intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Cấp thoát nước: Chương 3 - PGS.TS. Nguyễn Thống

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

36
lượt xem
5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cấp thoát nước - Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực" cung cấp cho người học các kiến thức về các loại mạng lưới cấp nước trong khu vực bao gồm: Mạng lưới vòng, mạng lưới hở, mạng lưới hỗn hợp. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cấp thoát nước: Chương 3 - PGS.TS. Nguyễn Thống

  1. TRƯỜNG ĐẠICẤP HỌCTHOÁT BÁCH KHOA NƯỚCTP. HCM CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Khoa Kyõ Thuaät Xaây Döïng - BM KTTNN NỘI DUNG MÔN HỌC CHƯƠNG 1: Tổng quan về cấp nước CHƯƠNG 2: Nguồn nước & Công trình thu nước. CHƯƠNG 3: Mạng lưới cấp nước khu vực vực. CHƯƠNG 4: Mạng lưới cấp nước bên trong. CHƯƠNG 5: Mạng lưới thoát nước bên trong. Giảng viên: PGS. TS. NGUYỄN THỐNG CHƯƠNG 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr CHƯƠNG 7: Tổng quan về xử lý nước thải. Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/ CHƯƠNG 8: Phần mềm EPANET và SWMM 1 2 PGS. TS. Nguyễn Thống Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3 ĐỊNH NGHĨA Là hệ thống đường ống & các hạng MẠNG LƯỚI CẤP mục c/trình liên quan xây dựng theo hệ thống trục giao thông chính của NƯỚC KHU VỰC khu vực cấp nước. NHIỆM VỤ Nước trong mạng lưới sẽ được lấy ra cung cấp cho các đơn vị sử dụng nước cuối cùng (hộ dân, nhà máy, xí 3 nghiệp, công sở,…). 4 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. PHÂN LOẠI MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA Có 3 loại mạng lưới: Nuùt: Laø nôi giao nhau caùc ñöôøng oáng.  Mạng lưới vòng. Đoạn ống 2 Đoạn ống j  Mạng lưới hở (cụt).  Mạng lưới hỗn hợp (vòng + Đoạn ống 1 Nút i hở). 5 D d 6 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 1
  2. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA Ñoaïn oáng: Giôùi haïn bôûi 2 nuùt keà nhau vôùi quy Ñieåm laáy nöôùc: laø vò trí nuùt ôû ñoù nöôùc ñöôïc öôùc laø d=hs. vaø khoâng coù löu löôïng vaøo, ra laáy ra (hoaëc ñöa vaøo) maïng löôùi ñeå vaøo doïc ñoaïn oáng (trong tröôøng hôïp coù löu ñôn vò söû duïng nöôùc cuoái cuøng. löôïng doïc tuyeán  bieán ñoåi lưu lượng qj “töông ñöông” veà nuùt 2 ñaàu ñoaïn oáng). Điểm lấy nước j Nút j Nút i i Đoạn ống có d=hs. 7 8 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC 7 8 9 6 IV VI I MẠNG LƯỚI 1 2 3 q3 4 5 V VÒNG Đài nước II III Nguồn nước 10 11 12 13 Điểm lấy nước 9 MẠNG LƯỚI VÒNG 10 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Nhaän xeùt: Nöôùc töø nguoàn ñeán ñieåm laáy nöôùc coù theå ñi baèng nhieàu tuyeán khaùc nhau. ÖU KHUYEÁT ÑIEÅM MẠNG MAÏNG LÖÔÙI VOØNG Öu ñieåm: Baûo ñaûm an toaøn caáp löu löôïng ñeán caùc ñieåm laáy nöôùc khi coù söï coá xaûy LƯỚI HỞ ra treân ñöôøng oáng maïng löôùi. Khuyeát ñieåm: Giaù thaønh cao.  tính thuûy löïc phöùc taïp. 11 12 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 2
