РОЗДІЛ 2
МЕТОДИ ТА МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.6. Формування моделі розбору води із водопровідних мереж
Загальний розбір води складається з витрат води, які відбираються споживачами qспож.нас., витоків води із зовнішніх водопровідних мереж, та у житлових будинках qзаг.вит., що формуються без посередньої участі споживачів [101, 108]
(2.1)
Витрата води, що розбирається населенням qспож.нас., складається з витрат води на господарсько-побутові потреби qг.п. та непродуктивних витрат води qн.в.. Витоки води формуються в житлових будинках qвит.буд. та із зовнішніх водопровідних мереж qвит.м. [101, 108]. Таким чином, загальна витрата води із водопровідних мереж має вигляд
(2.2)
Витрати води, що беруть участь у відборі води населенням, складаються з корисного водоспоживання та втрат води, до яких відносяться нераціональні та непродуктивні витрати води [103, 109]. Як було зазначено вище (пункт 1.2.2), нераціональне водоспоживання залежить від соціально-економічних факторів, а непродуктивні витрати води - від технічних, основною складовою яких є напір води. Експериментальні дослідження свідчать (див.п.1.3), що витоки води із зовнішніх водопровідних мереж і в житлових будинках також залежать від величин вільних напорів. Таким чином, загальні витрати води залежать від напорів води.
Для подальшого теретичного аналізу формування витрат води із водопровідних мереж введено частку k, яка дорівнює відношенню величини загальної витрати води до витрати води при необхідному напорі Нн
(2.3)
де qн - сумарна витрата води при напорі рівному необхідному Н=Нн.
Тоді
(2.4)
Частка загального розбору k складається з часток величин господарсько-питного водоспоживання kг.п., непродуктивних витрат води kн.в., витоків води в житлових будинках kвит.буд. та із зовнішніх водопровідних мереж kвит.м.
(2.5)
Кожна з цих часток є складовою коефіцієнта частки загального відбору води з водопровідних мереж k, який дорівнює 1, при напорі рівному необхідному Н=Нн, менше 1 при Н< Нн та більше 1 при Н > Нн.
2.7. Методика встановлення теоретичних залежностей витрат та втрат води від величин вільних напорів
Для визначення складових часток загального розбору води від величин вільних напорів використано формули, що встановлені іншими авторами в результаті багаторічних досліджень (п.1.3).
При встановленні залежностей витрат води від величин вільних напорів під час розбору води через водорозбірні прилади, які враховують витрати води на господарсько-побутові потреби qг.п. та непродуктивні витрати води qн.в., прийнято формулу 1.5 Шопенського Л.А. [184]. Зміну величин витоків води у житлових будинках qвит.буд. від величин вільних напорів визначено за допомогою формули 1.10 Свінцова О.П. [129, 135], а залежність витоків води із зовнішніх водопровідних мереж qвит.м. при зміні величин вільних напорів - формулою 1.3 Іванова С.Г. [50]. Дані складові загальної витрати води qзаг. переведено за допомогою відомих формул [50, 129, 135, 184] у частки kг.п., kн.в., kвит.буд. та kвит.м.
Діючі нормативи рекомендують приймати значення необхідних вільних напорів 10 м.вод.ст. для першого поверху плюс по 4 м на кожен наступний [146]
(2.6)
де nпов - загальна кількість поверхів у житловому будинку.
Нормативний напір на вилив Нн.в для водорозбірних приладів становить 2...4м. Допускаючи, що Нн.в. рівне висоті поверху НП, в подальших розрахунках використано в якості напорів дискретну величину - кількість поверхів nп [101, 152]. Тоді необхідний напір Нн для заданого поверху nп визначається за виразом
(2.7)
де nп - поверх, для якого визначається величини зміни часток kг.п., kн.в., kвит.буд. і kвит.м..
Залежність частки величини витрати води, що відбирається в процесі розбору води споживачами kнас. від поверху nп (див. формулу 1.5 Шопенського Л.А.) [184], який є меншим або більшим за поверховість будинку nпов, приймаючи на кожному поверсі однакову кількість споживачів, визначаємо за формулами [101]:
для nп ? nпов
(2.8)
для nп>nпов
(2.9)
де kо - коефіцієнт формування витрат води під час водорозбору споживачами;
? - функціональна залежність, яка може бути замінена постійним коефіцієнтом [184] (автор рекомендує середнє значення 0,147 (формула 1.5)).
Залежність частки величини витоків води в будинках kвит.буд. відносно кожного і-го поверху nп (див. формулу 1.10 Свінцова О.П.) [129, 135] визначається за формулою
(2.10)
де kв.б. - коефіцієнт формування витоків води в житлових будинках.
Частки величин витоків води з водопровідних мереж kвит.м. формуються залежно від кількості поверхів nп (див.формулу 1.3 Іванова С.Г.) [50] за виразом
(2.11)
де kв.в.м. - коефіцієнт величини частки формування витоків води з зовнішніх водопровідних мереж.
Тоді на основі формул 2.5, 2.8...2.11 величина частки загального відбору води із водопровідних мереж k визначається за формулами:
для nп ? nпов
(2.12)
для nп > nпов
(2.13)
В результаті отримано залежності частки загального відбору води із водопровідних мереж k від кількості поверхів nп, що є меншою або більшою за поверховість будинку nпов.
Для визначення теоретичних залежностей витрат води, що відбираються із водопровідних мереж, необхідно [101]:
- встановити числові значення частки k від поверху nп, який є меншим або більшим за nпов, для будинків різної поверховості nпов=3;5;9;12;14 залежно від коефіцієнтів ? та ? з інтервалом 0,1 (формули 3.1...3.2);
- перейти від дискретної величини nп та nпов до відносних напорів води Н/Нн;