Гідравлічний розрахунок водовідвідної мережі

Гідравлічний розрахунок мережі полягає у визначенні мінімальних діаметрів труб, ухилів, швидкості руху потоків стічної рідини і ступеня наповнення трубопроводів.

Для гідравлічного розрахунку мережі використовують формули усталеного і рівномірного руху потоку:

де q - розрахункова витрата стічних вод, м3 / с; ω - площа живого перерізу, м2; "- Середня швидкість течії, м / с:

де С - коефіцієнт опору тертя по довжині; R - гідравлічний радіус; i - гідравлічний ухил, рівний ухилу лотка при рівномірному русі:

де g - прискорення вільного падіння; λ - коефіцієнт опору тертю але довжині.

Практично розрахунки по визначенню ухилу, швидкості і діаметра труб виконують за таблицями для гідравлічного розрахунку каналізаційних мереж та дюкерів за формулою Η. Н. Павловського.

На підставі досвіду експлуатації і техніко-економічних розрахунків водовідвідних мереж встановлені мінімальні діаметри труб (в мм).

Водовідвідну мережу розраховують на часткове наповнення труб, що дозволяє створити кращі умови для транспортування зважених забруднень; забезпечити вентиляцію мережі для видалення шкідливих і небезпечних газів, що виділяються з рідини; створити певний резерв в перетині труб для пропуску витрати, що перевищує розрахунковий.

Ступінь наповнення труб характеризується величиною Η / D (Я - висота потоку рідини; D - діаметр труби).

При проектуванні одним з найважливіших завдань є забезпечення необхідної швидкості при водовідведенні розрахункових витрат, що забезпечують процес самоочищення трубопроводів, тобто виключаючи їх замулювання і біообрастаніt.

Діаметр трубопроводів визначається гідравлічним розрахунком. Однак при невеликих витратах (до 10 л / с) диктують виявляються експлуатаційні вимоги. Відповідно до цього СНиП 2.04.03-85 встановлено, що найменший діаметр труб слід приймати для побутової системи водовідведення: вуличної - 200 мм, внутрішньоквартальної - 150 мм; для зливової та общесплавной: вуличної - 250 мм, внутрішньоквартальної - 200 мм.

Розрахункові швидкості руху стічних вод слід приймати в залежності від ступеня наповнення труб, яке не повинно перевищувати значень, наведених нижче, і бути не менше 0,7 м / с.

Наповнення труб, відповідне пропуску розрахункової витрати, називають розрахунковим. Розрахункове наповнення приймають залежно від діаметра труб:

Діаметр труби, мм

150 ... 250

300 ... 400

450 ... 900

1000 ... 1200

1500

Наповнення, не більше

0,6

0,7

0,75

0.8

0,8

Самоочищатися швидкість, м / с

0,7

0,8

0,9 ... 1,0

1,15

1,3

Щоб уникнути замулювання водовідвідних мереж трубопроводах надають належні ухили, що забезпечують перебіг рідини з самоочищатися швидкостями. Розрахунок водовідвідної мережі ведуть на розрахункову швидкість.

Розрахункової називають швидкість течії рідини при розрахунковому (q mах г) витраті і розрахунковому наповненні. Розрахункові швидкості призначають в межах між найменшою і найбільшою допустимими швидкостями течії.

Найменшій розрахунковій (незаілівающей) називають найменшу швидкість течії, при якій забезпечується самоочищення труб. Мінімальну розрахункову швидкість в мережі побутової водовідвідної мережі рекомендується приймати залежно від діаметра труб.

Максимальні розрахункові швидкості (в м / с) визначають залежно від механічної міцності матеріалу труб і виходячи з умов виключення стирання труб піском: для металевих труб - не більше 8, неметалевих - не більше 4. У зливової водовідвідної мережі швидкості повинні бути відповідно не більше 7 і 10.

Для гасіння швидкості необхідно зменшити гідравлічні ухили труб або споруджувати перепадні колодязі.

Мінімальна розрахункова швидкість руху рідини в дюкерах приймається не менше 1 м / с.