  3. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. q5 6 Nhaän xeùt: Nöôùc töø nguoàn ñeán ñieåm laáy nöôùc chæ 5 7 coù theå ñi baèng moät tuyeán. ÖU KHUYEÁT ÑIEÅM q1 1 2 3 4 MAÏNG LÖÔÙI CỤT Öu ñieåm: Giaù thaønh thaáp. Nguồn nước  tính thuûy löïc ñôn giaûn. Đài nước Khuyeát ñieåm: KHOÂNG baûo ñaûm an toaøn caáp löu 8 9 10 löôïng ñeán caùc ñieåm laáy nöôùc khi coù söï coá xaûy Điểm lấy nước ra treân ñöôøng oáng maïng löôùi. MẠNG LƯỚI CỤT (HÔÛ) 13 14 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC 7 8 9 6 MẠNG LƯỚI I q3 1 HỖN HỢP 2 3 4 5 (VÒNG + HỞ) Đài nước II Maïng löôùi hôû Nguồn nước 10 11 12 Điểm lấy nước 1-2; 4-5;…: Đoạn ống 15 16 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI HỔN HỢP CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Nhaän xeùt: Phaùt huy ñöôïc öu MỘT SỐ NGUYÊN TẮC & ñieåm cuûa 2 loaïi maïng löôùi LƯU Ý KHI THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC vaø khaéc phuïc moät phaàn caùc Xác định vị trí nguồn nước. khuyeát ñieåm cuûa hai loaïi (Chú ý: Nguồn nước thô, nguồn treân. nước đã được xử lý)  Nên chọn vị trí có lợi về mặt năng lượng (áp suất, thế năng PGS. TS. Nguyễn Thống 17 lớn). PGS. TS. Nguyễn Thống 18 3
  4. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.  Từ vị trí nguồn nước  Bố CÁC NGUYÊN TẮC & LƯU Ý trí tuyến cấp 1 trước. Đầy đủ để có thể lấy nước Bố trí tuyến cấp 2,3,… vào bất kỳ đơn vị sử dụng  Thông thường d cấp nhỏ nước cuối cùng nào cho khu nhất >=150mm. thiết kế hệ thống cấp nước.  Theo hệ thống quy hoạch giao thông. 19  20 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG CÁC NGUYÊN TẮC & LƯU Ý Cần AN TOÀN cấp nước cao  dạng mạng lưới vòng. Nếu không  mạng lưới cụt.  Ưu tiên xem xét mạng lưới hỗn hợp. 21 22 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. Dr. PGS. TS.Nguyễn NguyễnThống Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. THÔNG SỐ YÊU CẦU THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC  Coät nöôùc töï do h (aùp löïc nöôùc töï do) : LÖÏA CHOÏN CUOÁI CUØNG p (=1000kg/m3: khoái h  h min - ñòa hình. g löôïng rieâng cuûa nöôùc Nghieân cöùu caùc phöông aùn khaû thi - ñòa chaát. vaø so saùnh kinh teá caùc p/aùn  l/choïn. - nguoàn nöôùc. - Đối với nhà dân cư: - quy hoaïch ñoâ thò. hmin  tùy theo yêu cầu khu vực (10m - daân soá. Khaûo saùt c/t hieän höõu: - ñoái töôïng tieâu - maïng löôùi thoùat nöôùc 40m) thuï nöôùc. - maïng löôùi phaân phoái gaz p: áp suất tại điểm lấy nước - quy hoaïch giao - maïng löôùi phaân phoái ñieän  Löu löôïng Q(t) >= Qyêu cầu . thoâng. - maïng luới ñieän thoïai 24 23 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 4
  5. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. LƯU Ý LƯU Ý Chọn sơ bộ đường kính ống: Thông số tham khảo: d(m)   0,8  1, 2  Q 0,42 Vtb = (0.5 1.5) m/s Q(m3/s): lưu lượng qua ống  Lmax = (350 900)m dmin >= 150mm.  pmax= 500 kPa (kN/m2)  pmin= 150 kPa 25 26 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. • Khái niệm về đường kính kinh tế: T($) T1+ T2 ĐƯỜNG ỐNG Tmin T1=f(D) T2=f(D) CẤP NƯỚC dopt D (m) T1: chi phí đường ống T2: chi phí năng lượng 27 28 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. ĐƯỜNG ỐNG NHỰA  OÁng nhöïa (150500 500))  p= 20 N/cm2 29 30 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 5
