Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τοµέας Υδατικών Πόρων Μάθηµα: Αστικά Υδραυλικά Έργα Μέρος Α: Υδρευτικά έργα

Σχετικά έγγραφα
800 m. 800 m. 800 m. Περιοχή A

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ - ΤΟΜΕΑΣ ΥΔ. ΠΟΡΩΝ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΚΑΙ ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΞΕΤΑΣΗ ΠΡΟΟΔΟΥ ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2017

Επίλυση. 1) Αγωγός βαρύτητας

3. Δίκτυο διανομής επιλύεται για δύο τιμές στάθμης ύδατος της δεξαμενής, Η 1 και

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ (Μονάδες 3, Διάρκεια 20')

ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΓΩΓΩΝ ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ Άσκηση 1 (5.0 μονάδες). 8 ερωτήσεις x 0.625/ερώτηση

Αστικά υδραυλικά έργα

Υδραυλική & Υδραυλικά Έργα. Δεξαμενές. Ανδρέας Ευστρατιάδης, Παναγιώτης Κοσσιέρης & Χρήστος Μακρόπουλος

Αστικά υδραυλικά έργα

«Εσωτερικά ίκτυα Ύδρευσης»

5000 Γεωµετρικό µοντέλο 4500 Γραµµικό µοντέλο

Κεφάλαιο 13: Διαμόρφωση μοντέλου υδραυλικής ανάλυσης δικτύου διανομής

Απογραφές Γεωμετρικό μοντέλο Γραμμικό μοντέλο

Πληθυσμιακά δεδομένα Δεδομένα τουριστικής ανάπτυξης: Παραθεριστικός οικισμός Βιομηχανικές-βιοτεχνικές χρήσεις Δίκτυο πυρόσβεσης Ζητούνται:

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ (Μονάδες 3, Διάρκεια 20')

Αστικά υδραυλικά έργα

Ανάλυση δικτύων διανομής

Κεφάλαιο 14: Διαστασιολόγηση αγωγών και έλεγχος πιέσεων δικτύων διανομής

ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ, E.M.Π ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΓΓΕΙΟΒΕΛΤΙΩΤΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΚΑΙ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: Υ ΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΞΑΜΗΝΟ: 8 ο

Αστικά υδραυλικά έργα

Q 12. c 3 Q 23. h 12 + h 23 + h 31 = 0 (6)

Υπενθύµιση εννοιών από την υδραυλική δικτύων υπό πίεση

Υδραυλική & Υδραυλικά Έργα. Παροχές ακαθάρτων. Ανδρέας Ευστρατιάδης & Δημήτρης Κουτσογιάννης

2g z z f k k z z f k k z z V D 2g 2g 2g D 2g f L ka D

Σχεδιασμός και ανάλυση δικτύων διανομής Υπολογισμός Παροχών Αγωγών

Κεφάλαιο 12: Υδραυλική ανάλυση δικτύων διανομής

Περιορισμοί και Υδραυλική Επίλυση Αγωγών Λυμάτων Ι

Σχεδιασμός και ανάλυση δικτύων διανομής Υδραυλικές αρχές Υδραυλικός Υπολογισμός ακτινωτών δικτύων

Υδραυλικός Υπολογισμός Βροχωτών Δικτύων

Καταθλιπτικοί αγωγοί και αντλιοστάσια

Αστικά υδραυλικά έργα

Κεφάλαιο 6: Γενική διάταξη υδρευτικών έργων

Τα τρία βασικά προβλήματα της Υδραυλικής

Άσκηση για την συνδυαστική διαστασιολόγηση αντλιοστασίου καταθλιπτικού αγωγού εξωτερικού υδραγωγείου.

Αστικά υδραυλικά έργα

Εισαγωγή στα δίκτυα διανοµής

ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΑΓΩΓΟΥ Απ1 περίοδος σχεδιασμού T = 40 έτη

Κεφάλαιο 9: Καταθλιπτικοί αγωγοί και αντλιοστάσια

Υδρευτικές καταναλώσεις

Συνολική άσκηση υπολογισμού παροχών εξωτερικού και εσωτερικού υδραγωγείου και διαστασιολόγησης δεξαμενής ρύθμισης

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΤΑ ΥΔΡΕΥΤΙΚΑ ΕΡΓΑ

Γενικές αρχές σχεδιασμού δικτύων διανομής

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΤΑ ΥΔΡΕΥΤΙΚΑ ΕΡΓΑ

Άσκηση για την συνδυαστική διαστασιολόγηση αντλιοστασίου σωληνώσεως έκτακτης λειτουργίας.

