Определение уклона горизонтальных трубопроводов

Расчет уклона i трубопроводов может быть проведен с использованием двух формул. В первом случае используют формулу Дерси-Вейсбаха (2.7), предварительно в ней приняв: (R – гидравлический радиус). Во втором случае применяют формулу Шези:

, (3.9)

где c – скоростной множитель, называемый коэффициентом Шези, м^0,5/с;

R – гидравлический радиус, м;

i – уклон трубопровода.

Гидравлический радиус определяется по формуле:

, (3.10)

где – площадь живого сечения безнапорного потока, м², определяется по формуле (3.5);

– смоченный периметр, м, определяется по формуле:

,

где d – внутренний диаметр трубопровода, м:

– угол, рад, определяется по формуле (3.7).

Соответственно выражения для расчета уклона трубопровода имеют вид:

а) с использованием формулы Дарси-Вейсбаха:

, (3.11)

где – коэффициент гидравлического трения (безразмерная величина);

R – гидравлический радиус, м, определяется по формуле (3.10);

– скорость движения сточных вод, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

Значение коэффициента определяется по формуле Н.Ф. Федорова:

, (3.12)

где – эквивалентная шероховатость, м, принимается по таблице 3.3;

R – гидравлический радиус, м, определяется по формуле (3.10);

a₂ – безразмерный коэффициент, зависящий от состояния стенок трубопровода и свойств жидкости, принимается по таблице 3.3;

– число Рейнольдса (безразмерная величина);

где – скорость движения сточных вод, м/с;

– кинематическая вязкость сточных вод, м²/с, при ; .

Таблица 3.3 - Значения эквивалентной шероховатости , коэффициента a₂ и коэффициента шероховатости n для труб, каналов и лотков из различных материалов

Трубы, каналы, лотки		a2	n
Керамические Бетонные и железобетонные Асбестоцементные Чугунные Стальные Бетонные и железобетонные, оштукатуренные с гладкой затиркой Кирпичные	1,35 2,0 0,6 1,0 0,8 0,8 3,15	50	0,013 0,014 0,012 0,013 0,012 0,013 0,015

б) с использование формулы Шези:

, (3.13)

где обозначение те же, что и в формуле (3.9);

Коэффициент Шези в формуле (3.13) определяется по формуле Н.Н. Павловского:

, (3.14)

где n – коэффициент шероховатости, принимается по таблице 3.3;

R – гидравлический радиус, м, определяется по формуле (3.10);

y – показатель степени, определяется по формуле [8]:

. (3.15)

Значения коэффициента Шези, подсчитанные по формуле (3.14), приведены в Приложении 32 [4].