wodociagi__w__opracowanie.doc

                                                        NA KOŃCU – TO, CZEGO BRAKUJE!!!!
1.  Co to jest wodociąg i jakie obiekty wchodzą w jego skład.

Wodociąg to zespół urządzeń służących do zaopatrzenia ludności i przemysłu w wodę, przy czym dobrze pracujący wodociąg dostarcza klientom wodę w dostatecznej ilości, pod dostatecznym ciśnieniem i o dobrej jakości.

Składa się z obiektu ujęcia wody, zakładu uzdatniania wody, pompowni, zbiornika na wodę, urządzeń specjalnych (stacje hydroforowe i reduktorowe) i sieci wodociągowej (przewody tranzytowe, magistrale i przewody rozdzielcze).    

2.  Podać podział wodociągu ze względu na:

a) warunki terenowe i sposób dostawy wody

- grawitacyjne

- pompowe

- mieszane

b) magazynowanie wody

- ze zbiornikiem wyrównawczym

- z hydroforem

c) odległość miejscowości od siebie i duże różnice wysokości terenu

- jedno i wielostrefowe

- pojedyncze i grupowe

d) ukształtowanie jednostki strukturalnej.
.
.
.

3.  Podać i omówić czynniki wpływające na wielkość zaopatrzenia w wodę.
 

§         Urbanizacja kraju

§         Nawyki ludności do korzystania z wody

§         Wyposażenie mieszkań w przybory sanitarne

§         Centralne doprowadzenie wody ciepłej

§         Cena wody

              Nierównomierność chwilowego zużycia wody

4. Zdefiniować współczynniki nierównomierności dobowego i godzinowego zużycia wody i przedstawić na histogramach zużycia wody.

Współczynnik nierównomierności dobowej zużycia wody i
q - jednostkowe zapotrzebowanie na wodę na mieszkańca na dobę [dm3/mkd]

Współczynnik nierównomierności godzinowej

5.  Wymienić cele na jakie należy przewidywać zapotrzebowanie na wodę sporządzając bilans wodny.

§         Mieszkalnictwo (jedno i wielorodzinne)

§         Instytucje. zakłady i urządzenia usługowe               

§         Komunikacja zbiorowa i indywidualna

§         Utrzymanie czystości ulic i placów                              stały odbiór wody

§         Polewanie zieleni miejskiej

§         Dla przemysłu, składów i zaplecza budownictwa

Nie bierzemy pod uwagę przy projektowaniu, ale sprawdzamy działanie alarmowe:

§         Cele przeciwpożarowe

§           Ilość wody na płukanie sieci wodociągowej i straty wody w tej sieci

§           Cele technologiczne wodociągu komunalnego (zużycie wody w ZUW)

6. Podać wzór na obliczanie strat wysokości ciśnienia Dh= f(l) oraz wzór Colebrooka-White’a na obliczanie l.

§       Wysokość strat liniowych    
l - współczynnik strat liniowych,
l - długość rurociągu,
d - średnica rurociągu,
v - prędkość w rurociągu,
g - przyspieszenie grawitacyjne

§       Współczynnik strat liniowych wg Colebrooka-White'a ,
gdzie:
Re - liczba Reynoldsa,

k/d - chropowatość względna ścian rurociągu

7.Omówić badania Nikuradzego dotyczące zależności  l od liczby Reynoldsa  po uwzględnieniu chropowatości piaskowej i średnicy rurociągu

Badania te dotyczą ustalenia wpływu chropowatości ścian rury na wielkość oporów hydraulicznych, poprzez doświadczenia na rurach o sztucznej chropowatości ścianek wytworzonej z ziaren piasku o znanej średnicy przylepionych do wewnętrznych ścian rury. Na podstawie tych badań podzielono przepływ w ruchu burzliwym na trzy strefy:
A – strefa przepływów w rurach hydraulicznie gładkich gdzie l= f(Re) zależy wyłącznie od liczby Reynoldsa

B – strefa przepływów w warunkach zmiennej hydraulicznej chropowatości rur (strefa przejściowa),
gdzie l = f(Re, k/d) zależy od liczby Reynoldsa i współczynnika oporności piaskowej

C – strefa przepływów w warunkach stałej chropowatości rur (strefa oporów kwadratowych),
gdzie l= f(k/d) zależy od oporności piaskowej oraz Dh =f (v2)
 

8. Omówić proces hydraulicznego starzenia się rurociągów żeliwnych i stalowych.
 

- słabo izolowane rury żeliwne i stalowe

- korozja wewnętrznych ścian

- korozja wewnętrznych - wzrost oporów (mniejszy przepływ)

Przyczyna : inkrustacja ścian osadami wytrącającymi się z wody

Szybkość starzenia zależy od:
 

- materiału rury

- izolacji wewnętrznej

- fizyczno-chemiczny i bakteriologiczny skład wody

- technologii uzdatniania

- średnicy przewodu i prędkości przepływu

- umiejscowienia i przeznaczenia przewodów

9. Wymienić od czego zależy szybkość zmian oporności hydraulicznej rurociągów

Proces oporności jest zjawiskiem ciągłym( chociaż czasem wodociągi utrzymują początkową sprawność).

kto- umowna chropowatość zastępcza po t latach eksploatacji i odniesiona do wewnętrznej średnicy przewodu nowego

ko- zastępcza chropowatość ścianki nowego rurociągu

α- średni roczny przyrost chropowatości

10. Omówić zasady techniczno-ekonomicznego doboru średnic rurociągów wodociągowych (narysować wykres i omówić)

Doboru średnic dokonuje się na podstawie obliczeń wymaganego przepływu wody na poszczególnych odcinkach, a następnie w oparciu o zalecane prędkości przepływu w rurociągach dobiera się ich średnice korzystając z równania ciągłości strugi Q= F· v [m3/h], gdzie
Q- natężenie przepływu,
F- pole przekroju rurociągu,
v - prędkość przepływu, co daje nam:

§         W rurociągu kołowym

§         W innych rurociągach stosuje się średnice zastępcze Rz = F/U, gdzie: F- pole przekroju, U-obwód zwilżony

Dobór średnic rurociągów jest ograniczony:
- względami ekonomicznymi (mniejsza rura to niższy koszt wykonania),
- wysokością strat ciśnienia (im mniejsza rura to prędkość przepływu się zwiększa co powoduje większe straty ciśnienia i trzeba więcej pompować),
- temperaturą pompowanej cieczy (im większa tym prędkość powinna być mniejsza aby przeciwdziałać kawitacji). Trzeba wziąć również pod uwagę zalecenia przeciwdziałania uderzeniom hydraulicznym.

Zależność kosztów budowy i eksploatacji rurociągu dla danej średnicy opisuje wykres:

                                                                                                                             
                                                                      kr – koszt użytkowania rurociągu,
                                                                      ke = 1/t ·kb– koszt eksploatacji,
                                                                      t- czas eksploatacji,
                                                                                    kb – koszt budowy rurociągu.

Linią przerywaną zaznaczono stosunek tych kosztów, a wiec średnicę dobieramy do najniższego punktu tej krzywej.

11. Podać zalecane prędkości przepływu wody w przewodach wodociągowych.

Rury o średnicach do 300 mm – prędkość (0,5 – 0,9 m/s),
Rury o średnicach większych niż 300 mm – prędkość (0,9 – 1,5 m/s).


12. Podać wzory i omówić charakterystykę przewodu prostoosiowego. Z wbudowanymi kształtkami i armaturą.
 

Δh = k × Q2,
k = c × l,
c – oporność właściwa rurociągu.
Jeżeli c = const. to wzory określające zależność funkcyjną między wysokością strat hydraulicznych a natężeniem przepływu w danym rurociągu przedstawiają równanie paraboli o wierzchołku w początku układu współrzędnych. Parabola ta jest charakterystyką przepływu w rurociągu.

13.Podać wzory i omówić charakterystykę układu rurociągów połączonych równolegle

W połączeniu równoległym natężenie przepływu we wszystkich odcinkach przewodu jest jednakowe, natomiast straty ciśnienia są różne (ze względu na różną średnicę i długość tych odcinków) i ich suma jest równa całkowitej wysokości strat czyli oraz    gdzie  .

Aby narysować charakterystykę złożoną takiego układu sumujemy wykresy w pionie.

14.  Podać wzory i omówić charakterystykę układu rurociągów połączonych szeregowo

W połączeniu równoległym w każdym z rurociągów może występować różne natężenie przepływu, przy czym ich suma musi być równa natężeniu wody dopływającej i odpływającej z układu, natomiast straty hydrauliczne we wszystkich przewodach są jednakowe i równe różnicy wysokości ciśnień na początku i końcu układu czyli  oraz   czyli gdzie (wraz ze zwiększającą się opornością maleje przepływ.

Aby narysować charakterystykę złożoną takiego układu sumujemy wykresy w poziomie.

15. Podać sposób hydraulicznego obliczania przewodu wydatkującego po drodze.

Dokładne obliczenie strat hydraulicznych przewodu wydatkującego wymagałoby więc liczenia każdego odcinka pomiędzy odbiorcami oddzielnie, ze względu na zmieniający się przepływ. W celu uproszczenia obliczeń wprowadzono pojęcie przepływu zastępczego Qz. Jest to taki obliczeniowy przepływ, który na pewnym odcinku L powodowałby takie same straty hydrauliczne jak rzeczywisty, stale malejący przepływ Q.

Qobl = Qk + α ·qw, gdzie
Qk – przepływ na końcu odcinka,

qw – rozbiór wody na całej długości odcinka,

α – współczynnik, który mieści się w granicach od 0,5 do 0,57 - (przyjmujemy 0,55)

Tak więc zastępczy przepływ obliczeniowy może być obliczany przy pomocy zależności:

Qobl = Qk + 0.55 qw

16.  Podać rodzaje wód występujących w przyrodzie i nadających się do celów wodociągowych.
 

1. Powierzchniowe (opadowe, płynące, tzw. cieki, stojące)

2. Podziemne (wody źródlane, gruntowe płytkie do 20 m, gruntowe głębokie artezyjskie)

3. Infiltracyjne (wody powierzchniowe wprowadzone do gruntu i następnie pobierane już z gruntu)

17.  Podać cechy wód powierzchniowych.
 

§         opadowe – mdła w smaku, niemalże destylowana, często zanieczyszczona sadzą, kurzem i innymi zanieczyszczeniami z atmosfery

§         płynące (rzeki, potoki) – stosunkowo niska twardość, duża ilość zanieczyszczeń mechanicznych, zmienna temperatura 0-20 st.C, mętność i barwa zależne od pokrycia zlewni, może być duża

§         stojące (naturalne jeziora i zbiorniki sztuczne na głębokości > 15-20m) – czysta, klarowna, mało zmienna temperatura, zawiera ograniczone ilości nieszkodliwych bakterii, może mieć podwyższone wskaźniki chemiczne 

18. Podać cechy wód podziemnych.
 

Cechy
- znaczne ilości związków mineralnych rozpuszczonych,
- bardzo duże ilości żelaza i manganu, brak substancji koloidalnych i zawieszonych,
- ...