Αστικά υδραυλικά έργα

Επίλυση Παντορροϊκού δικτύου

Υ ΡΑΥΛΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

Κεφάλαιο 7: Υδρευτικές καταναλώσεις

Διαμόρφωση μοντέλου υδραυλικής ανάλυσης δικτύου διανομής και έλεγχοι πιέσεων

εξα εξ μενή Εσωτερικό Εσωτερικ Υδ Υ ραγωγείο Εξωτερικό Υδραγωγείο

Γραμμή ενέργειας σε ένα αγωγό (χωρίς αντλία)

Κεφάλαιο 11: Γενικές αρχές σχεδιασμού δικτύων διανομής

Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α

«Εσωτερικά ίκτυα Ύδρευσης»

ΕΙΔΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ. Π. Σιδηρόπουλος. Δρ. Πολιτικός Μηχανικός Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Π.Θ.

ΑΝΤΛΙΕΣ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ

Γραμμή ενέργειας σε ένα αγωγό (χωρίς αντλία)

Κεφάλαιο 5: Αρχές υδραυλικής στα αστικά υδραυλικά έργα

ΣΕΙΡΆ ΑΣΚΉΣΕΩΝ, ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΚΛΕΙΣΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ, προαιρετική, Θέμα 1 (1 ο βασικό πρόβλημα της Υδραυλικής των κλειστών αγωγών)

ΤΕΥΧΟΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ

Επίλυση δικτύων διανοµής

ΕΠΙΛΥΣΗ ΑΣΚΗΣΗΣ. Π. Σιδηρόπουλος. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Π.Θ.

Τα τρία βασικά προβλήματα της Υδραυλικής

Γενική διάταξη δικτύων διανοµής

Αστικά δίκτυα αποχέτευσης ομβρίων

Επιμέλεια: Δρ Μ. Σπηλιώτης Κείμενα σχήματα Τσακίρης 2008 Και κατά τις παραδόσεις του Κ.Κ.Μπέλλου

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΕΡΓΩΝ»

ΑΣΚΗΣΗ 2 Στην έξοδο λεκάνης απορροής µετρήθηκε το παρακάτω καθαρό πληµµυρογράφηµα (έχει αφαιρεθεί η βασική ροή):

Μερικής πλήρωσης, ανοικτός αγωγός. συνεπάγεται πάντα την αύξηση της παροχής Αποχετεύσεις ομβρίων και ακαθάρτων Μεταβλητό n Διαγραμματική επίλυση

Σχήμα 1. Σκαρίφημα υδραγωγείου. Λύση 1. Εφαρμόζουμε τη μέθοδο που περιγράφεται στο Κεφάλαιο του βιβλίου, σελ. 95)

ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ-ΘΕΩΡΙΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 30 ΛΕΠΤΑ ΜΟΝΑΔΕΣ: 3 ΚΛΕΙΣΤΑ ΒΙΒΛΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

ΜΕΛΕΤΗ ΠΥΡΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Υπολογισμοί Δικτύου Πυρόσβεσης

Μοντέλα προσοµοίωσης δικτύων

Το µαθηµατικό µοντέλο του Υδρονοµέα

στο αγροτεμάχιο Επιμέλεια: Δρ Μ. Σπηλιώτης Κείμενα σχήματα Τσακίρης 2008 Και κατά τις παραδόσεις του Κ.Κ.Μπέλλου

Ο Αρχιμήδης ανακάλυψε πως αν διαιρέσουμε το μήκος οποιουδή ποτε κύκλου με τη διάμετρο του, το πηλίκο είναι ένας μη ρητός

Δεξαμενές Ύδρευσης. Απαιτούμενο Υψόμετρο - Διαστασιολόγηση. Π. Σιδηρόπουλος

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Αρχές σχεδιασμού έργων υδροληψίας, μεταφοράς και διανομής νερού

Λαμβάνονται υπόψη οι απώλειες. διατομή και θεώρηση

Υδραυλική των υπονόμων

μία ποικιλία διατομών, σε αντίθεση με τους κλειστούς που έχουμε συνήθως κυκλικές διατομές).

