Гідравлічний розрахунок і ухил каналізаційної труби

Гідравлічні характеристики колекторів визначаються їх найбільшою пропускною здатністю при заданому ухилі і площі живого перерізу потоку. Для проектування побутових водовідвідних мереж приймається безнапірний режим руху рідини з частковим (0,5-0,8) наповненням труб. Слід мати на увазі, що в мережах, призначених для транспортування дощових вод, розрахункові витрати спостерігаються не частіше одного разу на кілька років. Отже, водовідвідні мережі працюють в безнапірному режимі при частковому заповненні. Цей режим має низку переваг перед напірним. У побутових і виробничо-побутових мережах необхідно забезпечувати деякий резерв живого перерізу трубопроводу. Через вільну від води верхню частину перерізу труби здійснюється вентиляція розгалуженої водовідвідної мережі. При цьому в трубопроводі безперервно виділяються гази, що утворюються у воді, які викликають корозію трубопроводів та споруд на них, ускладнюють експлуатацію водовідвідних мереж і т.п.

Для розрахунку рекомендуються формули сталості витрати.

і Шези

де q - розрахункова витрата; ; - площа живого перетину; v - швидкість; С – коефіцієнт Шези; ; - гідравлічний радіус; ; - змочений периметр; i = hl /L -  ухил лотка; hl - падіння лотка на довжині L.

У формулі Шези прийнято, що гідравлічний ухил L дорівнює ухилу лотка i, так як рух води рівномірний. 
Для визначення коефіцієнта Шезі рекомендується формула Н. Н. Павловського 

де y - показник ступеня, який визначається за формулою:

де n - коефіцієнт шорсткості, що залежить від стану стінок трубопроводу. 

Для приблизних розрахунків Н. Н. Павловський рекомендував такі формули:

При y = 1/6 формула для С (коєфіціента Шези) відома як формула Маннінга, справедлива для турбулентного режиму рідини.

У трубопроводах зливової каналізації та водостоках, повних роздільних систем водовідведення, а також у загальносплавних трубопроводах при розрахункових умовах наповнення рекомендується приймати рівним 1, тобто повним. Це пояснюється тим, що розрахункові умови в цих трубопроводах спостерігаються досить рідко. Таким чином, значну частину часу ці трубопроводи будуть працювати при частковому наповненні. Витрата стічних вод в водовідвідних мережах змінюється в широких межах від певного мінімального до відомого максимального, який приймається за розрахунковий. Забезпечити можливість транспортування всіх домішок потоком у всьому діапазоні витрат, у тому числі і при мінімальному, не представляється можливим, так як це потребувало б прокладки трубопроводів з великими ухилами, а це призвело б до їх значного заглиблення. 

В даний час розрахунок трубопроводів проводиться на умові підтримання труб в чистому стані при максимальній розрахунковій витраті. Таким чином, при мінімальних витратах в трубопроводах допускаються відкладення, але при досягненні розрахункової витрати трубопроводи повинні самоочищатися. Тут вводиться поняття швидкості самоочищення - мінімальної швидкості, яка повинна забезпечуватися в водовідвідних мережах при розрахунковій витраті.

Якщо в формулу Шезі підставити мінімальну швидкість, то можна отримати мінімальний ухил, при якому трубопровід самоочищається.Мінімальні діаметри і ухили водовідвідної мережі наведено в Таблиці 2.

Таблиця 2.

Пісок та інші тверді домішки, які містяться в стічних водах  є абразивними матеріалами, які стирають стінки трубопроводів. При цьому інтенсивність стирання пропорційна швидкості потоку. Тому на підставі багаторічного досвіду експлуатації водовідвідних мереж встановлені максимально допустимі швидкості, не більше 4 м/с для неметалевих труб і не більше 8 м/с - для металевих труб.

Для визначення мінімального ухилу можна використовувати наступну формулу:

де d - діаметр трубопроводу, мм;  - Коефіцієнт, що дорівнює: 

1 при d = 500 мм, 
1,1 при d = 600-800 мм, 
1,3 при d = 1000-1200 мм. 

Розрахунок трубопроводів за формулами надзвичайно складний. Методи вирішення різних завдань із розрахунку трубопроводів викладені в спеціальній літературі. При проектуванні водовідвідних мереж потрібно виконувати розрахунки великого числа окремих ділянок трубопроводів з різними умовами проектування. Їх розрахунок проводиться із застосуванням тих чи інших спрощених прийомів, при яких використовуються розроблені таблиці, графіки, діаграми.

Ухил, %	Рівень заповн	Діаметр 400 мм		Діаметр 500 мм		Діаметр 600 мм
		Швид v, м/с	Розхід q, л/с	Швид v, м/с	Розхід q, л/с	Швид v, м/с	Розхід q, л/с
1	1	0,49	46	0,57	82	0,58	164
	0,5	0,42	21	0,48	37	0,49	75
	0,25	0,27	7	0,31	12	0,32	23
5	1	1,1	102	1,27	183	1,48	333
	0,5	0,94	46	1,08	82	1,26	150
	0,25	0,61	14	0,7	26	0,81	47
10	1	1,56	144	1,8	258	2,09	471
	0,5	1,33	65	1,53	116	1,78	212
	0,25	0,86	20	0,99	36	1,15	66

Таблиця для гідравлічного розрахунку трубопроводів водовідведення з труб Корсис при повному наповненні

 

На малюнку наведено криві зміни швидкостей v і витрат q в трубах круглого перерізу залежно від ступені їх наповнення. По осі ординат викладені ступені наповнення h/d, а по осі абсцис - відповідні цим наповненням швидкості v і витрати q, виражені в частках від швидкості і витрат при повному наповненні. Діаметр самопливного трубопроводу може бути визначений за номограмою в залежності від швидкості течії рідини, ухилу трубопроводу і величини розрахункових витрат стоків. Номограми являють собою графічне відображення формули Колбрука Уайта. За умови, що температура води становить 10 ° С, а шорсткість трубопроводу -0,00025 м. Наповнення труби - це співвідношення рівня води (Н) до внутрішнього діаметра труби (Di).

Читайте також

• Типорозміри труб КОРСИСПродукція  →  Каналізаційні труби  →  КОРСИС
• Розрахункова маса труб КОРСИСПродукція  →  Каналізаційні труби  →  КОРСИС
• Характеристики труб КОРСИСПродукція  →  Каналізаційні труби  →  КОРСИС
• Дозвільна документація на поліетиленові гофровані труби КОРСИС та GIGAPIPE для каналізації та водовідведення
• КОРСИСПродукція  →  Каналізаційні труби
• Каталоги і технічні керівництваДокументація  →  Технічна інформація
• Для нового ЖК у Харкові облаштовано каналізацію з поліетиленових труб КОРСИСНаші проєкти / 03.02.2022