodoopskrbnoj mrei (vor 6 ili 5.1)

Tabl.2 Proraun granate vodoopskrbne mree Lijevano-eljezne cijevi, k = 0,4 mmDIONICA DULJINA (m)

(l/s/m)

qlin

VLASTITI

P R O T O K (l/s) TRANZITNI STANOVNICI INDUSTRIJA

UKUPNI PROTOK (l/s)

POARNI PROTOK (l/s)

MJERODAVNI PROTOK (l/s)

ODABRANI BRZINA PROFIL PROTICANJA (m/s) (mm)

PAD TLANE LINIJE (mVS/m)

GUBITAK TLAKA h (mVS)

V-1 1-1.1 1-1.2 1-2 2-2.1 2-2.2 2-3 3-3.1 3-IZ 3-4 4-5 5-6 5-5.1

1100 650 500 600 650 600 400 500 300 700 350 250 250 6850

0,0530 0,0530 0,0530 0,0530 0,0530 0,0530 0,0530 0,0000 0,0530 0,0530 0,0530 0,0530

34,44 26,49 31,79 34,44 31,79 21,19 26,49 22,00 37,09 18,54 13,25 13,25 310,75

288,75 0,00 0,00 196,03 0,00 0,00 108,61 0,00 0,00 45,03 26,49 0,00 0,00

22,00 0,00 0,00 22,00 0,00 0,00 22,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

310,75 34,44 26,49 249,82 34,44 31,79 151,81 26,49 22,00 82,12 45,03 13,25 13,25

6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00

316,75 40,44 32,49 255,82 40,44 37,79 157,81 32,49 28,00 88,12 51,03 19,25 19,25

500 200 150 500 200 200 400 150 150 300 250 125 125

1,62 1,30 1,88 1,30 1,30 1,21 1,27 1,88 1,60 1,26 1,04 1,57 1,57

0,0051 0,0105 0,0313 0,0033 0,0105 0,0091 0,0042 0,0313 0,0227 0,0059 0,0051 0,0278 0,0278

5,61 6,83 15,65 1,98 6,83 5,46 1,68 15,65 6,81 4,13 1,79 6,95 6,95

v

NAJNIA KOTA VODE U VODOSPREMI5,61 1,98 1,68 4,13 1,79 6,95

157,14 mnm

135,00 mnm

110,00 mnm

H

1 6 HNAJUGROENIJI POTROA HIDRANT

2

3

4

5

6

TLANA (PIEZOMETARSKA) LINIJA Sl.3 PIEZOMETARSKA LINIJA OD VODOPREME DO NAJUGROENIJEG POTROAA

U voru 6, je kota terena 110,00 mnm. Mjerodavni tlak u mjestu potronje je tlak potreban za gaenje poara 2,5 bara, jer isti nadmauje geodetsku visinu objekata i potrebni izljevni tlak u domainstvima od 0,5 bara. Dakle, u voru 6, mjerodavna kota piezometarske linije je na: H6 = 110,00+25,00 = 135,00 mnm Ukupni gubitak tlaka do vora 6 mogue je za pretpostavljeni reim potronje izraunati sumiranjem gubitaka tlaka u dionicama koje slijede najkrai put do vora 6. Na Sl.1 je evidentno da je to potez koji definiraju vorovi: V 1 2 3 4 5 6. Iz Tabl.2 mogue je oitati gubitke tlaka na spomenutim dionicama tako da je sumarni gubitak tlaka: hV-6 = 5,61 + 1,98 + 1,68 + 4,13 + 1,79 + 6,95 = 22,14 mVS. Najnia kota vode u vodospremi mora biti jednaka ili vea od: HV,MIN = 135,00 + 22,14 = 157,14 mnm Uzduni profil piezometarske linije od vodospreme do vora 6 prikazan je shematski na Sl.3

CRPNA STANICACrpna stanica nalazi se izvan naselja neposredno iznad zahvata vode. Crpna stanica radi 24h/dan. Potrebni najvei kapacitet Qmaxdn/24 = 16232,40/24 = 676,35 m3/h 676,35 1000/3600 = 187, 875 l/s = 188 l/s Zahvat vode je kopani bunar. Voda se crpi centrifugalnom dvostepenom visokotlanom crpkom. Jedna crpka je radna, a druga je u priuvi. Tlani i usisni cjevovod je od nodularnog lijeva, k = 0,4 mm Prema podacima iz prethodnog prorauna i skice slijedi: Hgus = 92.00 86,00 = 6,00 m Hgtl = 161,00 92,00 = 69,00 m Hg = 161,00 86,00 = 75,00 m Manometarska visina dizanja vode odreena je jednadbom:Hman = Hg + Hus + Htl