  6. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Ống nhựa uPVC Ống nhựa HDPE L=5.5m, p=6bar 1bar  10mH2O 31 32 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống L=56m, p=10 12bar CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Ống nhựa HDPE Ống nhựa PVC 33 34 PGS. TS. Nguyễn Thống L=56m, p=10 12bar PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. 35 36 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 6
  7. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. 37 38 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. ỐNG BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC, NÒNG THÉP ỐNG BÊ TÔNG L=4  5m, 6bar 39 40 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. Dr. PGS. TS.Nguyễn NguyễnThống Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. ỐNG BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC L=4.5  7m, 57bar ỐNG GANG 41 42 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 7
  8. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. ỐNG GANG DẺO ỐNG GANG DẺO L=6m, p=10bar L=6m, p=10bar 43 44 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống ỐNG CẤP THOÁT NƯỚC NỐI ỐNG CẤP THOÁT NƯỚC PUSH khu Chương 3: Mạng lưới cấp nước TO JOINT vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. KHUỶU (CHUYỂN HƯỚNG DÒNG CHẢY) 45 46 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. BÙ (CHUYỂN DẠNG LIÊN KẾT) ỐNG NỐI 47 48 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 8
  9. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. ỐNG NỐI T, NỐI THẬP 49 50 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. QUY LUẬT THỦY LỰC TRONG QUY LUẬT THỦY LỰC ỐNG CHẢY CÓ ÁP TRONG ỐNG CHẢY CÓ ÁP Hazen-Williams  10.68L(m) 1.85 dh  KQ m dh(m)  d(m)4.87 C1.85 HW Q Tổn thất năng lượng Lưu lượng OÁng cuõ OÁng saét OÁng OÁng OÁng (mH2O) trong ống cuõ b/toâng nhöïa theùp CHW 50-120 100-140 120-140 140-150 140-150 K hệ số phụ thuộc đường ống; dh(m) tổn thất năng lượng trên đoạn ống dài L(m); Q(m3/s) lưu lượng qua ống; m=1 (c. taàng)2 (c. roái). 51 52 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Manning  L V2 dh   . (mH 2 O) d 2g QUY ĐỔ ĐỔII   Heä soá toån thaát naêng löôïng ñöôøng LƯU LƯỢ LƯỢNG NG daøi (bieåu ñoà Moody or Nicurade) L  chieàu daøi oáng DỌC DỌ C ĐOẠ ĐOẠNN ỐNG d  ñöôøng kính oáng V  vaän toác trung bình maët caét 53 54 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 9
  10. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Quy ñoåi löu löôïng phaân boá ñeàu q CHÚ Ý theo chieàu daøi  l/löôïng nuùt 2 ñaàu. Khi tính toán thủy lực mạng qL (l/s) V(x) L (m) B lưới cấp nước khu vực  Nếu A x q (l/s/m) có lưu lượng phân bố trên các Q (l/s) Quy đổi Q (l/s) đoạn ống  Phải quy đổi về qL (l/s) B lưu lượng nút tương đương ở A V=hs. 2 đầu đoạn ống trước. Với  Q=qL/2 (l/s) 55 56 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Bài tập: Tính tổn thất năng lượng (mH2O) PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN trên đoạn ống AB. Mất năng đường