Єдина Країна! Единая Страна!
Полипластик
RU   UA
     
Забули пароль? -->
Вхід         Реєстрація
Прайс-листи Акції Продукція Документація Філіали Про нас

Популярні статті

Особливості гідравлічного розрахунку полімерних трубопроводів КОРСІС

01 Вересня 2006г.
Відведення побутових і зливових стоків у переважній більшості випадків реалізується за допомогою трубопроводів круглого перерізу. Застосування інших форм живого перетину потоків стічних вод застосовується значно рідше. Наприклад, прямокутні, трапецієподібні і лоткові форми можуть бути використані в якості розподільних і збірних комунікацій на очисних спорудах.

Найбільш індустріальна форма трубопроводів - кругла, має до того ж кращу гідравлічну характеристику. Тому проектування водовідвідних мереж виконується круглими трубопроводами. Застосування нових матеріалів і технологій прокладання водовідвідних комунікацій з використанням сучасних термопластичних пластмасових матеріалів при будівництві та реновації має важливе економічне і технічне значення.

Важливим моментом у новій технології є оцінка і розробка методичних основ гідравлічного розрахунку водовідвідних трубопроводів.

Гідравлічні характеристики колекторів визначаються їх найбільшою пропускною здатністю при заданому ухилі і площі живого перерізу потоку. Для проектування побутових водовідвідних мереж приймається безнапірний режим руху рідини з частковим наповненням труб (0,5-0,8). Слід мати на увазі, що в мережах, призначених для транспортування дощових вод, розрахункові витрати спостерігаються не частіше одного разу на кілька років. Отже, водовідвідні мережі працюють в безнапірному режимі при частковому заповненні. Цей режим має низку переваг перед напірним. В побутових і виробничо-побутових мережах необхідно забезпечувати певний резерв живого перерізу трубопроводу. Через вільну від води верхню частину перерізу труби здійснюється вентиляція розгалуженої водовідвідної мережі. При цьому з трубопроводу безперервно видаляються утворюющiiся у воді гази, які ускладнюють експлуатацію водовідвідних мереж тощо.

У стічних водах також міститься нерозчинені домішки органічного і мінерального походження. Перші мають невелику щільність і добре транспортуються потоком води. Другі (пісок, бій скла, шлаки та ін) мають значну щільність і транспортуються лише при визначених швидкостях турбулентного режиму руху рідини. Тому, найважливішою умовою проектування водовідвідних мереж є забезпечення в трубопроводах, при розрахункових витратах необхідних швидкостей руху рідини, що виключають утворення щільних незмивних відкладень.

Для проведення гідравлічних розрахунків гофрованих двошарових труб КОРСИС Для проведення гідравлічних розрахунків гофрованих двошарових труб КОРСІС можуть використовуватися гідравлічні формули, номограми та таблиці у відповідності з вимогами СНиП 2.04.03-85 "Каналізація. Зовнішні мережі та споруди" и СП 40-102-2000 "Проектування та монтаж трубопроводів систем водопостачання та каналізації з полімерних матеріалів. Загальні вимоги".

Розрахунок самопливних трубопроводів полягає у визначенні їх діаметра, ухилу і параметрів роботи - наповнення і швидкості. Зазвичай, вихідним для розрахунку є витрата, який визначається в першу чергу.

 

Изображение

 

Для розрахунку рекомендуються формули сталості витрати q = ω • v (1) і Шезі v = √Ri, (2) де q - розрахункова витрата; ω - площа живого перерізу; v - швидкість; С - коефіцієнт Шезі; R = ω / χ - гідравлічний радіус; χ - змочений периметр; i = hi/ l - ухил лотка (hi - падіння лотка на довжині l). У формулі (2) прийнято, що гідравлічний ухил I дорівнює нахилу лотка i, так як рух води рівномірний. Для визначення коефіцієнта Шезі рекомендується формула Н.Н.Павловского (при 0,1< R < 3 м) З = Ry / n, (3) де y - показник ступеня, який визначається за формулою y = 2,5√n - 0,13 - 0,75√R(√n - 0,1); (4)

де n - коефіцієнт шорсткості, який залежить від стану стінок трубопроводу. Для приблизних розрахунків Н.Н.Павловский рекомендував наступні формули:

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) відома як формула Маннінга, справедлива для турбулентного режиму рідини.

Відомо, що максимальна витрата води в трубах спостерігається при наповненнi h/d=0,95, тому наповнення більше цього значення приймати недоцільно. Розрахункові наповнення рекомендується приймати навіть менше цього значення з наступних причин. По-перше, при визначенні розрахункових витрат не враховується коливання значень в межах години доби, коли може спостерігатися максимальний витрата. А це коливання може бути і у меншу, і в більшу сторону. По-друге, внаслідок нерівномірності руху води наповнення окремих ділянок трубопроводу може бути більше розрахункового. В цілях виключення підтоплення при розрахункових умовах наповнення в трубопроводах побутової водовідвідної мережі рекомендується приймати не більше 0,8. Рекомендовані максимальні значення ступеня наповнення наведено в табл. 1.

