2015-01-30
5823
Расчет самотечных трубопроводов заключается в определении их диаметров, уклонов, наполнения и скорости. Исходными данными для расчета обычно является расход.
Расчетные формулы, лежащие в основе гидравлического расчета, выведены для установившегося и равномерного движения воды:
1. Формула постоянства расхода [5, 6]:
Q = ω∙v, (3.52)
где ω – площадь живого сечения, м2; v – средняя скорость по сечению, м/с.
2. Формула Шези:
, (3.53)
где C – коэффициент Шези м0,5/с; R – гидравлический радиус, м; i – гидравлический уклон.
3. Формула Дарси:
, (3.54)
где λ – коэффициент сопротивления трению по длине (безразмерный).
Между коэффицентами λ и С существует зависимость:
(3.55)
(3.56)
Коэффициент Шези определяется по формуле Н.Н.Павловского (при 0,1 < R < 3 м) [1]:
, (3.57)
где 
– переменный, в зависимости от коэффициента шероховатости, показатель степени; n – коэффициент шероховатости, n = 0,013 - 0,014;.
Другой, более сложный способ определения коэффициента сопротивления λ (а значит и коэффициента Шези С) производится по формуле Н.Ф.Федорова, включающей в себя дополнительные параметры:
, (3.58)
где Δэ – эквивалентная абсолютная шероховатость, мм; a 2 – коэффициент, учитывающий характер шероховатости стенок труб. Величины 
э и а ф зависят от материала трубы, их значения при концентрации взвешенных веществ в сточной воде до 600 мг/л приведены в приложении 7. Re – число Рейнольдса:
Re = v dr / 
, (3.59)
где v – средняя скорость потока, м/с; d r – диаметр трубопровода, м; – кинематическая вязкость сточных вод, (см2/с или м2/с).
Кинематическая вязкость сточных вод, содержащих взвешенных веществ 
600 мг/л, из которых около 75 % -органические, при температуре от 2 до 25 °С может быть определена по формуле:
, (3.60)
где 
кинематическая вязкость пресной воды, (см2/с); 
температура воды, °С.
Эта универсальная формула справедлива для всех трех областей турбулентного режима движения: областей гладких труб, квадратичного сопротивления и переходной области между ними. Для расчета коэффициента λ можно использовать формулу, связывающую коэффициент шероховатости и абсолютную эквивалентную шероховатость:
(3.61)