Τα τρία βασικά προβλήματα της Υδραυλικής

. Υπολογίστε το συντελεστή διαπερατότητας κατά Darcy, την ταχύτητα ροής και την ταχύτητα διηθήσεως.

Δρ Μ.Σπηλιώτης. Σχήματα, κέιμενα όπου δεν αναφέρεται πηγή: από Τσακίρης, 2008 και Εγγειοβελτιωτικά έργα

ΑΣΚΗΣΗ 3. αγωγού, καθώς και σκαρίφημα της μηκοτομής αυτού. Δίδονται :

ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα κανονικής εξέτασης

Ζητείται η χάραξη δικτύου οµβρίων σε παραθαλάσσιο οικοδοµικό συνεταιρισµό, του οποίου δίνεται συνηµµένα το τοπογραφικό σε κλίµακα 1:

Μαθηµατικά µοντέλα δικτύων

ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ ΑΠΟ ΤΗ ΓΕΩΤΡΗΣΗ ΑΓΙΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΥ

Χρήση της εξίσωσης του Hazen Williams σε ταχυσύνδετους σωλήνες

Απλοποίηση υπολογισμών σε σωλήνες υπό πίεση

ΜΕΛΕΤΗ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΟΜΒΡΙΩΝ ΣΤΑ ΓΗΠΕ Α ΠΟ ΟΣΦΑΙΡΟΥ ΡΟΥΦ ΚΑΙ ΚΥΨΕΛΗΣ ΤΟΥ Ο.Ν.Α ΗΜΟΥ ΑΘΗΝΑΙΩΝ

Υδρεύσεις Αποχετεύσεις - Αρδεύσεις

Ειδικά κεφάλαια δικτύων αποχέτευσης

Υδραυλικά Έργα Ι [ΠΟΜ 443]

Βασικά στοιχεία έργων ύδρευσης

Eγγειοβελτιωτικά έργα και επιπτώσεις στο περιβάλλον

Αρχές υδροενεργειακής τεχνολογίας

Ειδικά κεφάλαια δικτύων αποχέτευσης

Transcript:

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τοµέας Υδατικών Πόρων Μάθηµα: Αστικά Υδραυλικά Έργα Μέρος Α: Υδρευτικά έργα Άσκηση E9: Εκτίµηση παροχών εξόδου κόµβων, υπολογισµός ελάχιστης κατώτατης στάθµης και διαστασιολόγηση δεξαµενής δικτύου διανοµής (εξέταση προόδου Ιουνίου 2004) Σύνταξη και επίλυση άσκησης: Α. Ευστρατιάδης και. Παναγούλια (2004) Αναθεώρηση άσκησης: Α. Ευστρατιάδης (2011) Μελετάται το εσωτερικό δίκτυο του Σχήµατος, που τροφοδοτείται από τη δεξαµενή 1 και εξυπηρετεί οικισµό 5000 µόνιµων κατοίκων, µε µέση ηµερήσια κατανάλωση σχεδιασµού 150 L ανά άτοµο. Ειδικότερα, στην περιοχή Α εξυπηρετούνται τετραώροφα κτήρια, ενώ στις περιοχές Β και Γ εξυπηρετούνται διώροφα κτήρια (ο συντελεστής κάλυψης είναι ενιαίος σε όλο τον οικισµό). Στον Πίνακα δίνονται τα υψόµετρα εδάφους στους κόµβους και τα χαρακτηριστικά µεγέθη των κλάδων (µήκη, διάµετροι εµπορίου). Όλοι οι αγωγοί είναι από υλικό PVC, ονοµαστικής αντοχής 12.5 atm. 3 Περιοχή Β 1 2 Περιοχή Γ 6 A Περιοχή Α 4 5 Κόµβος Υψόµετρο εδάφους (m) Κλάδος Μήκος (m) ιάµετρος εµπορίου (mm) 1 1-2 600 200 2 32.0 2-3 320 90 3 36.0 2-4 360 125 4 27.0 4-5 400 125 5 25.0 2-5 540 125 6 34.0 5-6 480 90 Ζητούµενα: α) Να εκτιµηθούν οι παροχές εξόδου των κόµβων σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας, θεωρώντας τις τυπικές τιµές των συντελεστών λ Η και λ Ω. β) Από αρχικές αναλύσεις, προέκυψε ότι ο κόµβος 6 είναι ο δυσµενέστερος ως προς τον έλεγχο ελάχιστων πιέσεων. Ποια πρέπει να είναι η ελάχιστη κατώτατη στάθµη ώστε να ικανοποιείται οριακά ο έλεγχος πιέσεων στον εν λόγω κόµβο; ίνεται ότι οι ενεργειακές απώλειες κατά µήκος της διαδροµής 2-4 είναι ίσες µε 5.15 m. 1

