Гидравличесий расчет и конструирование производственно бытовой сети
Целью гидравлического расчета канализационной сети является определение диаметров и уклонов прокладки трубопроводов, обеспечивающих самотечное движение сточных вод с незаиливающими скоростями на всех участках сети.
Гидравлический расчет канализационных сетей производится с использованием следующих основных зависимостей:
где u - скорость движение сточной жидкости;
с – коэффициент Шези, определяемой по формуле:
где n1 – коэффициент, определяемый по формуле академика Н.Н. Павловского:
где n1 – коэффициент шероховатости, принимаемый для самотечных коллекторов круглого сечения равным 0,014, а для напорных трубопроводов – 0,013;
R – гидравлический радиус, м; i – гидравлический уклон.
При расчете самотечных коллекторов гидравлический уклон допускается определять по формуле
где g – ускорение силы тяжести, м/с2;
l - коэффициент Дарси, учитывающий различную степень турбулентности потока и определяемый по формуле профессора Н.Ф. Федорова
где Dэ – эквивалентная шероховатость, см;
Re – число Рейнольдса;
а2 – безразмерный коэффициент учитывающий характер шероховатости труб и каналов.
При расчете канализационной сети вводятся следующие допущения:
- движение сточной жидкости в трубах равномерны, т.е. уклон дна трубы равен гидравлическому уклону;
- весь расчетный расход участка поступает в его начале, причем величина расхода не меняется в пределах расчетного участка;
- местные потери при диаметрах труб менее 500мм не учитываются, кроме потерь в специальных сооружения на сети, в тоже время для труб диаметром более 500мм целесообразно учитывать местные потери.
Выбранные диаметры и уклоны должны обеспечивать отведение расчетных расходов сточных вод при допустимых значениях скоростей u и наполнений h/D:
При этом уклоны принимаются с учетом рельефа местности такими, чтобы обеспечить возможно меньшую глубину заложения сети.
Расчету подлежит каждый участок сети. По результатам расчета определяется глубина заложения каждого участка в начали и в конце его.
Величина дополнительного притока qаd определяется по зависимости
где md – величина максимального суточного количества осадков, мм.
Величина глубины потока воды в трубопроводе h вычисляется как произведение наполнения в коллекторе (h/D) на его диаметр D:
Определение глубины заложения коллектора в начальной точке 0,9 м.
Отметка лотка канала поверхности воды определяются как разности соответствующих отметок первого сечения ( вначале участка) и величины падения уклона трубопровода Н на участке:
После чего обязательно проводится проверка величины :
В ходе расчета необходимо следить (особенно для участков сети, проектируемой в условиях плоского рельефа или в мокрых плывунных грунтах, а также при вынужденной трассировке против естественного уклона местности), чтобы глубины заложения в конечных точках участков не превышали 5,5-6,0 м. Если по заданию уровень стояния грунтовых вод высокий, то в этих точках необходимо проектировать насосную станцию подкачки, поскольку строительство сети в водонасыщенных грунтах технически сложно и экономически нецелесообразно.
По результатам гидравлического расчета (табл.8) вычерчиваются профили боковых притоков и главных коллекторов. В курсовом проекте заданием предусматривается разработка чертежа профиля только одного главного коллектора (рис.3). под построением профиля главного коллектора понимается его начертание на разрезе местности в плоскости его трассы до главной канализационной насосной станции с учетом рельефа местности, глубины залегания грунтовых вод и подземных инженерных сооружений.
На профиле коллектора (рис.3) в местах присоединения указываются отметки дна и диаметра труб боковых присоединений.
Учитывая, что глубина промерзания грунтов в Ленинградской области составляет 1,2м, величину определяют как: