Єдина Країна! Единая Страна!
Полипластик
RU   UA
     
Забыли пароль? -->
Вход         Регистрация
Прайс-листы Акции Продукция Документация Филиалы О нас

Популярные статьи

Особенности гидравлического расчета полимерных трубопроводов КОРСИС

01 Сентября 2006г.
Отведение бытовых и ливневых стоков в подавляющем большинстве случаев реализуется с помощью трубопроводов круглого сечения. Применение других форм живого сечения потоков сточных вод применяется значительно реже. Например, прямоугольные, трапецеидальные и лотковые формы могут быть использованы в качестве распределительных и сборных коммуникаций на очистных сооружениях.

Наиболее индустриальная форма трубопроводов - круглая, имеющая к тому же лучшую гидравлическую характеристику. Поэтому проектирование водоотводящих сетей выполняется круглыми трубопроводами. Применение новых материалов и технологий прокладки водоотводящих коммуникаций с использованием современных термопластичных пластмассовых материалов при строительстве и реновации имеет важное экономическое и техническое значение.

Важным моментом в новой технологии является оценка и разработка методических основ гидравлического расчета водоотводящих трубопроводов.

Гидравлические характеристики коллекторов определяются их наибольшей пропускной способностью при заданном уклоне и площади живого сечения потока. Для проектирования бытовых водоотводящих сетей принимается безнапорный режим движения жидкости с частичным наполнением труб (0,5-0,8). Следует иметь в виду, что в сетях, предназначенных для транспортировки дождевых вод, расчетные расходы наблюдаются не чаще одного раза в несколько лет. Следовательно, водоотводящие сети работают в безнапорном режиме при частичном заполнении. Этот режим обладает рядом преимуществ перед напорным. В бытовых и производственно-бытовых сетях необходимо обеспечивать некоторый резерв живого сечения трубопровода. Через свободную от воды верхнюю часть сечения трубы осуществляется вентиляция разветвленной водоотводящей сети. При этом из трубопровода непрерывно удаляются образующиеся в воде газы, которые осложняют эксплуатацию водоотводящих сетей и т.п.

В сточных водах также содержатся нерастворенные примеси органического и минерального происхождения. Первые имеют небольшую плотность и хорошо транспортируются потоком воды. Вторые (песок, бой стекла, шлаки и др.) имеют значительную плотность и транспортируются лишь при определенных скоростях турбулентного режима движения жидкости. Поэтому важнейшим условием проектирования водоотводящих сетей является обеспечение в трубопроводах при расчетных расходах необходимых скоростей движения жидкости, исключающих образование плотных несмываемых отложений.

Для проведения гидравлических расчетов гофрированных двухслойных труб КОРСИС могут использоваться гидравлические формулы, номограммы и таблицы в соответствии с требованиями СНиП 2.04.03-85 "Канализация. Наружные сети и сооружения" и СП 40-102-2000 "Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования".

Расчет самотечных трубопроводов заключается в определении их диаметра, уклона и параметров работы - наполнения и скорости. Обычно исходным для расчета является расход, который определяется в первую очередь.

 

Изображение

 

Для расчета рекомендуются формулы постоянства расхода q = ω • v (1) и Шези v = С√Ri, (2) где q - расчетный расход; ω - площадь живого сечения; v - скорость; С - коэффициент Шези; R = ω / χ - гидравлический радиус; χ - смоченный периметр; i = hi/ l - уклон лотка (hi- падение лотка на длине l).        В формуле (2) принято, что гидравлический уклон I равен уклону лотка i, так как движение воды равномерное.        Для определения коэффициента Шези рекомендуется формула Н.Н.Павловского (при 0,1< R < 3 м) С = Ry / n, (3)где y - показатель степени, определяемый по формуле

 

y = 2,5√n - 0,13 - 0,75√R(√n - 0,1); (4)

где n - коэффициент шероховатости, зависящий от состояния стенок трубопровода. Для приблизительных расчетов Н.Н.Павловский рекомендовал следующие формулы:

y ≈ 1.5√n при 0,1 < R < 1,0 (5) y ≈ 1.3√n при 1,0 < R < 3,0 при y = 1/6 формула (3) известна как формула Маннинга, справедливая для турбулентного режима жидкости.

Известно, что максимальный расход воды в трубах наблюдается при наполнении h/d=0,95, поэтому наполнение больше этого значения принимать нецелесообразно. Расчетные наполнения рекомендуется принимать даже меньше этого значения по следующим причинам. Во-первых, при определении расчетных расходов не учитывается колебание значений в пределах часа суток, когда может наблюдаться максимальный расход. А это колебание может быть и в меньшую, и в большую сторону. Во-вторых, вследствие неравномерности движения воды наполнение отдельных участков трубопровода может быть больше расчетного. В целях исключения подтопления при расчетных условиях наполнение в трубопроводах бытовой водоотводящей сети рекомендуется принимать не более 0,8. Рекомендуемые максимальные значения степени наполнения приведены в табл. 1.

В трубопроводах ливневой канализации и водостоках полных раздельных систем водоотведения, а также в общесплавных трубопроводах при расчетных условиях наполнение рекомендуется принимать равным 1, т.е. полным. Это объясняется тем, что расчетные условия в этих трубопроводах наблюдаются весьма редко. Таким образом, значительную часть времени эти трубопроводы будут работать при частичном наполнении.