γ) Έστω ότι η δεξαµενή 1 τροφοδοτείται µέσω του καταθλιπτικού αγωγού Α- 1, από αντλιοστάσιο 16ωρης συνεχούς λειτουργίας, µε έναρξη στις 4:00 π.µ. Η τυπική ηµερήσια διακύµανση της κατανάλωσης του οικισµού είναι: Ώρα 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20 20-24 % ηµερήσιου όγκου 4 14 20 18 30 14 Να υπολογιστεί ο απαιτούµενος όγκος της δεξαµενής ρύθµισης, θεωρώντας τρίωρη διάρκεια πυρκαγιάς, µε ταυτόχρονη λειτουργία δύο πυροσβεστικών κρουνών ονοµαστικής παροχής 5 L/s, και τετράωρη βλάβη του καταθλιπτικού αγωγού. ώστε σε σκαρίφηµα τις χαρακτηριστικές διαστάσεις της δεξαµενής, για ορθογωνική κάτοψη εµβαδού 200 m 2. Ερώτηµα (α) Η µέση ηµερήσια παροχή του οικισµού, για πληθυσµό 5000 µόνιµων κατοίκων, µε µέση ηµερήσια κατανάλωση σχεδιασµού 150 L ανά άτοµο, είναι ίση µε: Q Ε = 5000 150 / 86400 = 8.68 L/s Η µέγιστη ηµερήσια παροχή, θεωρώντας τυπική τιµή λ Η = 1.5 (δηλαδή προσαυξάνοντας τη µέση ηµερήσια παροχή κατά 50%), είναι: Q Η = 1.5 26.04 = 13.02 L/s Η µέγιστη ωριαία παροχή, ήτοι η παροχή κατά την ώρα αιχµής της κατανάλωσης, η οποία αντιστοιχεί στην παροχή σχεδιασµού του δικτύου διανοµής για συνθήκες κανονικής λειτουργίας, θεωρώντας τυπική τιµή λ Ω = 2.0 (δηλαδή προσαυξάνοντας τη µέγιστη ηµερήσια παροχή κατά 100%), είναι: Q Ω = 2.0 13.02 = 26.04 L/s Ζητούµενο της άσκησης είναι η κατανοµή της εν λόγω παροχής στους κόµβους του δικτύου, µε βάση τη σχέση: c i = w i Q max, ωρ όπου c i η παροχή εξόδου κάθε κόµβου i και w i συντελεστής κατανοµής (προφανώς ισχύει w i = 1, έτσι ώστε c i = Q max, ωρ ). Συνεπώς, για την εκτίµηση των παροχών εξόδου των κόµβων, απαιτείται η εκτίµηση των συντελεστών κατανοµής w i. Γίνεται η υπόθεση (= παραδοχή) ότι η κατανοµή των παροχών εξόδου γίνεται µε βάση τα µήκη των αγωγών που συµβάλλουν σε κάθε κόµβο. Εφόσον ο πληθυσµός κατανεµόταν οµοιόµορφα σε όλη την έκταση του οικισµού, τότε θα ίσχυε w i = 0.5 L i / L, όπου το άθροισµα των µηκών των κλάδων που συµβάλλουν στον κόµβο i και L το συνολικό µήκος των αγωγών του δικτύου (ο συντελεστής 0.5 υποδηλώνει ότι η παροχή κάθε κλάδου ισοµοιράζεται µεταξύ του ανάντη και του κατάντη κόµβου). Στην περίπτωση της άσκησης, η κατανοµή του πληθυσµού είναι ανοµοιόµορφη. Αυτό συµβαίνει επειδή στην περιοχή Α εξυπηρετούνται τετραώροφα κτήρια, ενώ στις περιοχές Β και Γ εξυπηρετούνται διώροφα κτήρια, µε ενιαίο συντελεστή κάλυψης (αυτό σηµαίνει ότι κάθε κτήριο διαφοροποιείται µόνο ως προς το ύψος και όχι ως προς το εµβαδόν που καταλαµβάνει στο αντίστοιχο οικόπεδο). Συνεπώς, η πυκνότητα της περιοχής Α είναι διπλάσια της πυκνότητας πληθυσµού των περιοχών Β και Γ, ήτοι π Β / π Α = π Γ / π Α = 0.5. Με βάση το παραπάνω συµπέρασµα, µπορούµε να θεωρήσουµε ως ισοδύναµο µήκος επιρροής κάθε κλάδου (i, j) την ποσότητα: L ij * = 0.5 θ ij L ij όπου θ ij = 1 στην περιοχή υψηλής πυκνότητας και θ ij = 0.5 στις περιοχές χαµηλής πυκνότητας (επισηµαίνεται ότι οι απόλυτες τιµές των θ ij δεν έχουν σηµασία, καθώς το ισοδύναµο µήκος επιρροής 2