dài - Nguyeân lyù baûo toaøn khoái löôïng vaät chaát  theo Manning có =1.10-4. Phöông trình lieân tuïc taïi nuùt. a. Theo sơ đồ với lưu lượng quy đổi tương N đương về nút A & B. Q j1 j,i  0   Q vao  nut  i   Q ra nut  i k m b. Theo pp. tích phân (chính xác). Q=30 l/s L=1500m, d=120mm N soá ñöôøng oáng hoäi tuï vaøo nuùt i cuûa maïng löôùi. B Q1 Q2 Xét cân bằng A lưu lượng nút i: q=0.02 l/s/m i Q3 Q1 = Q2+Q3 58 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. TRONG TRƯỜNG HỢP TẠI NÚT CÓ LƯU LƯỢNG VÀO (RA) MẠNG LƯỚI MẤT NĂNG LƯỢNG Q1 = Q2+Q3 + Ci TRONG MẠNG LƯỚI Ci CẤP NƯỚC KHU VỰC Q1 Q2 i Q3 59 60 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 10
  11. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. PHƯƠNG TRÌNH NĂNG LƯỢNG CHO  Tính thủy lực mạng lưới MỘT ĐOẠN ỐNG ĐƠN GIẢN cấp nước khu vực thường Xét một đoạn ống đơn giản (d=hs., chỉ kể đến tổn thất “đường không có lưu lượng ra, vào dọc tuyến): dài” (bỏ qua tổn thất cục Mất năng pA A Q B bộ vì nó thường bé so với lượng ZA Mặt chuẩn A B O O đường dài). HA pA p ZA   Z B  B  dh AB62 PGS. TS. Nguyễn Thống 61 PGS. TS. Nguyễn Thống g g CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. PHƯƠNG TRÌNH CHÚ Ý NĂNG LƯỢNG CHO MỖI Tổn thất năng lượng đường VÒNG KHÉP KÍN dài (dh) luôn cùng dấu với  Tổng đại số các tổn thất chiều dòng chảy (nó có thể năng lượng của các đoạn mang dấu âm hoặc dương ống trong 1 vòng khép kín tùy theo chiều dương quy bằng 0. 63 ước). 64 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. - Phương trình năng lượng cho mỗi vòng khép kín: Chứng minh: Tổng đại số các tổn thất cột m   dh  i L i 0  K i i Q 0 i nước cho 1 vòng khép kín luôn bằng 0. B dhAB HB (dhL)i : tổn thất năng lượng trên đoạn thứ i. dhAB=HA - HB Toån thaát naêng löôïng cuøng chieàu doøng chaûy dhBC=HB - HC A + dhBC H2 2 dhAC=HC - HA HA dh12++dh23+dh13=0 dh12=H1-H2 ------------------------ dh23 dhi = 0 dhAC HC dh12 Hi=zi+pi/ C H1 + Ei=Hi+V2/2g 3 1 dh13 H3 65 66 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 11
  12. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. V2/2g pA/γ dhAB TÍNH MẠNG LƯỚI Ñöôøng coät B pB/γ nöôùc ño aùp H HA CẤP NƯỚC A ZB zA Q KHU VỰC VỚI Maët chuaån O HA = HB +dhAB O MẠNG MẠ LƯỚII HỞ NG LƯỚ HỞ Vôùi HA=ZA+pA/γ : Coät nöôùc ño aùp toaøn phaàn Vaø HB =ZB+pB/γ 67 68 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. TÍNH THUỶ LỰC MAïNG LƯỚI HỞ Ñaët vaán ñeà: Xaùc ñònh ñöôøng kính oáng di, vaø chieàu cao ñaøi nöôùc A (aùp löïc nöôùc taïi nguoàn, coät nöôùc ño aùp ĐÀI NUỚC taïi A). Caùc soá lieäu khaùc giaû thieát ñaõ bieát. ĐIỂM LẤY NUỚC Böôùc 1: Xaùc ñònh löu löôïng trong moãi ñoaïn oáng di. Baét Vị trí ñaàu töø oáng nhaùnh tröôùc vaø töø cuoái maïng tieán daàn Hđài B TRẮC DỌC p/γ bất veà höôùng nguoàn. Duøng p/t ñieàu kieän caân baèng veà löu lợi löôïng taïi nuùt “sau”. Ví duï cho sô ñoà treân: A C D E qE qF Tính QCD: Xeùt caân baèng l/löôïng nuùt D: F qD qAB (i) A Q   Q (raj)D  Q CD  q D qCD D vao D qD B C i j BÌNH ĐỒ 69 C D 70 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống QCD CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Töông töï: CHÚ Ý  Tính QBE : Xeùt caân baèng l/löôïng nuùt  Khi tìm lưu lượng trong đoạn ống E: QBE = QE & QCF về nguyên tắc ta chưa biết chiều lưu lượng nên có thể giả định  Tính QBC vaø QAB: Xeùt caân baèng chiều bất kỳ (lời giải ra có thể - l/löôïng laàn löôït nuùt C vaø B: hoặc +).  