Определение уклона горизонтальных трубопроводов

Определение расчетного расхода сточных вод

При расчете бытовой канализации зданий в качестве расчетного расхода сточных вод принимается их максимальный секундный расход, q.

Для определения расчетного расхода сточных вод через стояк предварительно необходимо:

- определить число жителей U, обслуживаемых стояком;

- принять по Приложению 2 [1] или по табл. 2.1 [2] общий секундный расход воды санитарным прибором , л/с. При этом на стояке выбирается прибор с наибольшим расходом ;

- принять по Приложению 2 [1] или по табл. 2.1 [2] расход сточных вод от санитарного прибора , л/с. Соответственно прибор на стояке выбирается с наибольшим расходом ;

- принять по Приложению 3 [1] или по табл. 2.2 [2] общую норму расхода воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления;

- определить число установленных санитарных приборов N на расчетном стояке;

- рассчитать вероятность действия санитарных приборов по формуле:

; (3.2)

– найти по приложению 4 [1] значение коэффициента a в зависимости от значения произведения ;

– определить общий максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети по формуле [1]:

, л/с. (3.3)

Расчетный расход воды через стояк определяется:

а) при q^tot< 6 л/с:

, л/с. (3.4)

б) при q^tot > 6 л/с:

, л/с. (3.4*)

Расход сточных вод через выпуски, объединяющие несколько стояков, определяется:

, л/с. (3.5)

3.6 Определение скорости движения сточных вод
в горизонтальных трубопроводах

Для того чтобы определить скорость движения сточных вод на расчетных участках, предварительно необходимо задать степень наполнения трубопровода H / d и рассчитать площадь живого сечения потока .

Значение отношения H / d принимается:

для d = 50 и 100 мм;

для d = 125, 150 и 200 мм (при i = 0,008 м).

При транспортировании условно чистых стоков независимо от диаметра труб можно принимать .

Площадь живого сечения потока рассчитывается по выражению:

, (3.6)

где ;

, (3.7)

где d – внутренний диаметр водопровода, м.

Скорость движения сточных вод на расчетных участках горизонтальных трубопроводов определяется по формуле:

, (3.8)

где – расход сточных вод, л/с, определяется по формуле (3.4) или (3.4*);

– площадь живого сечения потока, м³, определяется по формуле (3.6);

10³ – коэффициент перевода расхода в л/с в м³/с.

При назначении диаметра трубопроводов следует иметь ввиду, что скорость движения жидкости в них должна быть не менее 0,7 м/с.

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