Степень наполнения труб
Расчетные скорости и уклоны
Расчет канализационной сети производится на неполное заполнение труб и каналов. Отношение высоты слоя воды h к диаметру трубы d называют ее наполнением. При h/d= 1 наполнение будет полным. Частичное наполнение, соответствующее пропуску расчетного расхода, называется расчетным.
Для пропуска расчетного расхода сточных вод для бытовой сети раздельной системы канализации расчетное наполнение трубопроводов и каналов с поперечным сечением любой формы следует принимать не более 0,7 высоты, а каналов с прямоугольным поперечным сечением — не более 0,75 высоты. Для трубопроводов дождевой и общесплавной систем водоотведения необходимо принимать полное расчетное наполнение.
По оси абсцисс отложены значения скоростей и расходов, выраженные в долях скорости и расхода при полном наполнении
На рис. 1 приведены кривые изменения скоростей движения потока и расходов сточных вод в трубах круглого сечения в зависимости от степени их наполнения. С повышением степени наполнения увеличиваются гидравлический радиус и соответственно скорость движения потока.
Далее гидравлический радиус возрастает и становится максимальным при наполнении 0,813 d; затем он уменьшается и при полном наполнении RH=d/4, т. е. имеет то же значение, что и при половинном наполнении. Соответственно и скорость имеет максимальное значение при наполнении 0,813 d, а скорость при половинном наполнении равна скорости при полном наполнении. Расход достигает своего максимума при наполнении 0,95 d, затем уменьшается и при полном наполнении он вдвое больше расхода при половинном наполнении.
Отсюда следует, что наполнение более 0,813 d необоснованно, так как скорость в этом случае будет не повышаться, а снижаться. При поступлении сточной воды в верховые участки сети происходят большие мгновенные колебания расходов, которые не учитываются коэффициентом неравномерности, поэтому для труб диаметром до 500 мм предусматривают некоторый запас в объеме и принимают расчетное наполнение меньше 0,75 d. Для общесплавной и дождевой канализации при устройстве дюкеров принимают полное наполнение.
Для достижения расчетной самоочищающей скорости (при заданном расходе) проще всего увеличить уклон труб. Однако такое решение возможно только при резко выраженном уклоне местности. При пологой местности увеличение уклонов приведет к быстрому заглублению канализационной сети, а следовательно, и к повышению стоимости строительства. В этом случае канализационную сеть следует проектировать с минимальными уклонами, при которых при заданном расчетном наполнении и расходе получается скорость, равная самоочищающей.
Чем больше диаметр трубы, тем больше ее гидравлический радиус, поэтому при прочих равных условиях для достижения самоочищающих скоростей для труб больших диаметров необходимо принимать меньшее значение уклона. Для трубопроводов всех систем канализации при расчетном наполнении назначают следующие минимальные уклоны: для труб диаметром 150 мм — 0,008; диаметром 200 мм — 0,007. В зависимости от местных условий допускается принимать уклоны 0,007 для труб диаметром 150 мм и 0,005 для труб диаметром 200 мм.
Расход сточной воды, поступающей в верховые участки сети, обычно невелик, поэтому для его пропуска можно было бы запроектировать трубы малого диаметра. Ввиду того, что сточные воды содержат крупные загрязнения, способствующие быстрому засорению труб, а также для удобства прочистки сети обычно принимают минимальный диаметр труб раздельной системы канализации 200 мм для уличной сети и 150 мм для внутри-квартальной и производственной сети.
В населенных пунктах с расходом сточных вод до 500 м3/сут для уличной сети допускается применять трубы диаметром 150 мм, а для производственной канализации при соответствующем обосновании — диаметром менее 150 мм. Минимальный диаметр уличной сети дождевой и общесплавной канализации назначают 250 мм, а внутриквартальной канализации — 200 мм. При больших уклонах местности скорость потока в трубопроводах иногда может достигать больших значений, однако она не должна превышать максимальной расчетной скорости.
Максимальной расчетной скоростью называется наибольшая допускаемая скорость движения воды в трубах, при которой не происходит истирания материала труб и каналов песком и другими твердыми примесями. Для труб неметаллических максимальная допускаемая скорость принята 4 м/с, для труб металлических — 8 м/с. В дождевой и общесплавной сети, где большие расходы бывают кратковременными, скорости для неметаллических труб могут быть увеличены до 7 м/с, а для металлических до 10 м/с. Скорость движения воды в дюкерах должна быть не менее 1 м/с.
Водоснабжение и канализация - Степень наполнения труб
Остались вопросы по теме - "Степень наполнения труб", задайте их на