QBC = QCD + QCF vaø QAB = QBC +  Sau Bước 1, vectơ lưu lượng QBE trong các đoạn ống PHẢI biểu diễn ĐÚNG với chiều thực tế. 71 72 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 12
  13. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Böôùc 2: Coù Qi cho moãi ñoaïn oáng seõ xaùc ñònh di Böôùc 3: Coù Qi, Li, di xaùc ñònh toån thaát coät (choïn 2a or 2b): nöôùc dhi: 2a. Tröôøng hôïp toaøn boä caùc ñoaïn oáng (böôùc Theo Hazen-Williams: 5a). 10.679 * Li 2b. Tröôøng hôïp treân tuyeán ñöôøng oáng chính dhi  4.871 1.852 Q 1.852 Theo Manning: d C (böôùc 5b). HW Coâng thöùc kinh nghieäm: di(m)=(0,81,2)Qi0,42 Q2 K i  C R dhi  Li vôùi  So sánh và chọn d theo sản phẩm có K i2 trên thị trường! 73 74 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. KHÁI NIỆM VỀ TUYẾN TUYẾN ỐNG CHÍNH ĐƯỜNG ỐNG CHÍNH Nối từ NGUỒN nước đến: E (Ze,pE/)  điểm lấy nước “XA NGUỒN” A B  điểm lấy nước có thế năng (z) C D (ZD,pD/ “LỚN”  điểm lấy nước có yêu cầu cột Giả thiết ABCD tuyến chính F (Z ,p /) F F nước áp suất tự do “LỚN”  HA=HD+dhABCD và các điểm còn lại  HA- dhAB..I> Hi (=E or F): Cột nước yêu cầu tại i.  dẫn lưu lượng “LỚN” 75 76 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Böôùc 4 :Tính chieàu cao ñaøi Hñaøi. Chieàu cao ñaøi nöôùc: Hñaøi = pA/γ Ñeå tính Hñaøi, ta seõ tính HA vaø töø ñoù suy ra Hñaøi AÙP SUAÁT TÆNH TAÏI A  Hđài =pA/g= HA - zA Hñaøi= pA/g (pA) DO Hñaøi TAÏO RA A (coù aùp suaát pA) 77 78 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 13
  14. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. XEÙT TREÂN TUYEÁN ÑÖÔØNG OÁNG CHÍNH ABCD (GÆA THIEÁT): Có HA  Hđài = pA/g = HA - ZA BẮT ĐẦU TỪ CUỐI TUYẾN  điểm D Nhaän xeùt:  HD= pD/γ + zD = (pD/γ)min + zD Theo chieàu doøng chaûy töø C ñeán D: HA =HD + dhi vôùi i laø caùc ñoaïn  HC = HD + dhCD treân tuyeán ñöôøng oáng chính  HB =HC + dhBC ABCD (AB, BC, CD).  HA =HB + dhAB 79 80 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Bước 5: Böôùc 5: Coù 2 tröôøng hôïp (töø böôùc 2): 5a. Tröôøng hôïp di oáng nhaùnh ñaõ coù: Coät Mục đích  Kiểm tra cột nước nöôùc ño aùp taïi cuoái caùc oáng nhaùnh seõ laø (ví đo áp yêu cầu tại các điểm lấy duï nhaùnh BE): nước còn lại trong mạng lưới. HE = HB – dhBE pE/γ (nếu không thỏa  chọn lại So saùnh pE/γ vaø (pE/γ)min. Coù 2 khaû naêng: tuyến ống chính, tính lại (i) Neáu pE/γ >= (pE/γ)min (töông töï taïi taát caû chiều cao đài nước Hđài). caùc oáng nhaùnh khaùc coøn laïi)  Ok. 81 82 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. CHÚ Ý (ii) Nếu pE/γ < (pE/γ)min  về E qE F qF lại bước 4, giả thiết lại dhBE qD A qAB tuyến đường ống chính  qCD B C D Tính lại HA (chiều cao đài HB = HE +dhBE  HE = HB- dhBE nước mới).  pE/ = HE - zE 83 84 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 14
