Hydraulika urządzeń wodociągowych Tom 2
W książce przedstawiono podstawowe zależności i metody obliczania przepływów w różnych
urządzeniach wodociągowych i ich złożonych układach
, takich jak:
- pojedyncze i złożone układy przewodów;
- pojedyncze i złożone układy pompowe, w tym uderzenia hydrauliczne;
- układy pompowo-hydroforowe;
- pompowe i lewarowe ujęcia wód podziemnych, w tym lewary Steinwendera;
- pierścieniowe sieci wodociągowe;
- układy wodociągowe ze zbiornikami.
Zaprezentowano także analizę zjawisk przepływowych w różnorodnej armaturze wodociągowej,
w wielofunkcyjnych automatycznych zaworach regulacyjnych oraz warunki przemieszczania się
powietrza w przewodach wodociągowych. Omówione metody mogą stać się podstawą
tradycyjnie wykonywanych obliczeń lub posłużyć do opracowania programów
komputerowych, umożliwiających przeprowadzanie symulacji działania rozważanego układu
w zmiennych warunkach eksploatacji.
Publikacja ma charakter podręcznika akademickiego dla studentów uczelni technicznych
oraz rolniczych, na których wykładane są przedmioty związane z problematyką
zaopatrzenia w wodę. Książka może być przydatna również inżynierom zajmującym się
projektowaniem i eksploatacją urządzeń wodociągowych.
ZESTAWIENIE NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANYCH SYMBOLI . 7
1. PODSTAWY OBLICZANIA PIERŚCIENIOWYCH SIECI WODOCIĄGOWYCH . 15
1.1. Podstawowe pojęcia i klasyfikacje . 15
1.2. Założenia upraszczające do metod obliczeniowych . 19
1.3. Związek między liczbą elementów sieci pierścieniowych 20
1.4. Podstawowe równania układu sieciowego 22
1.5. Sformułowanie zadań hydraulicznego obliczania sieci wodociągowych 28
1.6. Analiza liczby rozporządzalnych równań . 30
1.7. Opis topologiczny układów hydraulicznych. Zastosowanie teorii grafów . 34
1.7.1. Wprowadzenie . 34
1.7.2. Podstawowe definicje i twierdzenia teorii grafów . 37
1.7.3. Metody odwzorowywania geometrycznej budowy sieci . 42
1.7.4. Macierzowe odwzorowania grafu . 43
1.7.5. Odwzorowanie grafu zbiorami incydencji 51
1.8. Wprowadzenie do budowy algorytmów obliczeń 54
1.8.1. Ogólne pojęcia i zasady. Schematy blokowe algorytmów 54
1.8.2. Algorytmy obliczenia przepływów w przewodach . 60
Bibliografia 66
2. METODY OBLICZANIA SIECI PIERŚCIENIOWYCH . 67
2.1. Wprowadzenie . 67
2.2. Metody zakładające wstępne spełnienie I prawa Kirchhoffa . 68
2.2.1. Metody poprawiania Qk w przewodach sieci 68
2.2.2. Metoda poprawiania spadków naporów ?Hk w przewodach 101
2.3. Metody zakładające wstępne spełnienie II prawa Kirchhoffa 106
2.3.1. Metody poprawiania naporów Hj w węzłach 107
2.3.2. Metoda poprawiania spadków naporów ?Hk w przewodach 118
2.4. Powiązania między metodami i analiza porównawcza . 124
2.5. Energochłonność sieci pierścieniowej . 127
Bibliografia 129
3. METODY OBLICZANIA POMPOWNI WODOCIĄGOWYCH . 134
3.1. Wprowadzenie . 134
3.2. Metody obliczania układu pompowego 135
3.2.1. Budowa modelu . 135
3.2.2. Ocena opisu matematycznego pompowni 143
3.2.3. Sformułowanie zadań hydraulicznego obliczania pompowni . 144
3.2.4. Metody rozwiązywania zadań . 145
3.2.5. Wnioski i uwagi końcowe . 165
3.3. Współdziałanie kilku pompowni 166
3.3.1. Zagadnienia łączenia układów wodociągowych . 166
3.3.2. Analiza współdziałania jednej pompowni z rozgałęzioną siecią . 167
3.3.3. Sformułowanie zadań obliczeniowych 169
3.3.4. Współdziałanie kilku pompowni z rozgałęzioną siecią . 170
3.3.5. Uwagi końcowe 185
Bibliografia 186
4. WSPÓŁDZIAŁANIE ZBIORNIKA Z UKŁADEM WODOCIĄGOWYM 187
4.1. Wprowadzenie 187
4.1.1. Wstępne określenie przedmiotu rozważań 187
4.1.2. Budowa i ogólne zasady działania układów wodociągowych . 188