είναι εννοιολογικό µέγεθος). Κατά συνέπεια, δεδοµένου ότι κατά µήκος της διαδροµής 1-2 δεν εκδηλώνεται κατανάλωση νερού (θ 12 = 0), ο υπολογισµός των ισοδύναµων µηκών επιρροής κάθε κόµβου γίνεται ως εξής: Κόµβος 2: L 2 * = L 12 * + L 23 * + L 24 * + L 25 * = = 0.5 θ 12 L 12 + 0.5 θ 23 L 23 + 0.5 θ 24 L 24 + 0.5 θ 25 L 25 = = 0.5 0 600 + 0.5 0.5 320 + 0.5 1 360 + 0.5 1 540 = = 0 + 80 + 180 + 270 = 530 m Κόµβος 3: L 3 * = L 23 * = 0.5 θ 23 L 23 = 0.5 0.5 320 = 80 m Κόµβος 4: L 4 * = L 24 * + L 45 * = 0.5 θ 24 L 24 + 0.5 θ 45 L 45 = = 0.5 1 360 + 0.5 1 400 = 180 + 200 = 380 m Κόµβος 5: L 5 * = L 25 * + L 45 * + L 56 * = 0.5 θ 25 L 25 + 0.5 θ 45 L 45 + 0.5 θ 56 L 56 = = 0.5 1 540 + 0.5 1 400 + 0.5 0.5 480 = 270 + 200 + 120 = 590 m Κόµβος 6: L 6 * = L 56 * = 0.5 θ 56 L 56 = 0.5 0.5 480 = 120 m Το ολικό ισοδύναµο µήκος επιρροής των κόµβων του δικτύου προκύπτει ίσο µε L * = 1700 m. Κατά συνέπεια, οι συντελεστές κατανοµής κάθε κόµβου είναι w i = L * i / L *. Μετά από υπολογισµούς προκύπτει w 2 = 0.312, w 3 = 0.047, w 4 = 0.224, w 5 = 0.347, και w 6 = 0.071. Συνεπώς, η συνολική παροχή σχεδιασµού των 26.04 L/s κατανέµεται στους κόµβους ως εξής: c 2 = 8.12 L/s, c 3 = 1.23 L/s, c 4 = 5.82 L/s, c 5 = 9.04 L/s, και c 6 = 1.84 L/s. Ερώτηµα (β) ίνεται ότι ο κόµβος 6 είναι ο δυσµενέστερος του δικτύου, από άποψη ελάχιστων πιέσεων. Αυτό σηµαίνει ότι αν στην οριακή κατάσταση µέγιστης κατανάλωσης ο εν λόγο κόµβος ικανοποιεί τον σχετικό έλεγχο ελαχίστων πιέσεων, τότε και οι υπόλοιποι κόµβοι θα ικανοποιούν τον εν λόγω έλεγχο. Η ελάχιστη απαιτούµενη ελάχιστη πίεση εξαρτάται από το ύψος των κτηρίων που εξυπηρετεί κάθε κόµβος. εχόµενοι απώλειες ενέργειας 1.0 m ανά όροφο και τυπικό ύψος ορόφου 3.0 m, τότε η ελάχιστη πίεση είναι συνάρτηση του αριθµού των ορόφων n, και δίνεται από την εµπειρική σχέση: p min = 4 (n + 1) Αφού ο κόµβος 6 εξυπηρετεί διώροφα κτήρια, η ελάχιστη απαιτούµενη πίεση στον εν λόγω κόµβο είναι 12 m. Συνεπώς, η ελάχιστη τιµή του ενεργειακού υψοµέτρου είναι: h 6,min = z 6 + p min = 34 + 12 = 46 m Στην οριακή κατάσταση που η πιεζοµετρική γραµµή στον κόµβο 6 είναι στα +46 m, εξασφαλίζεται επαρκής υδραυλική λειτουργία του δικτύου, τουλάχιστον από άποψη ελάχιστων πιέσεων. Για τον υπολογισµό της ελάχιστης κατώτατης στάθµης ύδατος της δεξαµενής h 1,min αρκεί ο υπολογισµός των ενεργειακών υψοµέτρων κατά µήκος µιας οποιασδήποτε διαδροµής που ξεκινά από τον κόµβο 6 και καταλήγει στη δεξαµενή (κόµβος 1), µε την υπόθεση h 6 = h 6,min = 46 m. Η πορεία των υπολογισµών έχει ως εξής: Κατά µήκος της διαδροµής 5-6 είναι γνωστή η παροχή Q 56, η οποία ταυτίζεται µε την παροχή εξόδου του κόµβου 6. Επιπλέον είναι γνωστά τα γεωµετρικά χαρακτηριστικά του κλάδου 5-6, δηλαδή το µήκος, η διάµετρος (εσωτερική διάµετρος για αγωγούς από PVC, ονοµαστικής αντοχής 12.5 atm) και ο συντελεστής τραχύτητας (θεωρείται η τυπική τιµή ε = 1.0 mm για όλους τους κλάδους). Από την 3