  15. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. CHÚ Ý 5b: Tröôøng hôïp di oáng nhaùnh chöa coù: Giả sử nếu kiểm tra tại F có pmin Ñoái vôùi caùc ñoaïn oáng nhaùnh (ví duï BE), vôùi KHÔNG THỎA  Tuyến đường ống HB vaø HE ñaõ bieát, do ñoù toån thaát coät nöôùc seõ laø: dhBE = HB-HE chính mới giả thiết sẽ là ABCF. Vôùi HE laáy theo coät nöôùc yeâu caàu.  Nếu cả tại E lẫn F có pmin đều không thỏa  Chọn tuyến chính mới •  Töø ñoù, ta seõ xaùc ñònh ñöôøng kính ñöôøng nối từ nguồn đến điểm có áp lực oáng nhaùnh. nước so với pmin tương ứng “bất • Ví du:ï 10.679* Li 1.852  dBE lợi” nhất. d 4.871 BE  Q dh BE * C1.852 HW 85 86 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chú ý: Chú ý: - Tuyến đường ống chính: Là tuyến Theo dòng chảy  nối nguồn nước và điểm lấy nước có Hđầu = Hcuối + dhđầucuối p/ =hmin & cột nước đo áp tại các (Quan điểm năng lượng khi áp điểm lấy nước còn lại đạt yêu cầu. (hmin là cột áp yêu cầu tại điểm lấy dụng phương trình Bernoulli nước) cho dòng chảy từ m/c đầu đến m/c cuối của 1 đoạn ống). 87 88 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. 0.42 Bài tập 1. Laáy sô ñoà ví duï treân vôùi caùc soá lieäu nhö Ñöôøng kính oáng d (m) sô boä: d  1.0 * Q sau: AB=CD=BC=1000m; BE=CF=500m; Thò tröôøng coù d(mm) : 200, 315, 355, 400, 450, qD=75l/s; qF=75l/s; qE=125l/s. Cao trình maët ñaát 500, 560, 600. Choïn d theo ñöôøng oáng lớn hơn töï nhieân laø nhö nhau taïi moïi vò trí treân maïng gaàn nhaát có trong thò tröôøng. löôùi (zi=z0), ngoaïi tröø A coù cao ñoä ZA=1m+z0. a. Giaû thieát ABCD laø tuyeán ñöôøng oáng chính. Yeâu caàu coät nöôùc töï do (p/)min taïi caùc ñieåm laáy Xaùc ñònh di vaø coät nöôùc ño aùp taïi vò trí nuùt A  nöôùc ít nhaát laø 14 mH2O. Quy luaät toån thaát naêng Hñaøi (chieàu cao ñaøi nöôùc). Kieåm tra coät nöôùc ño löôïng doøng chaûy: aùp taïi caùc ñieåm laáy nöôùc coøn laïi E, F. 1.85 b. Trôû laïi Böôùc 5, xeùt tröôøng hôïp coät nöôùc yeâu 10.68L i  Q i  dh i (m)    caàu taïi F laø 17m, cao ñoä cuûa F baây giôø laø z0+1m. d i4.87  120  89 90 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 15
  16. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Baøi taäp 2: Cho sô ñoà maïng löôùi cuït nhö sau. Coät nöôùc ño aùp yeâu caàu toái thieåu taïi 3,4,6 laø (p/γ)min=14m vaø taïi 5 SÔ ÑOÀ MAÏNG LÖÔÙI laø (p/γ)min=18m. (a) Xaùc ñònh löu löôïng trong caùc oáng vaø coät nöôùc caàn coù taïi nuùt 1. Toån thaát naêng löôïng theo Hazen-Williams coù CHW=120. Cao ñoä caùc nuùt laø Hđài B TRẮC DỌC nhö nhau (z0) ngoaïi tröø nuùt 1 laø (z0+8m) . 5 A C D 3 q5 =12l/s E qE qCF qF q3 =15l/s F qD 1 qAB qBE qBC 4 q =10l/s A 4 qCD D 2 B C BÌNH ĐỒ 6 91 q6 =10l/s92 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Baøi taäp 3: Cho sô ñoà maïng löôùi nhö sau. Coät nöôùc ño aùp Soá lieäu ñöôøng oáng yeâu caàu toái thieåu taïi nuùt 4,6,7 laø p/γ=14m, taïi 5 laø p/γ=18m, taïi 3 laø p/γ=20m. Xaùc ñònh löu löôïng trong 1-2 2-3 2-4 4-5 4-6 caùc oáng vaø aùp löïc nöôùc caàn coù taïi nuùt 1 vaøo giôø cao L(m) 400 400 400 400 400 ñieåm. Toån thaát coù CHW=140, m=1.85. Cao ñoä caùc