Формулы для гидравлического расчета канализационной сети

Бытовую канализационную сеть рассчитывают на частичное на­полнение труб. Это позволяет:

1) создать лучшие условия для транспортирования взвешенных
загрязнений;

2) обеспечить вентиляцию сети для удаления вредных и опас­ных газов, выделяющихся из жидкости;

3) создать некоторый резерв в сечении труб для пропуска рас­хода, превышающего расчетный.

Степень наполнения труб характеризуется отношением h/d (см. далее рис. III.9).

Для гидравлического расчета сети используют формулы уста­новившегося равномерного движения [см. формулы (I. 32) и (1.76)]:

где q — расход сточных вод; w — площадь живого сечения; v — средняя скорость движения; i=h/l — гидравлический уклон, равный при равно­мерном движении уклону лотка труб; l — коэффициент гидравлического трения; R = w/c — гидравлический радиус (здесь c — смоченный периметр); g — ускорение свободного падения.

Коэффициент гидравлического трения l, рекомендуется опреде­лять по формуле (СНиП 11-32-74)

(III.8)

где D — эквивалентная шероховатость; а₂ — коэффициент, зависящий от состояния стенок трубопроводов и свойств жидкости; Re = 4vR/v — чис­ло Рейнольдса (здесь v — кинематическая вязкость).

Значения D_э и а₂ следует принимать по табл. II 1.2.

Таблица 111.2. Значения эквивалентной шероховатости Dэ, коэффициента а2 и коэффициента шероховатости п для труб, каналов и лотков из различных материалов

Трубы, каналы и лотки	Dэ	а2	п
Керамические Бетонные и железобетонные Асбестоцементные Чугунные Стальные Бетонные и железобетонные, оштука­туренные с гладкой затиркой Кирпичные	1,35 0,6 0,8   0,8 3,15		0,013 0,014 0,012 0,013 0,012   0,013 0,015

Гидравлический расчет канализационной сети можно выполнять и по формуле Шези (1.134), в которой коэффициент С определяется по формуле Павловского (1.136). Значения коэффициента шерохо­ватости п можно принимать по табл. III.2.

Практически расчеты выполняют по таблицам или номограммам, составленным по приведенным формулам.

Рис. II1.9. Формы сечения канализационных труб и каналов

а — круглое; б — полукруглое; в — лотковое; г — овоидальное (яйцевидное); 3 — эллипти­ческое; е—шатровое

Формы сечения труб, применяемых при строительстве канализа­ционных сетей, показаны на рис. II1.9. Наиболее часто исполь­зуют трубы с сечением круглой формы как обладающие лучшей пропускной способностью и более простые и экономичные в изготов­лении. Остальные формы сечения труб могут быть подразделены на сжатые и вытянутые. Трубы со сжатой формой сечения при прочих равных условиях требуют меньшего заглубления. При устройстве открытых каналов применяют сечения прямоугольной и трапецеи­дальной формы.

Минимальные диаметры труб для уличных сетей установлены в зависимости от системы канализации: при полной раздельной 200 мм для бытовой сети и 250 мм для дождевой сети, при общесплав­ной 250 мм.

Расчетное наполнение в трубопроводах бытовой канализацион­ной сети рекомендуется принимать в зависимости от диаметра труб (СНиП Н-32-74):

Диаметр труб,

мм ..... 150-300 350-450 500-900 >900

h/d, не более . . 0,6 0,7 0,75 0,8

В трубопроводах дождевой канализационной сети полной раз­дельной системы и в трубопроводах сети общесплавной системы сле­дует принимать полное наполнение.

СКОРОСТИ И УКЛОНЫ

Сточные воды загрязнены различными примесями. Нерастворенная их часть может иметь как органическое, так и неорганическое происхождение. Примеси органического происхождения, обладаю­щие малым удельным весом, хорошо транспортируются по канали­зационным сетям, а примеси неорганического происхождения (пе­сок, шлак, бой стекла и др.) транспортируются лишь при значи­тельных скоростях. В связи с этим расчетные скорости в канализа­ционной сети должны назначаться из условия транспортирования песка и других примесей неорганического происхождения, содер­жащихся в сточной жидкости.

Скорость, соответствующая полному взвешиванию потоком заг­рязнений, называется самоочищающей (критической). Минималь­ные расчетные скорости следует назначать не менее самоочищающих скоростей. Для бытовой канализационной сети самоочищающие ско­рости равны:

Диаметр трубы,мм	150—250	300—400	450—500	600—800	900—1200	1300—1500	> 1500
Самоочищаюшая скор-ть,м/с	0,7	0,8	0,9		1,15	1,3	1,5

Песок, содержащийся в сточной жидкости, транспортируется потоком в основном у дна труб, вызывая здесь истирание и разру­шение их поверхности. Разрушение поверхности труб тем боль­ше, чем больше скорость потока. По этой причине скорость движе­ния, сточной жидкости в трубах следует ограничивать. В металличе­ских трубопроводах не рекомендуется допускать скорость более 8 м/с, а в неметаллических трубопроводах — более 4 м/с.

Минимальный уклон труб бытовой канализационной сети можно определять по приближенной формуле

i= 1 / d

где d — внутренний диаметр труб, мм.