Строительство и архитектура \ Водоснабжение и водоотведение

Основы гидравлического расчёта водоотводящих сетей. Проектирование водоотводящей сети, страница 2

4. Банкетным сечением устраняются недостатки сжатых и вытянутых форм. Применяется при значительных колебаниях расходов стоков.

5. Открытые сечения каналов (11, 12) могут применяться за пределами населенного пункта и на очистных сооружениях канализации.

Гидравлически выгодным является прямоугольное сечение при b/h = 2 и трапециидальное сечение при b/h = 2(), где m = ctg.

3.4. Зависимость расхода и скорости от степени наполнения трубопровода

Рис. 18. Графическая иллюстрация связи расхода и скорости от наполнения сточных вод

Максимальная скорость при h/d = 0,813, а максимальный расход при h/d = 0,95.

Расход при h/d = 1 в 2 раза больше расхода при h/d = 0,5. Существует область, где одинаковые скорости и расходы достигаются при двух разных наполнениях, а скорость при h/d = 0,5 равна скорости при h/d = 1.

Для городских сетей рекомендуется принимать h/d = 0,5 – 0,8, а для водосточной сети h/d = 0,95 – 1,0. В СНИП 2.04.03-85 приводятся следующие максимальные наполнения трубопроводов.

D,мм h/d

150-300 0,6

350-450 0,7

500-900 0,75

Более 900 0,8

3.5. Гидравлический расчет самотечных трубопроводов

Гидравлический расчет самотечных трубопроводов сводится к определению d, i, h/d, v при известном расходе ст. вод для установившегося и равномерного движения. Гидравлический расчет производится с учетом технико-экономических показателей проектирования и строительства и др. условий.

В настоящее время предлагается две методики гидравлического расчета. Первая методика справедлива для области вполне шероховатого трения турбулентного режима.

Вторая методика применяется для всех трех областей турбулентного режима: гладких труб, вполне шероховатых и в переходной области между ними. Так как водоотводящие сети в основном работают в области вполне шероховатого трения, то результаты расчета по обеим методикам получаются практически одинаковыми.

Первая методика

1. Формула постоянства расхода

q = Q * v

2. Формула Шези (справедлива для всех сечений труб и коллекторов за счет применения R вместо D)

v = С

3. Коэффициент Шези (формула Павловского Н. Н. справедлива для области вполне шероховатого трения и 0,1 < R < 3).

С = (R^у)/n.

y = 2,5 n– 0,75 R ( n – 0,1) – 0,13.

При 0,1 < R < 1 у ~ 1,5 n

1 < R < 3 у ~ 1,3 n

Известна формула Маннинга для определения С, где у = 1/6.

– площадь живого сечения потока;

v – средняя скорость движения воды;

R – гидравлический радиус,

R = /,

(капа) – смоченный периметр сечения коллектора;

i – уклон лотка, равный гидравлическому уклону при равномерном движении, где

I = h_l/l

n – коэффициент шероховатости, зависит от состояния стенок русла n = 0,012 – 0,015 для коллекторов и труб и 0,02 – 0,03 – для земляного русла.

Вторая методика

1. q = * v

2. Формула Дарси

3. Формула Н. Ф. Федорова ( справедлива для всех трех областей турбулентного

режима)

- коэффициент гидравлического трения;

э – эквивалентная абсолютная шероховатость, зависит от поверхности трубопроводов (материала труб), = 0,005(полипропилен) – 3,0(бетонные и ж/б каналы) [Алексеев, Карамзинов, Курганов и др.];

а₂ – коэффициент, учитывающий характер шероховатости труб (зависит от материала труб); а₂ = 20 – 130 [табл. 3.5, Алексеев, Карамзинов, Курганов];

Re – число Рейнольдса

Re = (4R*v)/,

- кинематический коэффициент вязкости.

Обе методики связаны соотношением

С = (8g/)^0,5 или С² = 8g/ ,

с помощью которого формула Дарси превращается в формулу Шези. По первой методике рассчитаны таблицы Лукиных, по второй – таблицы Федорова Н. Ф., Волкова Л. Е. (Гидравлический расчет канализационных сетей. Стройиздат. 1968.)

Для расчёта гидравлического радиуса R и площади живого сечения применяются тригонометрические функции в зависимости от наполнения h/d.

Рис. 19. Геометрические параметры потока

, рад