nuùt laø nhö nhau (z0) ngoaïi tröø nuùt 1 laø (z0+2m) . d(mm) 250 200 200 200 200 Khu daân cö: 4000 daân, 5 3 q5 =10l/s Giaû thieát tuyeán ñöôøng oáng chính laø 1-2-4-5. qtb=120l/ng/ngñ, Kngñ-max=1,2 & Kh-max=1,5 (b) Trở lại Bước 5, giả thiết bây giờ cột 2 nước yêu cầu tại nút 6 là 18m. Hãy giải 4 q4 =10l/s quyết vấn đề nếu có. 1 q7 =14l/s 93 7 6 q6 =12l/s94 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Baøi taäp 4: Cho sô ñoà maïng löôùi caáp nöôùc khu vöïc nhö sau. Coät nöôùc ño aùp yeâu caàu toái thieåu taïi nuùt 3 laø 1-2 2-3 2-4 4-5 4-6 2-7 p/γ=18m vaø taïi nuùt 4, 5, 6 laø p/γ=20m. Toån thaát naêng löôïng theo Hazen-Williams coù CHW=140. Cao ñoä caùc L(m) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 nuùt laø nhö nhau (z0) ngoaïi tröø nuùt 1 laø (z0+2m) . Khu daân cö: 6000 daân, d(mm) 400 200 250 200 200 200 qtb=100l/ng/ngñ, 5 3 q5 =12l/s Kngñ-max=1,2 & Kh-max=1,4 4 1 2 q=0.04 l/s/m q4 =4l/s 95 6 q6 =14l/s96 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 16
  17. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Soá lieäu ñöôøng oáng a. Tính löu löôïng (l/s) nöôùc sinh hoaït giôø duøng nöôùc lôùn nhaát. 1-2 2-3 2-4 4-5 4-6 b. Quy ñoåi löu löôïng treân 2-4. Tính löu löôïng (l/s) trong caùc ñoaïn oáng giôø duøng nöôùc lôùn nhaát. L(m) 800 800 800 800 800 c. Giaû thieát 1-2-4-6 laø tuyeán ñöôøng oáng chính. Tính coät d(mm) 300 200 300 200 200 nöôùc caàn coù taïi nuùt 1  chieàu cao ñaøi nöôùc taïi nuùt 1 (laáy troøn soá ñeán 0.5m). Kieåm tra caùc ñieåm laáy nöôùc Giaû thieát tuyeán ñöôøng oáng chính laø 1-2-4-6. coøn laïi. d. Laáy chieàu cao ñaøi nöôùc caâu (c), giaû söû khu daân cö daân soá gia taêng leân 9000 ngöôøi. Tieâu chuaån duøng nöôùc khoâng ñoåi, ñaùnh giaù söï thay ñoåi coät nöôùc aùp 97 suaát taïi caùc ñieåm laáy nöôùc. 98 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. TÍNH CẤP NƯỚC ĐẶT VẤN ĐỀ Khi nhu cầu đã biết & lưu lượng vào KHU VỰC VỚI mạng lưới đã biết: MẠNG LƯỚI VÒNG Nếu là mạng lưới HỞ  xác định lưu lượng trong các đoạn ống trực tiếp Phương pháp giải “dễ dàng” đúng dần  Nếu là mạng lưới VÒNG  xác định lưu lượng trong các đoạn ống không HARDY CROSS 99 thể “trực tiếp” như mạng lưới cụt  100 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. qAB , qAC , qBC ??? LÝ THUYẾT B QA=QB+QC: đ/k cân bằng qAB=? QB PP. GIẢI A QA qBC =? ĐÚNG DẦN qAC =? QA=qAB+qAC (1) C qAB=QB+qBC (2) QC ??? qBC+qAC=QC (3) (hệ p/t phụ thuộc !!!) qAB, qBC, qAC : ẩn số 101 102 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 17
  18. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. • Goïi Qi laø löu löôïng öôùc löôïng (bieát) trong ñöôøng m oáng thöù i vaø Q laø löu löôïng hieäu chænh cho voøng  Q  dh i  K i Q im 1   [0] kín töông öùng naøy; löu löôïng trong ñöôøng oáng sau laàn laëp seõ laø:  Qi  Q = Qi + Q vôùi khai trieån ña thöùc treân trong ñoù loaïi Q lưu lượng cần tìm. boû caùc soá haïng beù baäc cao seõ cho ta (giaû Quy luật thủy lực: thieát Q