Brzine protjecanja vode na usisnom i tlanom cjevovodu za mjerodavni protok: 0,45 2 4 0,188 Vtl = = 1,50 m / s 2 0,4 4 0,188 Vcr = = 1,95 m / s 2 0,35 4 Vus = 0,188 = 1,18 m / s2 v us 1,18 2 = = 0,071 m 2g 2 9,81

v2 1,50 2 tl = = 0,115 m 2g 2 9,812 v cr 1,95 2 = = 0,194 m 2g 2 9,81

161,0 mnm

400 L=1800,0 m 350

92,0 mnm

450 L=9,0 m 86,0 mnm

Na tlanoj dionici jo je ugraeno: 5 lukova 45 3 luka 90

Proraun gubitaka tlaka u usisnom cjevovodu: a) linijski gubici tlaka iz tablica: Za 450 i Q = 0,188 m3/s I = 0,0031 Lus = 9,0 m hlin.us = 0,0031 9,0 = 0,028 m b) lokalni gubici tlaka Gubitak tlaka na usisnoj koari Gubitak tlaka na luku 902 v us 2g v2 0,2 us 2g

0,3

____________________________________________________________ ____ Ukupno:0,5 2 v us = 0,5 0,071 = 0,036 m 2g

2 v cr Gubitak tlaka na otvorenom zasunu 0,1 2g 2 v cr Gubitak tlaka na smanjenju profila 450/350 0,04 2g

____________________________________________________________ ____ Ukupno: Lokalni gubici tlaka ukupno:0,14 2 v cr = 0,14 0,194 = 0,027 m 2g

0,036 + 0,027 = 0,063 m

Ukupni gubici tlaka na usisnom cjevovodu: 0,028 + 0,063 = 0,091 m Hus = 0,091 m

Proraun gubitaka tlaka u tlanom cjevovodu: a) linijski gubici tlaka iz tablica: Za 400 i Q = 0,188 m3/s I = 0,0058 Ltl = 1800,0 m hlin.tl = 0,0058 1800,00 = 10,440 m b) lokalni gubici tlaka Gubitak tlaka na povratnom ventilu Gubitak tlaka na otvorenom zasunu Gubitak tlaka na luku 90 Gubitak tlaka na luku 45 Gubitak tlaka na izlazuv2 2,5 tl 2g v2 0,1 tl 2g v2 tl 2g v2 7 0,15 tl 2g 2 v 1 tl 2g 3 0,2 5,25 v2 tl = 5,25 0,115 = 0,604 m 2g

____________________________________________________________ Ukupno: Gubitak tlaka na Poveanje profila 350/400 Lokalni gubici tlaka ukupno:

0,4(v 1 v 2 ) 0,4 (1,95 1,50 ) = = 0,004 m 2g 2 9,812 2

0,604 + 0,004 = 0,608 m

Ukupni gubici tlaka na tlanom cjevovodu: 10,440 + 0,608 = 11,048 m Htl = 11,048 m

Suma ukupnih gubitaka tlaka na usisnom i tlanom cjevovodu je: Hus + Htl = 0,091 + 11,048 = 11,139 m Potrebno je izraunati manometarsku visinu za niz protoka, kako bi se konstruirala karakteristika sustava usisnog i tlanog cjevovoda.

Q 0,000 0,050 0,100 0,150 0,188 0,200 0,250

Q/0,188 0,000 0,266 0,532 0,798 1,000 1,064 1,330

(Q/0,188)2 0,000 0,071 0,283 0,637 1,000 1,132 1,768

(Hus +Htl)0,00 0,79 3,15 7,09 11,14 12,61 19,70

Hg 75,00 75,00 75,00 75,00 75,00 75,00 75,00

Hman 75,00 75,79 78,15 82,09 86,14 87,61 94,70

Karakteristike crpke preuzete su od proizvoaa crpke:Q m3/s 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 H (m) 123 117 108 98 86 71 53

(%) 70 77 82 84 82 76

140 120 100H (m)

90 85 80 75

80 60 40 20 0 0,00 70 65 60 0,30

0,05

0,10

0,15Protok (m3/s)

0,20

0,25

Grafiki prikaz odreivanja radne toke crpke S grafa oitano: Q = 0,195 m3/s Hman = 87,0 m = 84%

