Особенности расчета канализаци на ЭВМ

Повысить оптимальность инженерных решений и облегчить расчеты канализационных сетей позволяет современная вычислительная техника. Наибольшими возможностями в настоящее время располагают быстродействующие электронные машины нового поколения единой системы (ЕС ЭВМ). Они имеют развитое программное обеспечение, основу которого составляют операционные системы в виде комплексов программных средств. Под управлением операционных систем осуществляется решение конкретных задач по прикладным программам.

Наиболее распространенной операционной системой является так называемая система ОС ЕС- ЭВМ. Она имеет многоязыковую систему программирования, состоящую из машинно-ориентировочного языка и ряда алгоритмических языков (ФОРТРАН и др.).

При расчете канализационных сетей с помощью ЭВМ разрабатываются стандартные программы по этапам проектирования, которые используются многократно. Для полного расчета сети требуется комплект программ различного назначения.

Разработка стандартных программ и вычисления на ЭВМ включают в себя следующие этапы:

1) постановку задачи и определение конечной цели;

2) математическое описание процесса, в котором общеизвестные зависимости выражаются через численные алгоритмы, т.е. элементарные арифметические операции (при отсутствии в математическом обеспечении ЭВМ встроенных функций);

3) программирование, при котором численный алгоритм выражается первоначально графически в виде блок-схемы, а затем излагается на одном из алгоритмических языков, понятных, машине;

4) отладку программы непосредственно на ЭВМ в целях получения гарантированной достоверности результатов;

5)вычисления на ЭВМ по отлаженной программе;

6)интерпретацию выдаваемых машиной результатов с точки зрения критериев, которым должна удовлетворять рассчитываемая система.

Математические зависимости, используемые для гидравлического расчета канализационных сетей, делятся на три основных вида: целевую функцию, ограничения и уравнения связи.

При проектировании канализационных сетей основную роль играют технико-экономические показатели, поэтому за целевую функцию принимают выражение для приведенной стоимости. Основное требование в решении такой задачи сводится к определению условий, при которых приведенные затраты будут минимальными. Под приведенной стоимостью часто понимают лишь капитальные затраты. Тогда критерием оптимальности, т.е. целевой функцией, является минимум капитальных затрат на строительство канализационной сети. При этом проектируемая сеть должна удовлетворять ряду граничных условий: скорости движения сточных вод, наполнению труб, их заглублению и др.

В качестве уравнений связи используются основные теоретические зависимости между гидравлическими параметрами движения сточной жидкости в трубах (уравнения Шези, Дарси – Вейсбаха).

После трассировки начертание канализационной сети в памяти ЭВМ представляется в виде списка участков и ограничивающих их узлов. В память машины заносятся также отметки поверхности земли в узлах сети, сосредоточенные расходы, число жителей, норма водоотведения. Конечной целью расчета является определение диаметров труб на участках, отметок лотков, расхода сточных вод, скоростей течения, наполнений, мест размещения насосных станций. Все эти данные выводятся на печать.

Алгоритм вычисления включает ряд последовательных операций, который в общем виде представлен на прилагаемой блок-схеме.

Блок-схема алгоритма расчета канализационной сети

Начало

Ввод искомых данных

Разметка начальных участков сети

Подсчет среднего расхода воды

Назначение диаметра труб на участках сети

Определение скоростей воды при заданном условии

Корректировка скоростей с учетом предельных величин

Определение заложения труб и отметка колодцев

Уточнение глубины заложения труб

Подсчет стоимости прокладки сетей

Печать исходных данных и результатов рассчета

Конец

При расчете канализационной сети по удельным расходам машиной определяется диктующая точка, от которой вниз по течению воды вычисляются расходы. Средние расходы умножаются на общий коэффициент неравномерности и суммируются с сосредоточенными расходами. Эти операции не являются сложными для программирования ввиду простейших математических выражений.

Назначение диаметров труб осуществляется методом последовательного сопоставления расчетных расходов на участках с предельно допустимыми расходами для труб разных диаметров и выбором искомого стандартного диаметра.

Для нахождения скоростей движения сточных вод в трубах с помощью ЭВМ сопоставляются скорости, подсчитываемые по формулам и в большом интервале изменения h/d (с шагом, например, 0,01) и уклона труб (с шагом, например, 0,001) для расчетного расхода Q в трубе определенного диаметра. При этом можно получить точку, соответствующую расчетной скорости.

На заключительных этапах расчета определяются нужные данные для построения продольного профиля и подсчета стоимости. Продольный профиль строится методом проходок с учетом имеющихся ограничений.

Детальные указания по применению ЭВМ для расчета канализационных сетей излагаются в широко распространенной специальной литературе, там же приводятся стандартные программы. Реальный выигрыш в повышении производительности труда проектировщиков, использующих ЭВМ, ощутимо проявляется при расчете канализационных сетей с большим количеством участков (30-50 и более), что характерно лишь для очень крупных военных городков.



<< Назад



Подключение и схема ремонта газового котла и использования отопительного оборудования.