  19. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. PHƯƠNG PHÁP CAÙC BÖÔÙC AÙP DUÏNG P/P HARDY-CROSS Böôùc 1: Kieåm tra (tính) ñieàu kieän caân baèng HARDY CROSS vó moâ veà löu löôïng cuûa toaøn heä thoáng: Phương pháp Hardy Cross sẽ dùng Q vừa chứng minh trên Qi vao.mang .luoi   Qra.mang .luoi i để tính lặp tìm lời giải đúng của A B QB mạng lưới theo trình tự như QA qAB sau. QA = QB+QC qAD qBC qCD 109 C QC 110 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống D CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. CHÚ Ý  CÂN BẰNG VĨ MÔ ? CAÙC BÖÔÙC AÙP DUÏNG Xem xét sự cân bằng tổng lưu P/P HARDY-CROSS lượng VÀO mạng lưới & tổng Böôùc 2: Giaû thieát 1 phaân phoái löu löôïng ban ñaàu trong caùc ñoaïn oáng. Chuù yù taïi lưu lượng RA khỏi mạng lưới moãi nuùt phaûi ñaûm baûo ñieàu kieän: (KHÔNG quan tâm đến lưu lượng chạy trong các đoạn ống Q vao  nut  K   Q ra  nut  K của mạng lưới). i j Trong thực hành việc giả thiết các giá trị q trong 111 ống như sau: 112 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. • Goïi M laø soá ñoïan oáng vaø N laø soá nuùt trong maïng löôùi, • Caùc giaù trò löu löôïng trong caùc oáng soá giaù trò löu löôïng THÖÏC SÖÏ ñöôïc giaû thieát trong maïng löôùi chæ laø (M-N+1) giaù trò. coøn laïi seõ xaùc ñònh baèng caùc phöông H1 q12 Q2 trình caân baèng löu löôïng taïi nuùt. 1 2 H2  Neân baét ñaàu töø caùc nuùt “ñôn Q1 + M =5 (ñoaïn oáng) ; giaûn” tröôùc (nuùt ñôn giaûn laø nuùt maø N =4 (nuùt)  M-N+1 = 2 taát caû caùc ñoaïn oáng hoäi tuï veà nuùt +  Giaû thieát 2 giaù trò xeùt, chæ coøn 1 ñoaïn oáng chöa bieát H4 H3 (ví duï q12 & q34) löu löôïng). 4 3 Q4 q34 Q3 113 114 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 19
  20. CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. CHÚ Ý VÍ DỤ: Xét cân bằng lưu lượng tại A để tính qAB Từ kết quả tính  Vectơ chỉ giá trị B C B C lưu lượng BAN ĐẦU trong các ống PHẢI trình bày đúng với chiều dòng chảy thực của nó. qAB= - 40l/s !!! qAB= +40l/s  Ví dụ: Kết quả tính ra dấu (+)  đã qAD=60l/s qAD=60l/s A A giả thiết đúng chiều của qij  ok D D QA=100l/s QA=100l/s  Kết quả tính ra dấu (-)  CẦN đổi ĐÚNG SAI chiều dòng chảy trên hình vẽ. 115 Lặp lần n: Voøng ABCD 116 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. CAÙC BÖÔÙC AÙP DUÏNG P/P HARDY-CROSS AÛNH HÖÔÛNG CUÛA CHIEÀU DÖÔNG QUY ÖÔÙC LEÂN DAÁU CUÛA GIAÙ TRÒ LÖU LÖÔÏNG Böôùc 3: Xaùc ñònh caùc voøng kheùp kín, choïn TRONG OÁNG chieàu döông quy öôùc theo chieàu kim ñoàng q12>0 H1 q12 hoà. 2 1 2 Xeùt voøng 1 H2 kheùp kín 1-2-3 + q 0 3 q13 q23 > 0 + q13 < 0 H4 H3 Xét vòng khép Xem giải thích ảnh hưởng của sự lựa chọn chiều 4 3 kín 1-3-4: dương ở sau: 117 q13>0 118 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống CẤP THOÁT NƯỚC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. BAÛNG MAÃU TÍNH CHO Böôùc 4: Laäp baûng tính (tham MOÃI VOØNG KHEÙP KÍN khaûo trong taøi lieäu). Ñoaïn Löu löôïng, D L dh dh/Q Q Chuù yù: Moãi voøng kheùp kín seõ 3 (m /s) (m) (m) (m) 2 (s/m ) laäp 1 baûng tính RIÊNG BIỆT. XY . +0,05 . 0,200 . 1500 . +35,27 . 705,42 . YZ -0,05 0,305 1000 -3,02 60,33 Toång 33,45 885,49 Lặp lần n: Voøng XYZ 119 120 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2