Для самоочищення трубопроводів водовідвідної мережі слід дотримуватися принцип наростання швидкості вздовж потоку.

Ухил трубопроводу приймається з урахуванням рельєфу місцевості та критичної швидкості руху рідини.

Попередньо ухил труб визначається по ухилу місцевості, так як найбільш економічною є укладання труб паралельно поверхні землі на допустимої

глибині закладення. Якщо рельєф місцевості плоский, то для зменшення заглиблення трубопроводу труби укладають з найменшим ухилом.

Найменші ухили трубопроводів (в мм), що забезпечують незаілівающіе швидкості, при розрахунковому наповненні для всіх систем водовідведення слід приймати: для труб D = 150 - 0,008; D = 200 - 0,007; D = 1250 і більше - 0,0005.

Поздовжній профіль колектора

Рис. 10.8. Поздовжній профіль колектора

У результаті гідравлічного розрахунку водовідвідної мережі за видатками з урахуванням розрахункового наповнення і самоочищающей швидкості визначають діаметри і ухили трубопроводів, а потім складають поздовжній профіль мережі (рис. 10.8). На початку викреслюють профіль поверхні землі ио трасі колектора. Потім на профіль наносять розрахункові точки, визначають довжину розрахункових ділянок, початкове заглиблення трубопроводу і виявляють ділянки, що диктують глибину закладення колектора. Одночасно на профіль наносять результати обчислень d, i, q max c, v, h / d і вказують прийнятий матеріал труб.

На профілі повинні бути детально відображені перетину водних перешкод, шосейних доріг і залізниць, а також вказано розташування по вертикалі трубопроводів різних мереж і т.д.

Вартість і терміни будівництва водовідвідної мережі визначає глибина закладання трубопроводів, яку приймають по можливості мінімальною, враховуючи захищеність труб від механічних пошкоджень; оберігання стічних вод в трубопроводах від замерзання; можливість приєднання внутрішньоквартальної мережі від вуличної.

Позначку лотка в початковій точці мережі визначають з умови глибини закладення найбільш віддаленого будинкового випуску. Для цього встановлюють мінімальну глибину початкового випуску закладення дворової мережі.

У південних районах мінімальну глибину закладення випусків з будівлі приймають 0,7 м до верху труби, що забезпечує водовідведення від приймачів, розташованих на першому поверсі на рівні поверхні землі. Крім того, зазначена глибина достатня і для запобігання труб від впливу статичних і динамічних навантажень.

У північних районах глибину закладення будинкових випусків визначають з умов глибини промерзання грунту: при діаметрі труб до 500 мм - на 0,3 м, а при великих діаметрах - на 0,5 м менше найбільшої глибини промерзання грунту, але не менше 0,7 м до верху труби.

Початкова глибина закладення трубопроводів вуличної мережі (рис. 10.9), м,

де h - найменша глибина закладення будинкового випуску з будівлі в найбільш віддаленому колодязі внутрішньоквартальної мережі, м; i - ухил водовідвідної мережі; L - довжина дворової водовідвідної мережі від найбільш віддаленого колодязя до контрольного колодязя, м; l - довжина сполучної лінії від контрольного колодязя до оглядового колодязя вуличної мережі, м; z1 - позначка поверхні землі біля криниці на вулиці, м; z2 - позначка поверхні землі у найбільш віддаленого колодязя, м; Δ d - перепад між лотками сполучної гілки та вуличної труби, м.

Схема для визначення початкової глибини закладення трубопроводів вуличної мережі

Рис. 10.9. Схема для визначення початкової глибини закладення трубопроводів вуличної мережі:

1 - житлові будинки; 2 - дворова мережа; 3 - колодязь вуличної мережі

Відмітки подальших точок визначають за результатами гідравлічного розрахунку мережі, м:

де Н п - позначка попередньої точки; i - ухил трубопроводу; L n +1 - довжина ділянки між розрахунковими точками.

З'єднують труби в колодязі по висоті відповідно до відміток рівня води, не допускаючи підпору у вищерозташованих ділянках мережі. При цьому у всіх випадках дно лотка приєднуваних труб не повинно бути нижче лотка відвідної труби.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >