Особливості гідравлічного розрахунку полімерних трубопроводів КОРСИС (журнал: Полімерні труби - Україна)

При y = 1/6 формула (3) відома як формула Маннінга, справедлива для турбулентного режиму рідини. 

Ступінь наповнення труби - це співвідношення рівня води h до внутрішнього діаметра труби d. Відомо, що максимальна витрата води в трубах спостерігається при cтепени наповненні трубопроводу 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 часу доби, коли може спостерігатися максимальна витрата, а це коливання може бути і в меншу, і в більшу сторону. По-друге, внаслідок нерівномірності руху води наповнення окремих ділянок трубопроводу може бути більше розрахункового. Для 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. 

У трубопроводах зливової каналізації та 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, тобто значну частину часу ці трубопроводи будуть працювати при частковому наповненні.

Витрата стічних вод в 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 мінімальному, не представляється можливим, так як це вимагало б прокладки трубопроводів з великими ухилами, а це призвело б до їх значного заглиблення. 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 забезпечуватися в водовідвідних мережах при розрахунковій витраті. Результатом розрахунків на основі попередніх досліджень є значення мінімальних швидкостей, представлених в табл.1. 

Якщо в формулу Шезі (2) підставити мінімальну швидкість, то можна отримати мінімальний 

Вміщені в стічних водах пісок 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 неметалічних - 4 м/с. Для визначення мінімального ухилу можна використовувати наступну формулу:

Розрахунок трубопроводів за формулами надзвичайно складний. Методи вирішення різних завдань із 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 різних спрощуючих прийомів, при яких використовуються розроблені таблиці, графіки, діаграми і т.д. (Табл. 3, 4). 

На рис.1 наведені криві зміни швидкості v і витрат q в трубах круглого перерізу залежно від ступеня їх наповнення. По осі ординат відкладені ступеня наповнення h/d, а по осі абсцис - відповідні цим наповненням швидкості v і витрати q, виражені в частках від швидкості і витрати при ступені наповнення, рівний 1.

Діаметр самопливного трубопроводу можна визначити по номограмі в залежності від швидкості течії рідини, ухилу трубопроводу і величини розрахункової витрати стоків (рис. 2). Номограми являють собою графічне відображення формули Колбрук - Уайта за умови, що температура води становить 10° С, а шорсткість трубопроводу - 0,025 мм.