Расчет канализационных сетей

Основы гидравлического расчета. Как уже отмечалось, во всех сис­темах канализации сточные воды перемещаются по трубам самотеком. Только трубопроводы от насосных станций и некоторые сетевые сооруже­ния работают полным сечением под напором.

Гидравлический расчет сети всех систем канализации, как правило, проводят по формулам для равномерного движения жидкости:

Q = ωv; (2.1)

(2.2) (2.3)

,

v = c ,

(2.4)

где Q - расход сточных вол, м³/с; ω - площадь живого сечения, м²; v - и средняя скорость движения сточных вод, м/с; - гидравлический уклон (потери напора на единицу длины); R - гидравлический радиус, м; - ко­эффициент трения по длине водовода; g - ускорение силы тяжести, м/с²; С - коэффициент Шези; п_i - коэффициент шероховатости: для самотечных коллекторов круглого сечения п_i = 0,014, для напорных трубопроводов п_i = 0,013; i - уклон трубы.

Показатель степени у может определяться по формуле академика Н.Н. Павловского:

; (2.5)

для приближенных расчетов

у ≈ 0,167.

При расчетных расходах жидкость протекает по трубам в турбулент­ном режиме. При этом коэффициент λ определяют по формуле профессора Н. Ф. Федорова:

(2.6)

где - эквивалентная абсолютная шероховатость: а₂- коэффициент, ха­рактеризующий неравномерность шероховатости и неоднородность струк­туры потока при разной скорости движения жидкости; Re - безразмерное число Рейнольдса:

ν (2.7)

где ν - коэффициент кинематической вязкости, м²/с.

На практике целесообразно пользоваться расчетными таблицами Н.Ф. Федорова и Л.Е. Волкова, составленными по формулам (2.1), (2.2), (2.6) или А.А. и Н.А. Лукиных по формулам (2.1), (2.3) - (2.5).

Безнапорные (самотечные) канализационные сети проектируют так, чтобы они работали при частичном наполнении труб (табл. 3.2). Это необходимо по эксплуатационным соображениям (для вентиляции и очистки сети), а также как резерв на случай изменения режима поступления сточных вод в сеть (или изменения их количества).

Таблица 3.2

Допустимые значения скорости движения воды и наполнения

потоком коллекторов

Диаметр D, мм	Наполнение, в долях D, не более	Скорость, м/с, не менее
150...250	0,6	0,7
300...400	0,7	0,8
450...900	0,75	0,9... 1,15
1000... 1500	0,8	1,15...1,3
> 1500	0,8	1,5

Расчетное наполнение трубопроводов при отведении бытовых сточ­ных вод, зависит от диаметра труб D (см. табл. 3.2).

Трубы дождевой (ливневой) и общесплавной канализации принима­ются при расчетах работающими полным сечением.

Расчетные скорости должны быть такими, чтобы при движении сточной жидкости по трубам из нее не выпадал осадок. Такие скорости на­зываются минимальными или критическими, а также сомоочищающими. Они приведены в табл. 3.2. При больших скоростях происходит быстрый износ стенок труб, истирающихся твердыми частицами, которые содер­жатся в сточных водах. Наибольшая (максимально допустимая) расчетная скорость движения сточных вод принимается равной 8 м/с для металличе­ских и 4 м/с для неметаллических труб, а для дождевой канализации соот­ветственно 10 и 7 м/с /16/.

Уклоны труб. Скорость движения жидкости в трубах зависит от ук­лона последних. Минимальный уклон труб различного диаметра I_min мо­жет быть вычислен но формуле (2.2) при подстановке в нее минимальной скорости. При подстановке максимальных скоростей могут быть опреде­лены максимально допустимые уклоны.

Строительные нормы и правила рекомендуют принимать следующие значения наименьших уклонов трубопроводов бытовых канализационных сетей: 0,008 при D = 150 мм; 0,007 при D = 200 мм, а при больших диамет­рах минимальный уклон предварительно можно принять по формуле

где D - диаметр трубы, мм.