4.1.3. Zbiorniki w układach wodociągowych . 192
4.1.4. Zakres rozważań i sformułowanie zagadnień 198
4.2. Warunki współdziałania elementów składowych układu 201
4.2.1. Współdziałanie zbiornika wieżowego z siecią 201
4.2.2. Współdziałanie pompowni z siecią ze zbiornikiem końcowym 205
4.2.3. Określenie wydajności pompowni sieci ze zbiornikiem końcowym . 206
4.3. Analiza warunków działania wybranych układów 212
4.3.1. Wstępne uwagi ogólne 212
4.3.2. Układ z początkowym zbiornikiem sieciowym . 215
4.3.3. Układ ze zbiornikiem końcowym . 217
4.3.4. Układ bez zbiornika wieżowego . 219
4.3.5. Warunki działania układu podczas gaszenia pożaru . 221
4.3.6. Wyznaczanie pojemności użytkowej zbiornika górnego 223
4.3.7. Uogólniony model obliczeniowy układu wodociągowego . 229
4.4. Wpływ rozbioru wody na wielkość zbiornika . 232
4.4.1. Zapotrzebowanie na wodę w miastach i osiedlach . 232
4.4.2. Wyznaczanie objętości użytkowej zbiorników . 243
4.4.3. Uwagi i wnioski końcowe . 251
Bibliografia 252
5. UDERZENIA HYDRAULICZNE 255
5.1. Wstępne określenie zjawiska 255
5.2. Techniczne warunki wywołujące zjawisko . 256
5.3. Opis uderzenia hydraulicznego w przewodzie tłocznym pompy 256
5.4. Mechanizm uderzenia hydraulicznego . 258
5.5. Zależności obliczeniowe dla wielkości uderzenia hydraulicznego . 260
5.6. Metody tłumienia uderzeń hydraulicznych . 268
5.7. Układ równań przebiegu uderzenia hydraulicznego . 283
5.8. Przegląd metod analizy przebiegu uderzenia hydraulicznego . 293
5.9. Metoda charakterystyk analizy uderzenia hydraulicznego . 295
5.9.1. Określenie rodzaju układu równań Allieviego–Streetera . 295
5.9.2. Sformułowanie zagadnienia Cauchy'ego . 296
5.9.3. Wyprowadzenie metody charakterystyk przez zamianę zmiennych niezależnych . 297
5.9.4. Wyznaczanie charakterystyk . 302
5.10. Zastosowanie metody charakterystyk do rozwiązywania układu równań uderzeń
hydraulicznych . 303
5.11. Kryterium stabilności metody charakterystyk 312
5.12. Warunki graniczne uderzenia hydraulicznego 312
5.13. Uwagi końcowe 314
Bibliografia 315
6. REGULACJA UKŁADÓW WODOCIĄGOWYCH 322
6.1. Wprowadzenie 322
6.2. Zastosowania zaworów regulacyjnych w technice wodociągowej 326
6.3. Zawór główny 327
6.4. Ogólny opis budowy i wyposażenia instalacji sterującej 332
6.5. Przegląd rodzajów zaworów sterujących i ich zastosowań . 333
6.5.1. Zawór ZSA do redukcji ciśnienia wylotowego 334
6.5.2. Zawór ZSB do regulacji natężenia przepływu . 335
6.5.3. Zawór ZSC do regulacji spadkiem ciśnienia . 335
6.5.4. Zawór ZSD do zmniejszania ciśnienia wlotowego . 336
6.5.5. Zawór ZSE do regulacji różnicy ciśnień 337
6.5.6. Uwagi uzupełniające 338
6.6. Zawór redukujący ciśnienie wylotowe 339
6.7. Zawór regulacji natężenia przepływu 340
6.8. Uwagi ogólne dotyczące instalacji sterujących 343
6.9. Wnioski i uwagi końcowe 345
Bibliografia 346
7. POWIETRZE W PRZEWODACH WODOCIĄGOWYCH 348
7.1. Zagadnienia występowania powietrza w przewodach 348
7.2. Zadania zaworów odpowietrzająco-napowietrzająch 350
7.3. Przegląd konstrukcji zaworów i zasad ich działania 351
7.4. Ogólne sformułowanie zagadnień obliczeniowych 357
7.5. Zagadnienia prędkości samoodpowietrzania 359
7.6. Analiza porównawcza stanu wiedzy 359
7.7. Dotychczasowe zasady określania prędkości samoodpowietrzania 362
7.8. Eksperymentalna weryfikacja prędkości samoodpowietrzania 364
7.8.1. Budowa instalacji eksperymentalnej i metodyka badań 364
7.8.2. Warunki podobieństwa modelowania 365
7.8.3. Wyniki badań . 368
7.8.4. Wnioski końcowe 369
Bibliografia 370
SKOROWIDZ . 373
SPIS TREŚCI TOMU 1 377
379 stron, Format: 16.5x23.5cm, oprawa miękka