Zadatak: Naselje sa slike opskrbljuje se vodom sa ureaja za kondicioniranje vode u voru 1. Stanovnitvo je ravnomjerno prikljueno du cjevovoda vodovodne mree. U voru 22 na vodovodnu mreu prikljuen je industrijski pogon. Gradska vodosprema (vor 23) se nalazi sa suprotne strane naselja u odnosu na ureaj za kondicioniranje. Kota preljeva vode u vodospremi je 446,5 m.n.m., a kota dna je 442,5 m.n.m. Hrapavost cijevi je 0,1 mm. Procijenjeni broj stanovnika iznosi: Mk = 18000 stan Specifina potronja vode za navedeno plansko razdoblje procjenjuje se na: qsp = 317,5 l/st/d Koeficijenti neravnomjernosti potronje uzeti su iz tablice 3: Kd = 1,3 .. koeficijent dnevne neravnomjernosti potronje Kh = 1,6 .. koeficijent satne neravnomjernosti potronje Zadana je maksimalna satna potronja industrijskog pogona: qind = 31,2 l/s Porebno je dimenzionirati i hidrauliki proraunati vodoopskrbni sustav naselja na slici koristei se programskim paketom EPANET 2 uz uvjet da je: Maksimalni protok od ureaja za kondicioniranje prema naselju jednak 130,0 l/s Minimalni promjer cjevovoda unutar mree 100 mm Minimalni doputeni tlak u vodovodnoj mrei iznosi 2,5 bara U satu maksimalne potronje dogodila su se dva poara ( u vorovima 5 i 14) i za gaenje svakog je potrebno 20 l/s.

Slika

Shema vodovodne mree

Rjeenje: Ukupna duljina mree: L = 4082,5 m Specifina potronja po metru dunom cjevovoda iznosi:

q0 =

q max,h L

=

137,6 = 0,034 l / s 4082,5

q max,h ,uk = 208,8 l / sCjelokupna potronja vode koncentrira se u vorove. Prilikom odreivanja vorne potronje mora se voditi rauna o vrst potroaa:

potroai koji su ravnomjerno rasporeeni u prostoru (stanovnitvo) ''tokasti'' potroai (industrija, koliina potrebna za gaenje poara)vorna potronja vode od stanovnitva odreena je kao zbroj polovina potronje vode iz dionica cijevi koje se spajaju u promatranom voru Na osnovu poznatih protoka po dionicama pretpostavljaju se dimenzije cjevovoda, te se proraunom provjerava da li cjevovodi imaju odgovarajuu propusnu mo i da li su ispunjeni zadani uvjeti. Ako je potrebno vri se korekcija dimenzija cjevovoda i ponavlja se proraun.

Proraun kune vodoopskrbne mree Primjer 9: U voru 1 uline vodoopskrbne mree prikljuena je jedan prizemni stambeni objekat. Tlocrt objekta dan je na slici. Kota dovodnog cjevovoda na mjestu prikljuka iznosi -1,20 m u odnosu na kotu terena.

Napomena: na slici su sa kriiem oznaena predviena izljevna mjesta

Potrebno je: a) skicirati shemu izljevnog mjesta: kune vodoopskrbne mree, do svakog

u kuhinji do: sudopera i perilica za posue u kupaonici do: umivaonika, kade, vodokotlia i perilice rubljab) nacrtati aksonometrijsku shemu kune vodoopskrbne mree c) napraviti hidrauliki proraun i dimenzionirati cijevi d) odrediti minimalnu potrebnu visinu pritiska u ulinom dovodnom cjevovodu na mjestu kunog prikljuka

Rjeenje: a) Kuna vodoopskrbna mrea slui za raspodjelu vode pod pritiskom do svih izljevnih mjesta. Izvodi se od elinih pocinanih cijevi, polietilenskih cijevi, a koriste se i bakrene cijevi. Za spajanje slavina na umivaonicima, vodokotliima i drugim armaturama na objektima koji nisu uzidani i nepokretni, upotrebljavaju se metalne ili savitljive plastine cijevi. Vodovodne cijevi se polau ispod poda, ako je pod drven, u meukatnu konstrukciju izmeu rebara, u posebno ukopane kanale u zidu. Promjena smjera cijevi uvijek je pod pravim kutom. U naim klimatskim prilikama cijevi treba postavljati s unutranje strane zidova da se voda u njima ne bi zimi smrznula. U ovom primjeru izabrane su eline pocinane cijevi. Horizontale su voene po zidu, na 20 cm visine mjereno od nivoa poda. Shema kunog vodoopskrbnog sustava prikazana je na slici:

Na spoju kune vodoopskrbne mree sa ulinim dovodnim cjevovodom, postavlja se vodomjer na 1,0 m od regulacijske linije (granica placa). Ispred i iza vodomjera postavljaju se zatvarai (zasuni) da bi se vodomjer mogao skidati (radi kontrole ispravnosti i badarenja).

b) Kuna vodoopskrbna mrea se prikazuje aksonometrijskom shemom. Na njoj je prikazan svaki prolaz cijevi kroz zid ili meukatnu konstrukciju. Aksonomerijska shema s upisanim kune vodoopskrbne mree sa upisanim duinama cijevi, prikazana je na sljedeoj slici:

vor 2 4 5 8 12 13 14 16

izljevno mjesto perilica rublja tu (topla voda) kada (topla voda) sudoper sudoper (topla voda) perilica za posue + lavabo lavabo (topla voda) vodokoltli

c) Mjerodavni protoci za dimenzioniranje cijevi kune vodoopskrbne mree se odreuju pomou jednadbe:

Q = 0,25 j. p.

l/s

gdje j.p. predstavlja sumu jedinica potronje svih izljevnih mjesta nizvodno od razmatrane cijevi. Rezultati prorauna za mreu od elinih pocinanih cijevi dati su u tablici, gdje su: Dusv usvojeni promjer cijevi hi ukupan gubitak na dionici i

Aksonometrijska shema kune vodoopskrbne mree sa duinama i usvojenim promjerima cijevi prikazana je na slici:

Tablica Gubici u metrima vodnog stupca na jedinicu duljine cjevovoda, ukljuujui otpore u koljenima, spojevima i ventilima, ali bez gubitaka na vodomjeru.

d) Najmanja potrebna visina na kunom prikljuku odreuje se primjenom Bernoulijeve jednadbe (u kojoj se zanemaruje lan kinetike energije) koja se postavlja za prikljuno mjesto kunog vodoopskrbnog sustava na ulini dovodni cjevovod i kritino izljevno mjesto:

z1 +

p1 p = z2 + 2 + hi g g

Bernoulijeva jednadba trebala bi se odnositi na kotu osi cijevi, ali u inenjerskoj praksi je uobiajeno da se rauna s kotom terena (umjesto s kotom osi cijevi), jer je dubina ukopavanja cijevi mala (11,5 m) u odnosu na visine tlakova u vodoopskrbnoj mrei. Shematski prikaz Bernoulijeve jednadbe dan je na slici:

gdje su: z1 kota terena (na prikljuku kunog vodovoda) p1/g - visina tlaka na prikljuku z2 kota kritinog izljevnog mjesta (u odnosu na kotu terena) p2/g - potrebna visina tlaka vode na samom izljevnom mjestu hi - suma hidraulikih gubitaka od izljevnog mjesta do presjeka 1 (linijski + lokalni)

U nastavku je prikazan detaljni hidrauliki proraun za jedan od moguih pteva vode: od ulinog dovodnog cjevovoda (vor 1) do tua (vor 4). Bernoulijeva jednadba za presjeke ( u vorovima ) 1 i 4:

z1 +gdje su:

p1 p = z 4 + 4 + hi + hv + hb g g

hi suma linijskih gubitaka po dionicama na putu od vora 1 do 4 hv lokalni gubitak na vodomjeru hb lokalni gubitak na bojleruPotrebna visina tlaka za izljevno mjesto tua iznosi:

p4 = 4,5 m gLokalni gubici (hlok):

vodomjer: hv=5 m bojler: hb (zbog redukcije cijevi sa 20 mm na 15 mm) u bojler ulazi Q=0,35 l/s (tablica-hidrauliki proraun, dionica 8-9) kroz cijev 15mm. Brzina teenja kroz cijev 11-10 i 9-8 je:v=1,98 m/s Usvojeni su koeficijenti lokalnih gubitaka na ulazu i izlazu iz bojlera ul=iz=1,0 tako da je lokalni gubitak na bojleru hb:

v2 hb = ( ul + iz ) = 0,40 m 2gLinijski gubici: od vora 1 do vora 4 (linija topple vode):

hi = h45 + h511 + h1110 + h98 + h8 7 + h7 6 + h6 3 + h31 = 6,42 m

Konano, minimalna potrebna visina pritiska u voru 1 (z1=0,0 m):

p1 = 2,6 + 4,5 + 6,42 + 5,0 + 0,40 = 18,92 m 19 m gKritino izljevno mjesto je ono za koje se dobija najvea potrebna visina tlaka na prikljuku p1/g. Kritino mjesto se mora u svakom sluaju posebno odrediti primjenom Bernoulijeve jednadbe proraunom koji obuhvaa I druga izljevna mjesta koja bi mogla biti kritina. U nastavku je u obliku tablica prikazana vrijednost minimalne visine tlaka u voru 1 za razliite puteve vode:

Iz prorauna koji je prikazan u prethodnoj tablici prizlazi da je kritian put od vora 1 do vora 4 8put tople vode) jer se za njega dobija nejvea potrebna visina tlaka na kunom prikljuku od 18,92 m. Ukoliko bi se proraun minimalne potrebne visine tlaka na prikljuku proveo samo na instalaciji hladne vode, tada bi kritian vor bio tu (vor 4), a minimalni tlak na prikljuku 17,41 m. Ako u ulinoj vodoopskrbnoj mrei nije osiguran dovoljan tlak, moe se postaviti hidrofor. Njegov zadatak je da povea tlak u kunoj vodoopskrbnoj mrei iznad raspoloivog.

Documents

Projektiranje Vodoopskrbnih Sustava - Za Web