επίλυση του υδραυλικού προβλήµατος, προκύπτουν ενεργειακές απώλειες h 56 = 1.86 m, οπότε το ενεργειακό υψόµετρο του κόµβου 5 είναι: h 5 = h 6 + h 56 = 46.00 + 1.86 = 47.86 m Αφού το υψόµετρο εδάφους του κόµβου 5 είναι στα +25 m, το ύψος πίεσης ισούται µε 22.86 m, και συνεπώς επαρκεί για τετραώροφα κτήρια, για τα οποία ζητείται ελάχιστο ύψος πίεσης 20 m (ο παραπάνω έλεγχος γίνεται για λόγους επάρκειας, δεν ζητείται από την άσκηση). Ο άµεσος υπολογισµός των ενεργειακών απωλειών κατά µήκος της διαδροµής 4-5 δεν είναι δυνατός, γιατί δεν είναι γνωστή η παροχή του κλάδου 4-5. ίνονται ωστόσο οι ενεργειακές απώλειες κατά µήκος της διαδροµής 2-4, που είναι ίσες µε h 24 = 5.15 m (επισηµαίνεται ότι η τιµή αυτή είναι ανεξάρτητη της στάθµης νερού στη δεξαµενή, εξαρτάται µόνο από τις παροχές εξόδου και τα χαρακτηριστικά των αγωγών). Επιλύοντας το υδραυλικό πρόβληµα προκύπτει ότι η παροχή του κλάδου 2-4 είναι ίση µε 0.00893 m 3 /s ή 8.93 L/s. Από την εξίσωση συνέχειας του κόµβου 4 προκύπτει: Q 45 = Q 24 c 4 = 8.93 5.82 = 3.11 L/s Οι ενεργειακές απώλειες κατά µήκος της διαδροµής 4-5 υπολογίζονται για τη συγκεκριµένη διάµετρο και παροχή και ανέρχονται σε h 45 = 0.81 m. Το ενεργειακό υψόµετρο του κόµβου 4 είναι: Το ενεργειακό υψόµετρο του κόµβου 2 είναι: h 4 = h 5 + h 45 = 47.86 + 0.81 = 48.67 m h 2 = h 4 + h 24 = 48.67 + 5.15 = 53.82 m Οι ενεργειακές απώλειες κατά µήκος της διαδροµής 1-2 µπορούν να υπολογιστούν άµεσα, καθώς είναι γνωστή η παροχή του αντίστοιχου κλάδου, που ταυτίζεται µε την παροχή σχεδιασµού του δικτύου. Από την υδραυλική επίλυση προκύπτει h 12 = 6.30 m, και συνεπώς το ελάχιστο απαιτούµενο ενεργειακό υψόµετρο του κόµβου 1, ήτοι η στάθµη νερού της δεξαµενής, είναι: h 1 = h 2 + h 12 = 53.82 + 6.30 = 60.12 m Συνεπώς, για κατώτατη στάθµη λειτουργίας της δεξαµενής στα +60.12 m εξασφαλίζεται, έστω και οριακά, επαρκής υδραυλική λειτουργία του δικτύου. Ερώτηµα (γ) Ο ηµερήσιος όγκος νερού που απαιτείται κατά τη διάρκεια της ηµέρας αιχµής είναι: V Η = 13.02 86400 / 1000 = 1125 m 3 Εφόσον ο οικισµός τροφοδοτείται από καταθλιπτικό αγωγό 16ωρης λειτουργίας, και δεδοµένου ότι η χρονική διακριτότητα της τυπικής ηµερήσιας κατανάλωσης ισούται µε 4 ώρες, κάθε 4ωρο εισέρχεται ποσοστό 4/16 = 0.25 του ηµερήσιου όγκου. Στον πίνακα που ακολουθεί δίνονται τα αθροιστικά διαγράµµατα εισροής και εκροής, καθώς και τα αντίστοιχα πλεονάσµατα ή ελλείµµατα. Ώρα Εισροή Άθροισµα εισροών Εκροή Άθροισµα εκροών ιαφορά 0-4 0.00 0.00 0.04 0.04-0.04 4-8 0.25 0.25 0.14 0.18 0.07 8-12 0.25 0.50 0.20 0.38 0.12 12-16 0.25 0.75 0.18 0.56 0.19 16-20 0.25 1.00 0.30 0.86 0.14 20-24 0.00 1.00 0.14 1.00 0.00 4