Расход сточных вод в водоотводящих сетях изменяется в широких пределах от определенного минимального до известного максимального, который принимается за расчетный. Обеспечить возможность транспортирования всех примесей потоком во всем диапазоне расходов, в том числе и при минимальном, не представляется возможным, так как это потребовало бы прокладки трубопроводов с большими уклонами, а это привело бы к их значительным заглублениям. В настоящее время расчет трубопроводов производится на условии поддержания труб в чистом состоянии при максимальном расчетном расходе. Таким образом, при минимальных расходах в трубопроводах допускаются отложения, но при достижении расчетного расхода трубопроводы должны самоочищаться. Здесь вводится понятие скорости самоочистки - минимальной скорости, которая должна обеспечиваться в водоотводящих сетях при расчетном расходе.

Результатом расчетов на основе предшествующих исследований являются значения минимальных скоростей, представленные в табл.1.

 

Таблица 1. Рекомендуемые наполнения и минимальные скорости и уклоны


Диаметр, мм
Максимальная степень наполнения
Минимальные
Скорость, м/с
Уклон
200
0,6
0,7
0,0046
250
0,6
0,7
0,0046
315
0,7
0,8
0,0033
400
0,7
0,8
0,0021
500
0,75
0,9
0,002
630
0,75
1,0
0,0019
800
0,75
1,0
0,0013
1000
0,8
1,15
0,0013
1200
0,8
1,15
0,001



Если в формулу Шези (2) подставить минимальную скорость, то можно получить минимальный уклон, при котором трубопровод самоочищается. Минимальные диаметры и уклоны водоотводящей сети приведены в табл.2.

Табл. 2. Минимальные диаметры и уклоны водоотводящей сети


Система водоотведения
Минимальный диаметр (Dmin), мм
Минимальный уклон (imin)
Внутриквартальной
Уличной
Внутриквартальной
Уличной
Полная раздельная и полураздельная с сетями:
 
Бытовой
160
200
0,008 (0,007)
0,007 (0,005)
Дождевой (водостоки)
200
250
0,007 (0,005)
-
Общесплавная
200
250
0,007 (0,005)
-


Примечание: В скобках указаны уклоны, которые допускается применять при обосновании технического решения.

Содержащиеся в сточных водах песок и другие минеральные примеси являются абразивными материалами, истирающими стенки трубопроводов. При этом интенсивность истирания пропорциональна скорости потока. Поэтому на основании многолетнего опыта эксплуатации водоотводящих сетей установлены максимально допустимые скорости, равные для металлических труб 8 м/с и для неметаллических труб - 4 м/с.
Для определения минимального уклона можно использовать следующую формулу:


imin = αί/ d где d - диаметр трубопровода, мм; αί - коэффициент, равный: d, мм     500         600-800     1000-1200 αί,          1,0             1,1              1,3     



Расчет трубопроводов по формулам чрезвычайно сложен. Методы решения различных задач по расчету трубопроводов изложены в специальной литературе.

При проектировании водоотводящих сетей требуется выполнять расчеты большого числа отдельных участков трубопроводов с различными условиями проектирования. Их расчет производится с применением тех или иных упрощающих приемов, при которых используются разработанные таблицы, графики, диаграммы и т.д.

На рис.1 приведены кривые изменения скоростей v и расходов q в трубах круглого сечения в зависимости от степени их наполнения. По оси ординат отложены степени наполнения h, а по оси абсцисс - соответствующие этим наполнениям скорости v и расходы q, выраженные в долях от скорости и расхода при полном наполнении.

Рис. 1 Зависимость расхода q и скорости v от степени наполнения трубопровода h/d
Изображение

 

Таблица 3. Пример определения изменения величины расхода Q и скорости потока V


Уклон ‰
Уровень заполнения, %
Диаметр 400 мм
Диаметр 500 мм
Диаметр 630 мм
Скорость v м/с
Расход q л/с
Скорость v м/с
Расход q л/с
Скорость v м/с
Расход q л/с
1
100
0,49
46
0,57
82
0,58
164
 
50
0,42
21
0,48
37
0,49
75
 
25
0,27
7
0,31
12
0,32
23
5
100
1,1
102
1,27
183
1,48
333
 
50
0,94
46
1,08
82
1,26
150
 
25
0,61
14
0,70
26
0,81
47
10
100
1,56
144
1,8
258
2,09
471
 
50
1,33
65
1,53
116
1,78
212
 
25
0,86
20
0,99
36
1,15
66

Диаметр самотечного трубопровода может быть определен по номограмме в зависимости от скорости течения жидкости, уклона трубопровода и величины расчетного расхода стоков:

 

Изображение



Номограммы представляют собой графическое отображение формулы Колбрука - Уайта при условии, что температура воды составляет 10°С, а шероховатость трубопровода - 0,00025 м. Наполнение трубы - это соотношение уровня воды (Н) к внутреннему диаметру трубы (Di).

Таблица 4. Гидравлический расчет трубопроводов водоотведения из полиэтиленовых гофрированных труб КОРСИС при полном наполнении - Скачать таблицу

Авторы:
МГСУ (проф., д.т.н. Воронов Ю.В.; проф., к.т.н. Пугачев Е.А.)

Источник: ETP.com.UA



Нашли ошибку? Выделите мышкой текст, и нажмите Ctrl + Enter.
Нашли ошибку?
Выделите мышкой текст, и нажмите Ctrl + Enter
Выделенный текст
Комментарий