Водобойные колодцы трубчатых перепадов бывают прямоугольными и цилиндрическими.
Расчет прямоугольного водобойного колодца
При расчете необходимо определить длину lк и глубину колодца dк (см. рис). Ширина B принимается по конструктивным соображениям, в зависимости от размеров стояка. Обычно B ≥ 1,5 D.
1. Определение глубины колодца dк.
Если рассмотреть уравнение Бернулли для сечений I–I и C–C, и принять сечение I–I на небольшом расстояние от дна (т.е. глубина h 1 примерно равна глубине в сжатом сечении hc), то скорость в сжатом сечении можно определить по формуле:
,
где v 1 – скорость в сечении I–I, которую можно принять равной скорости на выходе из стояка,
ζ вк – коэффициент сопротивления колодца, принимается по таблицам в зависимости от соотношения B/D.
Первая сопряженная глубина гидравлического прыжка hc ’ в данном случае (при надвинутом прыжке) равна глубине воды в сжатом сечении hc:
hc ’ = Q / Bvc.
Вторая сопряженная глубина hc ’’ рассчитывается по формуле:
,
где hкр – критическая глубина, для прямоугольного колодца определяется:
|
|
,
здесь α = 1…1,1.
Тогда глубина колодца в этих условиях находится по зависимости:
dк = σ hc ’’ – t,
где t – бытовая глубина в отводящем коллекторе,
σ – коэффициент затопления гидравлического прыжка (1,05…1,3).
На практике при расчете перепада вначале определяют среднюю скорость vср при принятой глубине колодца dк = 0. Затем рассчитывают новое значение dк и корректируют высоту перепада T 0. Расчет повторяется примерно 2–3 раза.
2. Определение длины колодца lк.
Общая длина колодца складывается из величин (см. рис):
lк = l 1 + lсж + lпп,
где l 1 – расстояние от оси стояка до стенки, равное не менее 1 D,
lсж – расстояние от оси стояка до сжатого сечения, lсж = 0,5 D,
lпп – длина подпертого гидравлического прыжка, можно использовать формулу:
lпп = 4,5β hc ’’,
здесь β = 0,5.