Το άθροισµα µέγιστου ελλείµµατος και µέγιστης περίσσειας ισούται, κατ απόλυτη τιµή, µε 0.04 + 0.19 = 0.23. Συνεπώς, ο απαιτούµενος ρυθµιστικός όγκος της δεξαµενής είναι: V Ρ = 0.23 1125 = 259 m 3 Ο όγκος πυρκαγιάς λαµβάνεται για ταυτόχρονη λειτουργία δύο κρουνών, ονοµαστικής παροχής 5 L/s, και για διάρκεια πυρκαγιάς τρεις ώρες, συνεπώς: V Π = 2 5 3 3600 / 1000 = 108 m 3 Θεωρείται τετράωρη βλάβη του καταθλιπτικού αγωγού, η παροχή του οποίου ισούται µε (ο αγωγός λειτουργεί 16 ώρες το 24ωρο): Συνεπώς, ο όγκος βλάβης του αγωγού ισούται µε: Q Κ = 24 / 16 Q Η = 19.53 L/s V Β = 19.53 4 3600 / 1000 = 281 m 3 Μεταξύ των δύο τιµών ασφαλείας, η πλέον δυσµενής αντιστοιχεί στην περίπτωση βλάβης του καταθλιπτικού αγωγού. Συνεπώς, ο συνολικός ωφέλιµος όγκος της δεξαµενής είναι: V Ω = V Ρ + V Β = 259 + 281 = 540 m 3 Παρατηρείται ότι ο όγκος βλάβης της δεξαµενής είναι µεγαλύτερος του όγκου ρύθµισης. Συνεπώς, για εµβαδόν κάτοψης 200 m 2, προκύπτει ωφέλιµο ύψος Η = 540 / 200 = 2.7 m. Η κατώτατη στάθµη λειτουργίας της δεξαµενής τοποθετείται +60.2 m (γίνεται στρογγύλευση προς τα πάνω, για λόγους ασφαλείας), ενώ η ανώτατη στάθµη τοποθετείται στα +62.9 m. 5