В трубопроводах зливової каналізації і водостоках повних роздільних систем водовідведення, а також у загальносплавних трубопроводах при розрахункових умовах наповнення рекомендується приймати рівним 1, тобто повним. Це пояснюється тим, що розрахункові умови в цих трубопроводах спостерігаються досить рідко. Таким чином, значну частину часу ці трубопроводи будуть працювати при частковому наповненні.

Витрата стічних вод у водовідвідних мережах змінюється в широких межах від певного мінімального до відомого максимального, який приймається за розрахунковий. Забезпечити можливість транспортування всіх домішок потоком у всьому діапазоні витрат, у тому числі і при мінімальній, не представляється можливим, оскільки це вимагало б прокладки трубопроводів з великими ухилами, а це призвело б до їх значним заглубленням. В даний час розрахунок трубопроводів проводиться на умовах підтримання труб в чистому стані при максимальній розрахунковій витраті. Таким чином, при мінімальних витратах в трубопроводах допускаються відкладення, але при досягненні розрахункової витрати трубопроводи повинні самоочищатися. Тут вводиться поняття швидкості самоочищення - мінімальної швидкості, яка повинна забезпечуватись у водовідвідних мережах при розрахунковій витраті.

Результатом розрахунків на основі попередніх досліджень є значення мінімальних швидкостей, представлені в табл.1.

 

Таблиця 1. Рекомендовані наповнення і мінімальні швидкості і ухили


Діаметр, мм
Максимальна ступінь наповненя
Мінімальні
Швидкість, м/с
Уклін
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



Якщо в формулу Шезі (2) підставити мінімальну швидкість, то можна отримати мінімальний ухил, при якому трубопровід самоочищається. Мінімальні діаметри і ухили водовідвідної мережі наведено в табл.2.

Табл. 2. Мінімальні діаметри і ухили водовідвідної мережі


Система водовідведення
Мінімальний діаметр (Dmin), мм
Мінімальний уклін (imin)
Внутрішньоквартальної
Вуличної
Внутрішньоквартальної
Вуличної
Повна роздільна і полураздільна з сітями:
 
Битовий
160
200
0,008 (0,007)
0,007 (0,005)
Дождьовий (водостоки)
200
250
0,007 (0,005)
-
Общєсплавна
200
250
0,007 (0,005)
-


Примітка: В дужках вказані ухили, які допускається застосовувати при обґрунтуванні технічного рішення.

Пісок, що міститься в стічних водах та інші мінеральні домішки є абразивними матеріалами, стираючими стінки трубопроводів. При цьому інтенсивність стирання пропорційна швидкості потоку. Тому на підставі багаторічного досвіду експлуатації водовідвідних мереж встановлені максимально допустимі швидкості, рівні для металевих труб 8 м/с і для неметалевих труб - 4 м/с. Для визначення мінімального ухилу можна використовувати наступну формулу:
 
imin = αί/ d де d - діаметр трубопроводу, мм; αί - коефіцієнт, що дорівнює: d, мм 500 600-800 1000-1200 αί, 1,0 1,1 1,3

Розрахунок трубопроводів за формулами надзвичайно складний. Методи вирішення різних задач по розрахунку трубопроводів викладені в спеціальній літературі.

При проектуванні водовідвідних мереж потрібно виконувати розрахунки великого числа окремих ділянок трубопроводів з різними умовами проектування. Їх розрахунок проводиться із застосуванням тих чи інших спрощующiх прийомів, при яких використовуються розроблені таблиці, графіки, діаграми і т.д.

На мал.1 наведені криві зміни швидкостей v і витрат q в трубах круглого перерізу в залежності від ступеня їх наповнення. По осі ординат відкладені ступеня наповнення h, а по осі абсцис - відповідні цим наповненням швидкості v і витрати q, виражені в частках від швидкості і витрати при повному наповненні.

Мал. 1 Залежність витрати q і швидкості v від ступеня наповнення трубопроводу h/d
Изображение

 

Таблиця 3. Приклад визначення зміни величини витрати Q і швидкості потоку V


Уклін ‰
Рівень заповнення, %
Діаметр 400 мм
Діаметр 500 мм
Діаметр 630 мм
Швидкість v м/с
Витрата q л/с
Швидкість v м/с
Витрата q л/с
Швидкість v м/с
Витрата 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

Діаметр самопливного трубопроводу може бути визначений за номограмою в залежності від швидкості течії рідини, нахилу трубопроводу та величини розрахунковоi витрати стоків:

 

Изображение


Номограми являють собою графічне відображення формули Колбрука - Уайта за умови, що температура води становить 10°С, а шорсткість трубопроводу - 0,00025 м. Наповнення труби - це співвідношення рівня води (Н) до внутрішнього діаметру труби (Di).

Таблиця 4. Гідравлічний розрахунок трубопроводів водовідведення з поліетиленових гофрованих труб КОРСИС при повному наповненні - Завантажити таблицю.

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

Джерело: Polyplastic.ua

 



Знайшли помилку? Виділіть мишкою текст, і натисніть Ctrl + Enter.
Знайшли помилку?
Виділіть мишкою текст, і натисніть Ctrl + Enter
Виділений текст
Коментар